Free access
Issue
Lait
Volume 81, Number 5, September-October 2001
Page(s) 667 - 678
DOI http://dx.doi.org/10.1051/lait:2001156
DOI: 10.1051/lait:2001156

Lait 81 (2001) 667-678

Characterisation of the casein variants in goat bulk milks using on-line RP-HPLC/ESI-MS

Alice Pierre, Daniel Mollé and Laurence Zahoute

Laboratoire de Recherches de Technologie Laitière, INRA, 65 rue de Saint-Brieuc, 35042 Rennes, France

(Received 30 June 1999; accepted 15 January 2001)

Abstract
A HPLC/ESI-MS method was used to separate and analyse casein variants in goat bulk milks. From mass determination, about 25 casein components were characterised in each milk casein sample with up to 7 compounds obtained in the same HPLC fraction. The different caseins were each detected at various phosphorylation levels. Only casein compounds present at levels higher than 1% of total casein were obtained, as confirmed by the analysis of individual goat milks of known composition. The discrimination threshold obtained for the differentiation of molecular masses was quantified by the variation coefficient (CV = 0.02% ). Assignment of masses to known compounds was made by reference to theoretical masses. Some compounds, in $\kappa$CN, $\alpha_{{\rm s1}}$CN and $\beta$CN fractions could not be assigned. It is possible that they were non-described variants. A limitation of the method was revealed when variants present in the same RP-HPLC fraction had the same molecular mass (as was the case for $\alpha_{{\rm s1}}$CNA and $\alpha_{{\rm s1}}$CNB1) or when their masses differed by ~80 g$\cdot$mol-1 (as was the case for $\alpha_{{\rm s2}}$CNA and $\alpha_{{\rm s2}}$CNB). In this latter case, the 2 variants could not be differentiated from the different phosphorylation levels of the same, indeed the addition of a phosphoseryl residue increased the molecular mass by 80 g$\cdot$mol-1. To overcome these limitations, an improvement of the method was proposed. In the 3 bulk milks analysed the same main variants, $\kappa$CN-Ile 2P, $\alpha_{{\rm s2}}$CN A11P, $\alpha_{{\rm s1}}$CN A and/or E were found, and the same non-identified component in $\beta$CN fraction. However, differences between the 3 bulk milks analysed were observed. A variation in the relative proportions of variants in $\kappa$CN and $\beta$CN fractions was observed in the different milks and it is proposed, if confirmed, that it could be related to the selection stage of the producing goats. Thus, the HPLC/ESI-MS method applied to bulk milks collected throughout a country allowed for an accurate determination of the casein variants with a higher frequency. The analysis of individual milks would allow a fast and accurate characterisation of the casein phenotype of goats.

Résumé
Caractérisation des variants de la caséine contenue dans des laits de chèvre de grand mélange par RP-HPLC/ESI-MS. Une méthode RP-HPLC/ESI-MS a été utilisée pour la mise en évidence et la caractérisation des différents variants de la caséine présents dans des laits de chèvre de très grand mélange. L'identification des composés à partir des masses expérimentales était réalisée par référence aux masses théoriques des composés connus. Environ 25 composants ont été mis en évidence dans chaque lait. Dans une même fraction, jusqu'à 7 composés ont pu être séparés par leur différence de masse. Les différents niveaux de phosphorylation des caséines étaient individualisés. Les composants de la caséine présents à des teneurs supérieures à 1 % de la caséine totale ont été mis en évidence. Le seuil de discrimination entre 2 masses moléculaires, pour des constituants se trouvant en mélange dans un même pic chromatographique, était évalué par le coefficient de variation de la détermination (CV = 0,02 % ). Certains des composés présents dans les fractions $\kappa$CN, $\alpha_{{\rm s1}}$CN et $\beta$CN n'ont pu être identifiés. Il est possible que ce soient des variants non décrits. Une limitation à la caractérisation des composés est apparue concernant les variants ayant une même masse moléculaire ou ceux ayant des masses différant par 80 g$\cdot$mol-1. Dans ce cas, les 2 variants ne peuvent plus être distingués de 2 niveaux de phosphorylation différents d'un même variant puisque la masse ajoutée par l'addition du résidu phosphoryle est de 80 g.mol-1. Pour résoudre ce problème, une amélioration de la méthode est proposée. Dans les 3 laits analysés ont été trouvés les mêmes variants comme constituants les plus abondants: $\kappa$CN-Ile 2P, $\alpha_{{\rm s2}}$CN A 11P, $\alpha_{{\rm s1}}$CN A et/ou E, et le même composé non identifié dans la fraction $\beta$CN. Cependant, des différences entre les laits sont apparues concernant les proportions relatives des variants dans les fractions $\kappa$CN et $\beta$CN. Il est probable, mais ce serait à confirmer, que ces variations soient en relation avec le niveau de sélection des chèvres ayant produit les laits. La méthode appliquée à des laits de grand mélange collectés sur différentes zones de ramassage a permis d'apprécier avec précision les variants principaux de la caséine et donc d'estimer le niveau de sélection du cheptel caprin dans ce secteur. Son application à des laits individuels permettrait une caractérisation rapide et précise du phénotype des animaux.


Key words: goat milk / casein variant / RP-HPLC/ ESI-MS

Mots clés : lait de chèvre / variant de la caséine / HPLC/ ESI-MS

Correspondence and reprints: Daniel Mollé Tel.: (33) 2 23 48 53 33; fax: (33) 2 23 48 53 50;
    e-mail: dmolle@labtechno.roazhon.inra.fr

© INRA, EDP Sciences 2001