Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

The demand for locally produced food, such as artisan-made goat cheese, is growing among Swedish consumers. In Sweden, the most commonly used goat breed for dairy production is the Swedish Landrace goat which is closely related to the Norwegian Landrace goat. The Norwegian Landrace goat has been found to have extremely low levels of αs1-casein (αs1-CN) due to a mutation in the CSN1S1 gene which results in a gene variant called D. The expression of αs1-CN in goat milk might influence the amounts of total protein, fat and calcium in the milk, affecting the milk quality in connection to cheesemaking.
The aim of this study was to investigate the relation between αs1-CN, CSN1S1 genotype and curd yield in milk from Swedish Landrace goats. Milk samples were collected from 143 Swedish Landrace goats from 3 farms. A mini-manufacturing method for assessing curd yield from the individual milk samples was used. The milk samples were also analysed for gross composition, milk protein profile, and somatic cell count. Milk samples were grouped according to their relative concentration of αs1-CN (low: 0–6.9% of total protein, medium-high: 7–25% of total protein) and according to their genotype at the CSN1S1 gene (AA, AG, DA, DD, DG/GG). Obtained data were evaluated by 1-way ANOVA and Tukey pairwise comparison test. The results showed that 48% of the samples had a low relative concentration of αs1-CN (0–6.9% of total protein), while 52% of the samples contained a medium-high relative concentration of this casein (7–25% of total protein). The frequency of goats carrying the DD genotype was 19% in the sampled population and 24% carried the AA genotype classified as “strong”, leading to high expression of αs1-CN. The relative concentration of αs1-CN in milk from goats with the DD genotype was 69%, 55% and 54% lower, respectively, then in milk from goats carrying the AA, AG and DA genotypes (p < 0.001). For goats with the DG/GG genotype, the relative concentration of αs1-CN in the milk was 57%, 37% and 35% lower, respectively, then in milk from the AA, AG and DA goats (p < 0.001). No significant association between the relative concentration of αs1-CN and curd yield was found in this study. Curd yield was also not significantly different between genotypes, and goats carrying the DD genotype had the highest curd yield numerically. Milk samples with medium-high relative content of αs1-CN had 8% higher total protein (p = 0.006) and 13 % higher fat content (p = 0.007) than samples of the group with low relative content of αs1-CN. Milk from goats with low relative content of αs1-CN had 5% higher total casein content (p < 0.001), 13% higher β-CN content (p = 0.001) and 21% higher κ-CN content (p = 0.001). Significant differences in total solids and fat content were found between the AA, DA and DG/GG genotypes (p = 0.002, p = 0.003). Pearson’s correlation indicated a trend for a negative association between the curd yield and the relative concentration of αs1-CN, but the correlation was not significant (p = 0.543). However, curd yield was positively related to total solids (p < 0.001), total fat (p = 0.018), total protein (p < 0.001), casein (p < 0.001), and casein ratio (p = 0.007). In conclusion, the total protein, fat and casein content were found to be more associated with the curd yield than αs1-CN. These results can be useful for further improvement of the breeding program of Swedish dairy goats but also for better understanding of parameters important for cheesemaking.

Efterfrågan på närproducerad mat, som hantverksmässigt tillverkad getost, växer bland svenska konsumenter. I Sverige utgör Svensk lantras den viktigaste getrasen för mejeriproduktion, en ras som är nära besläktad med den norska lantrasgeten. Den norska lantrasgeten har visat sig ha extremt låga halter αs1-kasein (αs1-CN) i sin mjölk. Detta förklaras av en oönskad mutation i CSN1S1 genen vilket har gett upphov till genvarianten D. Uttrycket av αs1-CN påverkar mängden totalprotein, fett och kalcium i mjölken, vilket i sin tur påverkar mjölkkvalité i samband med osttillverkning. Syftet med denna studie var att undersöka sambandet mellan αs1-CN, CSN1S1 genotyp och utbyte av ostmassa i mjölk från svenska lantrasgetter. Mjölkprover samlades in från 143 getter av svensk lantras från 3 svenska gårdar. En laborativ metod för produktion av ostmassa användes för att bedöma ostutbytet från individuella mjölkprover. Utöver detta analyserades också mjölksammansättning, mjölkens proteinprofil och celltal. Mjölkproverna grupperades utifrån deras relativa koncentration av αs1-CN (låg: 0–6,9% av totalprotein och medel/hög: 7-25% av totalprotein), och utifrån genotyp (AA, AG, DA, DD, DG/GG). Data utvärderades med hjälp av envägs variansanalys (ANOVA) och parvis jämförelse utfördes med Tukeys test. Resultaten visade att 48 % av mjölkproverna innehöll låg relativ koncentration αs1-CN (0–6,9% av totalprotein), medan 52 % av proverna innehöll medel/höga relativ koncentration (7–25% av totalprotein). DD genotypen återfanns hos 19% av getterna och 24% bar AA genotypen i CSN1S1-genen, en stark variant som leder till ett högt uttryck av αs1-CN. Den relativa koncentration av αs1-CN i mjölk från getter med DD genotypen var 69 %, 55 % respektive 54 % lägre än i mjölk från getter med genotyperna AA, AG och DA (p < 0,001). För getter med DG/GG genotyperna var den relativa koncentrationen av αs1-CN i mjölken 57 %, 37 % respektive 35 % lägre än i mjölk från getter med AA, AG och DA genotyper (p < 0,001). Det fanns inget signifikant samband mellan utbytet av ostmassa och den relativa koncentrationen av αs1-CN i mjölken. Utbytet av ostmassa skilde sig inte signifikant mellan de olika genotyperna, men numeriskt så gav mjölk från getter som bar på DD genotypen högst mängd ostmassa. Mjölk från getter med medel/hög relativ koncentration av αs1-CN hade 8% högre mängd totalprotein (p = 0,006) och 13% högre fetthalt (p = 0,007) än mjölkprover inom den låga gruppen. Mjölk från getter med låg relativ koncentration av αs1-CN hade 5% högre mängd totalkasein (p < 0.001), 13 % högre mängd β-CN (p = 0,001) och 21 % högre mängd κ-CN (p = 0,001). Signifikanta skillnader i mängd torrsubstans och fetthalt fanns mellan genotyperna AA, DA och DG/GG (p = 0,002, p = 0,003). Pearsons korrelation påvisade ett negativt samband mellan mängden ostmassa och nivåer av αs1-CN, men skillnader var enbart numeriska (p = 0,543). En positiv korrelation fanns dock mellan utbyte av ostmassa och halten total torrsubstans (p < 0,001), fetthalt (p = 0,018), totalprotein (p < 0,001), kasein (p < 0,001) och kasein-kvoten (p = 0,007). Sammanfattningsvis så visade det sig att totala mängden torrsubstans samt totalprotein, fett och kasein var mer kopplat till utbytet av ostmassa än halten αs1-CN. Dessa resultat kan vara användbara för att få ett förbättrat avelsprogram och kunskap om osttillverkningsprocesser kopplad till den svenska getmjölken.