Variation in size of goat milk casein micelles related to casein genotype

Abstract - Casein (CN) micelle size was determined in 2 goat milks from animals with different genotype for α_s1CN. One milk lacked α_s1CN, the other had an α_s1CN content of 4.7 g kg^-1. In comparison, the goat bulk milk has 3.3 g kg^-1 α_s1CN. The mean diameter of micelles in milk without α_s1CN was found to be 280 nm, while the diameter was 199 nm in milk with a high content of α_s1CN, ie a decrease by 29%. Micellar sizes were estimated by photon correlation spectroscopy (PCS) and by transmission electron microscopy (TEM) associated with negative staining. Micellar volume distribution according to size showed that milk without α_s1CN had the typical distribution of goat milk, ie a large spread of diameters from 20 to 270 nm without any clear maximum in frequency and a high proportion of casein forming the large micelles. In contrast, milk with a high level of α_s1CN showed a narrow unimodal distribution of frequency. The chemical analysis of milks, total casein, individual caseins, total and soluble minerals showed that the only difference is the α_s1CN level. The results might imply a role of α_s1CN in micelle size regulation.

Résumé - Taille des micelles de caséine du lait de chèvre en relation avec la variation génétique de la composition du lait
La taille des micelles de caséine a été déterminée dans 2 laits provenant de chèvres de génotype différent pour la caséine α_s1. L'un était caractérisé par une caséine exempte de caséine α_s1, l'autre par une teneur très élevée en caséine α_s1(4,7 g kg^-1) alors que le lait de chèvre de mélange en contenait 3,3 g kg^-1 environ. Le diamètre moyen des micelles dans le lait exempt de caséine α_s1 était de 280 nm et celui du lait riche en caséine αs1 de 199 nm, soit une valeur inférieure de 29% à la première. La mesure des diamètres micellaires a été faite par spectrométrie de corrélation de photons et par microscopie électronique à transmission après coloration négative. L'histogramme de répartition du volume micellaire selon la taille des particules montre que le lait exempt de caséine α_s1 a toutes les caractéristiques des laits de chèvre moyens : large dispersion des volumes micellaires de 20 à 270 nm, pas de maximum de fréquence très marqué, une grande proportion de la caséine à l'état de grosses micelles. Au contraire, le lait à forte teneur en caséine α_s1 présente une répartition unimodale nette, qui se démarque fortement de l'autre lait. L'analyse chimique des laits (caséine totale, caséines individuelles, minéraux totaux, solubles) ne montrait aucune différence notable entre les 2, si ce n'est la présence de caséine α_s1 dans l'un d'eux. Ces résultats conduisent à conclure que la caséine α_s1 pourrait avoir un rôle modulateur de la taille des micelles.