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O objetivo do estudo foi determinar a composição e as características físico-químicas (pH, acidez, estabilidade ao álcool, sólidos totais, gordura, lactose, teor de extrato seco desengordurado e proteína total), contagem de células somáticas (CCS) e as frações de caseína (α-S1, α-S2, β e κ) dos leites identificados como leite instável não ácido (LINA) e de leites estáveis à prova de álcool a 78% (v/v). A amostragem contemplou todas as propriedades leiteiras fornecedoras de leite de um laticínio localizado no município de Casa Branca - Estado de São Paulo, nos meses de março, maio, julho e setembro de 2007. Considerou-se, como critério de identificação de LINA, a amostra de leite de conjunto de cada propriedade que apresentasse instabilidade à prova do álcool a 72% (v/v) e acidez inferior a 18ºD. Do total de amostras instáveis ao teste do álcool a 72% (v/v), 64,77% foram identificadas como LINA. A freqüência de amostras de LINA variou de acordo com o mês de amostragem, indicando uma possível influência sazonal sobre a ocorrência deste problema nos rebanhos analisados. No mês de julho, a incidência de LINA foi maior, coincidindo com o período seco, quando a disponibilidade e a qualidade das forragens são reduzidas. No mês de setembro, época de chuvas em que ocorre maior oferta de forragens de melhor qualidade, a incidência de LINA diminuiu. Em julho, houve um aumento significativo nos níveis de gordura, lactose e CCS, observando-se, porém, uma diminuição significativa nas concentrações de proteína bruta nas amostras. Neste mês, notou-se também uma menor concentração de κ-caseína no LINA, embora as diferenças entre as caseínas α-S1, α-S2, β e κ do LINA e do leite estável não tenham sido significativas nos meses de amostragem. Os resultados evidenciaram que a ocorrência de LINA é freqüente nos rebanhos leiteiros da região estudada, o que pode acarretar perdas significativas à indústria de laticínios e aos produtores devido ao descarte do leite. / The aim of this study was to determinate the composition and the physical-chemical characteristics (pH, acidity, alcohol stability, total solids, fat, lactose, non fat solids and total protein), somatic cells counts (SCC) and casein fractions (α-S1, α-S2, β and κ) of unstable non-acid and stable milks at the alcohol test at 78% (v/v). Samples were collected from all the dairy farms that provide milk to a dairy plant located in Casa Branca - São Paulo State. Sampling procedures were done on March, May, July and September 2007. Milk samples from each dairy farm presenting instability to alcohol test at 72% (v/v) and acidity less than 18ºD were considered as unstable non-acid milk. From the total of unstable samples to alcohol test at 72% (v/v), 64.77% were identified as unstable non-acid milk. The frequency of unstable non-acid milk samples varied according the month of sampling, hence indicating a possible seasonal influence on the occurrence of this problem in the dairy herds studied. On July, the incidence of unstable non-acid milk was higher, coinciding with the dry season, when the quality and availability of forage are reduced. On September, at rainfall season, when the availability and quality of forage are better, the incidence of unstable non-acid milk decreased. There was a significant increase in the levels of fat, lactose and SSC in samples collected on July, although a significant decrease was observed in the concentrations of total protein. In this month, a lower concentration of κ-casein was also noted in unstable non-acid milks. However, the differences between the α-S1, α-S2, β and κ casein of unstable non-acid milk and stable milk were not significant in all sampling months. Results showed that the occurrence of unstable non-acid milk is common in dairy herds in the studied area, which can cause significant losses to the dairy industry and dairy farms due to the discharging of milk.

Die Käsereifung ist ein biochemischer Prozess, der sich durch physikalische, mikrobiologische und enzymatische Ursachen und Abläufe vollzieht. Dabei ist die Proteolyse entscheidend für Veränderungen hinsichtlich Textur und Sensorik im Endprodukt Käse. Da die Käsematrix zu komplex ist und verschiedene Einflüsse sich störend bei der Analyse von Proteinen auswirken, sollte ein Käsemodell entwickelt werden. Ziel dieser Arbeit war es daher ein geeignetes Modell zu entwickeln, welches die Käsereifung simulieren sollte. Zum Vergleich sollte ein Modell herangezogen werden, welches der Milch nachempfunden war. Als Protein sollte das b-Casein, welches bis zu 30 % an der Caseinfraktion beteiligt ist, durch Chymosin und ein mikrobielles Milchgerinnungsenzym (Suparen) hydrolysiert werden. Anschließend sollten kommerziell erhältliche Käse untersucht werden, um eventuelle Parallelen zum Modell Käse ziehen zu können.

O objetivo do estudo foi determinar a composição e as características físico-químicas (pH, acidez, estabilidade ao álcool, sólidos totais, gordura, lactose, teor de extrato seco desengordurado e proteína total), contagem de células somáticas (CCS) e as frações de caseína (α-S1, α-S2, β e κ) dos leites identificados como leite instável não ácido (LINA) e de leites estáveis à prova de álcool a 78% (v/v). A amostragem contemplou todas as propriedades leiteiras fornecedoras de leite de um laticínio localizado no município de Casa Branca - Estado de São Paulo, nos meses de março, maio, julho e setembro de 2007. Considerou-se, como critério de identificação de LINA, a amostra de leite de conjunto de cada propriedade que apresentasse instabilidade à prova do álcool a 72% (v/v) e acidez inferior a 18ºD. Do total de amostras instáveis ao teste do álcool a 72% (v/v), 64,77% foram identificadas como LINA. A freqüência de amostras de LINA variou de acordo com o mês de amostragem, indicando uma possível influência sazonal sobre a ocorrência deste problema nos rebanhos analisados. No mês de julho, a incidência de LINA foi maior, coincidindo com o período seco, quando a disponibilidade e a qualidade das forragens são reduzidas. No mês de setembro, época de chuvas em que ocorre maior oferta de forragens de melhor qualidade, a incidência de LINA diminuiu. Em julho, houve um aumento significativo nos níveis de gordura, lactose e CCS, observando-se, porém, uma diminuição significativa nas concentrações de proteína bruta nas amostras. Neste mês, notou-se também uma menor concentração de κ-caseína no LINA, embora as diferenças entre as caseínas α-S1, α-S2, β e κ do LINA e do leite estável não tenham sido significativas nos meses de amostragem. Os resultados evidenciaram que a ocorrência de LINA é freqüente nos rebanhos leiteiros da região estudada, o que pode acarretar perdas significativas à indústria de laticínios e aos produtores devido ao descarte do leite. / The aim of this study was to determinate the composition and the physical-chemical characteristics (pH, acidity, alcohol stability, total solids, fat, lactose, non fat solids and total protein), somatic cells counts (SCC) and casein fractions (α-S1, α-S2, β and κ) of unstable non-acid and stable milks at the alcohol test at 78% (v/v). Samples were collected from all the dairy farms that provide milk to a dairy plant located in Casa Branca - São Paulo State. Sampling procedures were done on March, May, July and September 2007. Milk samples from each dairy farm presenting instability to alcohol test at 72% (v/v) and acidity less than 18ºD were considered as unstable non-acid milk. From the total of unstable samples to alcohol test at 72% (v/v), 64.77% were identified as unstable non-acid milk. The frequency of unstable non-acid milk samples varied according the month of sampling, hence indicating a possible seasonal influence on the occurrence of this problem in the dairy herds studied. On July, the incidence of unstable non-acid milk was higher, coinciding with the dry season, when the quality and availability of forage are reduced. On September, at rainfall season, when the availability and quality of forage are better, the incidence of unstable non-acid milk decreased. There was a significant increase in the levels of fat, lactose and SSC in samples collected on July, although a significant decrease was observed in the concentrations of total protein. In this month, a lower concentration of κ-casein was also noted in unstable non-acid milks. However, the differences between the α-S1, α-S2, β and κ casein of unstable non-acid milk and stable milk were not significant in all sampling months. Results showed that the occurrence of unstable non-acid milk is common in dairy herds in the studied area, which can cause significant losses to the dairy industry and dairy farms due to the discharging of milk.

Die Käsereifung ist ein biochemischer Prozess, der sich durch physikalische, mikrobiologische und enzymatische Ursachen und Abläufe vollzieht. Dabei ist die Proteolyse entscheidend für Veränderungen hinsichtlich Textur und Sensorik im Endprodukt Käse. Da die Käsematrix zu komplex ist und verschiedene Einflüsse sich störend bei der Analyse von Proteinen auswirken, sollte ein Käsemodell entwickelt werden. Ziel dieser Arbeit war es daher ein geeignetes Modell zu entwickeln, welches die Käsereifung simulieren sollte. Zum Vergleich sollte ein Modell herangezogen werden, welches der Milch nachempfunden war. Als Protein sollte das b-Casein, welches bis zu 30 % an der Caseinfraktion beteiligt ist, durch Chymosin und ein mikrobielles Milchgerinnungsenzym (Suparen) hydrolysiert werden. Anschließend sollten kommerziell erhältliche Käse untersucht werden, um eventuelle Parallelen zum Modell Käse ziehen zu können.

Para-k-Casein entsteht durch Hydrolyse des kappa-Caseins nach Zugabe proteolytischer Enzyme zur Milch. Untersuchungen an selbst erstellten Modellen unter Bedingungen, die die Käsereifung simulieren, zeigen, dass die Proteolyse des für die Käsereifung bedeutenden para-k-Caseins stark vom Wassergehalt abhängt. Mit Hilfe geeigneter Methoden (SDS-Elektrophorese, IEF, GPC, RP-HPLC, ESI-MS u.a.) konnte der Abbau des para-k-Caseins durch die industriell relevanten Milchgerinnungsenzyme Chymosin, Fromase und Suparen bei unterschiedlichem Wasserangebot verfolgt werden. Para-k-Casein wird bei einem käseüblichen Wassergehalt von 60 % innerhalb von 15 Wochen über wenig höhermolekulare Spaltprodukte überwiegend zu Peptiden mit Molmassen im Bereich von 400-1400 Da abgebaut. Wie elektrophoretische Untersuchungen zeigen, wird para-k-Casein auch im Sauermilchkäse abgebaut. Allerdings ist die Detektion der in sehr geringer Menge entstandenen Hydrolyseprodukte problematisch. / K-casein is one of the original casein components in milk. Model-experiments under cheese ripening conditions demonstrate the hydrolysis of para-k-Casein, which is the hydrophobic part of kappa-casein, by rennet and rennet substitutes fromase and suparen. Different water contents influences the dimension of hydrolysis of para-k-Casein. A water content of 60 % usual found in cheese results in a great number of hydrolysis products from para-k-Casein with molecular weights between 400-1400 Da. The hydrolyses was investigated for a time period of 15 weeks by several analytical methods (i.e RP-HPLC, ESI-MS, electrophoretic methods, and others). Investigations by electrophoresis of the ripening process of acid curd cheese demonstrated that para-k-Casein is also hydrolysed in this type of cheese, but the detection is quite difficult.

Bei der Herstellung und Lagerung von Milch und Milchprodukten kommt es in unterschiedlichem Ausmaß zur Bildung von reversiblen und irreversiblen Proteinquervernetzungen. Dabei verändern sich neben technologischen auch ernährungsphysiologische Eigenschaften des Produktes. Die für die Oligomerisation verantwortlichen Strukturen sind bisher nur zum Teil bekannt. Daher soll in dieser Arbeit zunächst das Ausmaß der Quervernetzung in einer größeren Anzahl an handelsüblichen Milchprodukten ermittelt und mit den für diese Proben gemessenen Gehalten der für irreversible Quervernetzungsreaktionen in Lebensmitteln wichtigen Aminosäurederivate Lysinoalanin (LAL) und Histidinoalanin (HAL) verglichen werden. Der Beitrag dieser beiden Dehydroalanin-Derivate für Oligomerisationen ist jedoch stark von der Art ihres Bildungsweges abhängig. Da es in der Literatur keine abschließenden Untersuchungen über eine intra- oder intermolekularen Bildung von LAL und HAL gibt, ist dies eine grundlegende Aufgabe, um in der Folge den Anteil von unbekannten Crosslinks für die analysierten Lebensmittel bestimmen zu können. Die Identifizierung dieser vorhandenen, jedoch strukturell unbekannten Crosslinks ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Untersuchungen. Hierbei richtet sich das Interesse vor allem auf Quervernetzungsprodukte, die im Zusammenhang mit der nicht-enzymatischen Bräunung oder Maillard-Reaktion gebildet werden. Aus der Literatur ist eine Vielzahl von Verbindungen, die an der Oligomerisation und den damit verbundenen Eigenschaftsänderungen von Proteinen beteiligt sind, aus Modellansätzen oder in vivo-Studien bekannt. Untersuchungen zum Vorkommen dieser Strukturen in handelsüblichen Lebensmitteln fehlen jedoch in den überwiegenden Fällen. Dazu ist neben der Synthese einzelner Verbindungen als Standardmaterial die Entwicklung bzw. Optimierung der Analytik für Lebensmittelmatrices durchzuführen. Einige der bekannten, aber noch nicht in Lebensmitteln nachgewiesenen Crosslinkaminosäuren zeichnen sich durch eine charakteristische Fluoreszenz aus. Die Zunahme der Fluoreszenz in technologisch hergestellten Milchprodukten ist aus der Literatur bekannt, eine Identifizierung der dafür verantwortlichen Verbindungen fehlt hingegen. Daher ist ein weiteres Ziel dieser Arbeit, individuelle, fluoreszierende Crosslinks in Milchprodukten zu charakterisieren und zu quantifizieren.

Bei der Herstellung und Lagerung von Milch und Milchprodukten kommt es in unterschiedlichem Ausmaß zur Bildung von reversiblen und irreversiblen Proteinquervernetzungen. Dabei verändern sich neben technologischen auch ernährungsphysiologische Eigenschaften des Produktes. Die für die Oligomerisation verantwortlichen Strukturen sind bisher nur zum Teil bekannt. Daher soll in dieser Arbeit zunächst das Ausmaß der Quervernetzung in einer größeren Anzahl an handelsüblichen Milchprodukten ermittelt und mit den für diese Proben gemessenen Gehalten der für irreversible Quervernetzungsreaktionen in Lebensmitteln wichtigen Aminosäurederivate Lysinoalanin (LAL) und Histidinoalanin (HAL) verglichen werden. Der Beitrag dieser beiden Dehydroalanin-Derivate für Oligomerisationen ist jedoch stark von der Art ihres Bildungsweges abhängig. Da es in der Literatur keine abschließenden Untersuchungen über eine intra- oder intermolekularen Bildung von LAL und HAL gibt, ist dies eine grundlegende Aufgabe, um in der Folge den Anteil von unbekannten Crosslinks für die analysierten Lebensmittel bestimmen zu können. Die Identifizierung dieser vorhandenen, jedoch strukturell unbekannten Crosslinks ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Untersuchungen. Hierbei richtet sich das Interesse vor allem auf Quervernetzungsprodukte, die im Zusammenhang mit der nicht-enzymatischen Bräunung oder Maillard-Reaktion gebildet werden. Aus der Literatur ist eine Vielzahl von Verbindungen, die an der Oligomerisation und den damit verbundenen Eigenschaftsänderungen von Proteinen beteiligt sind, aus Modellansätzen oder in vivo-Studien bekannt. Untersuchungen zum Vorkommen dieser Strukturen in handelsüblichen Lebensmitteln fehlen jedoch in den überwiegenden Fällen. Dazu ist neben der Synthese einzelner Verbindungen als Standardmaterial die Entwicklung bzw. Optimierung der Analytik für Lebensmittelmatrices durchzuführen. Einige der bekannten, aber noch nicht in Lebensmitteln nachgewiesenen Crosslinkaminosäuren zeichnen sich durch eine charakteristische Fluoreszenz aus. Die Zunahme der Fluoreszenz in technologisch hergestellten Milchprodukten ist aus der Literatur bekannt, eine Identifizierung der dafür verantwortlichen Verbindungen fehlt hingegen. Daher ist ein weiteres Ziel dieser Arbeit, individuelle, fluoreszierende Crosslinks in Milchprodukten zu charakterisieren und zu quantifizieren.