BETA CASEINA A2 E SUA RELAÇÃO COM A PRODUÇÃO E COMPOSIÇÃO DO LEITE DE VACAS GIR LEITEIRO

BETA CASEIN A2 AND ITS INFLUENCE ON PRODUCTION AND COMPOSITION OF MILK OF GIR DAIRY COWS

ABSTRACT - The A1 protein beta-casein variant family has been related to various types of allergy, diabetes and heart disease risk. However, in practical terms, the selection to the A2 allele in dairy herd requires studies correlating genotype with production characteristics. Given the above, the objective was to identify and evaluate the influence of beta-casein A2 genotype in Gir Dairy cows on production and milk composition. 17 cows Gir were evaluated between 30 and 120 days in milk, as follows: 8 animals young cow category and 9 animals from adult cow category. Of the 17 animals evaluated, 7 of whom presented heterosis (A1A2), while the majority (10 animals) showed homozygous for the A2 allele. A significant interaction between genotype and category for all traits. In the group of young cows, there was no statistical difference in milk yield (P> 0.05) between the A1A2 and A2A2 animals, but the animals had higher % fat (P = 0.0129), higher% of protein (P = 0.0642), the most NGI% (P = 0.0791), higher% Lactose (P = 0.0945) and higher salts % (P = 0.0738). In the group of adult cows, significant difference was observed for the variables milk production (P = 0.0234), where A1A2 animals showed higher milk yield (P = 0.0234) when compared to A2A2 animals. Further studies on the polymorphism A1 / A2 should be conducted in order to evaluate its effect on production parameters and accomplish it as a marker in breeding programs.

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Introdução

 O leite é considerado um alimento de alto valor nutritivo e seu consumo tem crescido nos últimos anos, tanto no Brasil como na maioria dos países do mundo. No entanto, o consumo de derivados lácteos tem sido associado com o aumento da incidência de desordens nutricionais incluindo disfunções gastrointestinais e alergias. Alguns desses efeitos decorrem da presença de um grupo de peptídeos presentes no leite originado da digestão da beta caseína A1. Essa proteína passou a ser produzida após uma mutação genética ocorrida há 10 mil anos em vacas de origem europeia, porém, não está presente na maioria das raças zebuínas, que apresentam a beta caseína A2. Dentre as raças de bovinos leiteiros, a Gir parece apresentar a maior ocorrência de alelos A2, que determinam a presença da beta-caseína A2 no leite. No Brasil, produtores de leite e indústria já começam a se mobilizar no sentido de desenvolver pesquisas para elucidar melhor os efeitos da beta-caseína A1 e também para selecionar animais que possuem o alelo A2, para utilização em programas de seleção genética e em cruzamentos. Diante do exposto, objetivou-se identificar e avaliar a influência do genótipo da Beta-Caseína A2 em vacas zebuínas da raça Gir Leiteiro sobre a produção e composição do leite.   

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Revisão Bibliográfica

A bovinocultura de leite no Brasil vem cada dia mais mostrando sua capacidade de expansão. Atualmente o Brasil ocupa o quarto lugar na produção mundial de leite, com um rebanho total de 40.276.504 de cabeças, e dessas, 16.825.033 são vacas em lactação e secas, com uma produção total de 33.350 mil toneladas. A média de produção de leite por vaca no Brasil gira em torno de 6 litros/cabeça/dia (ANUALPEC, 2015).

Os principais produtores de leite são os Estados de Minas Gerais, Rio Grande do Sul, Paraná, Goiás, Santa Catarina, Bahia e São Paulo. No ano de 2014 as exportações brasileiras de leite e derivados foram de 83.667 toneladas (ANUALPEC, 2015). 

 O leite está entre os seis primeiros produtos mais importantes da agropecuária brasileira, ficando à frente de produtos tradicionalmente obtidos, como o café e o arroz. O agronegócio do leite e seus derivados desempenham um papel relevante no suprimento de alimentos e na geração de emprego e renda para a população. Para cada dólar de aumento na produção no sistema agroindustrial do leite há acréscimo de, aproximadamente, cinco dólares no Produto Interno Bruto-PIB, o que coloca o agronegócio do leite à frente de setores importantes como o da siderúrgica e o da indústria têxtil.

Entretanto, o sistema de produção de leite no país é considerado de baixa rentabilidade para o produtor rural (YANK JUNIOR, 2010). Apesar do Brasil ser considerado um dos grandes produtores mundiais de leite, sua pecuária não pode ser considerada, de modo geral, como especializada, devido à grande heterogeneidade de sistemas de produção, onde a pecuária leiteira altamente produtiva e com muita tecnologia aplicada, convive com a pecuária extrativista, com baixo nível tecnológico e baixa produtividade. Estima-se que 2,3% das propriedades leiteiras sejam especializadas e atuem como empresa rural eficiente e cerca de 90% dos produtores são considerados pequenos, com baixo volume de produção diária, baixa produtividade por animal e pouco uso de tecnologias (BOURROUL, 2010).

Um dos grandes entraves encontrados pelos produtores é o conhecimento técnico da produção, pois alguns ainda trabalham no mesmo sistema de seus pais ou avós, por isso a necessidade de gerenciamento destes, com conhecimento técnico e implementação de sistemas onde se obtém uma maior produtividade (BOURROUL, 2010). Entretanto, observa-se uma grande produção leiteira em nosso país, e, a cada ano, há um constante aumento na produção, devido à adoção de novas tecnologias e melhoramento da genética destes animais. (VERCESI FILHO, 2011).

Buscando melhorar a genética dos animais, os programas de melhoramento genético em raças leiteiras no Brasil tem respondido positivamente aos resultados alcançados. Estes resultados têm sido animadores, como pode ser observado pelo grande crescimento nos valores genéticos dos animais participantes dos programas de melhoramento.

Alguns fatores dificultam uma maior expansão dos programas, tais como a dimensão continental do País, baixa utilização rotineira de controle leiteiro nos rebanhos e reduzido uso da inseminação artificial. Estes fatores conduzem à necessidade de se procurar o envolvimento de um maior número de rebanhos colaboradores e de arcar com grandes despesas para realização do controle leiteiro e zootécnico nestes rebanhos.

Apesar das dificuldades, acredita-se que os programas de melhoramento tendem a crescer cada vez mais, em consequência dos benefícios econômicos e sociais propiciados pela execução continuada dos mesmos. O melhoramento surge com o intuito de modificar o mérito genético dos animais das gerações futuras de modo que estes produzam mais eficientemente, quando comparados à geração presente, levando-se em conta as circunstâncias naturais, sociais e de mercado vigentes no futuro (VERNEQUE et al., 2013). 

A introdução das raças Zebuínas, em especial o Gir e o Guzerá, em sistemas de produção leiteira, se dá basicamente pela busca de adaptabilidade e rusticidade destas. Estas características são de suma importância dentro dos sistemas que são mais comuns no país (EMBRAPA, 2010).

O Gir Leiteiro é reconhecidamente o zebuíno de maior produtividade leiteira em clima tropical. A raça vive um momento de destaque por apresentar características adequadas, oportunas e peculiares para alcançar crescentes níveis de progresso na pecuária leiteira mundial. Por ser uma raça originária da Índia, um país tropical, e com muitas semelhanças as condições edafo-climáticas brasileiras, o Gir Leiteiro encontrou no Brasil ambiente propício para expressar seu potencial na produção de leite. (ABCGIL, 2015). 

A raça Gir caracteriza-se por apresentar maior rusticidade e resistência a endo e ectoparasitas. Por apresentar tal característica dispensa a grande utilização de medicamentos e carrapaticidas que deixam resíduo no leite.  Outra característica é o sistema termorregulador que permite que a vaca tolere altas temperaturas sem entrar em estresse térmico, comum em outras raças leiteiras, principalmente as europeias. Tem grande capacidade de converter pastagens em leite, tornando o custo de produção da atividade mais baixo do que os animais confinados (ABCGIL, 2015).

O leite é um alimento de grande importância na alimentação humana, devido ao seu elevado valor nutritivo. É rico em proteínas, gorduras, carboidratos, minerais e vitaminas. A sua composição pode variar de acordo com os seguintes fatores: raça, clima, estágio de lactação, idade do animal e alimentação (LIMA, 2014).

Das proteínas presentes no leite, cerca de 80% são as caseínas. Estas se dividem em quatro grupos: alfa S1 (30-46% das caseínas), alfa S2 (8-11%), beta (25-35%) e kappa (8-15%) e são codificadas por genes presentes no cromossomo bovino 6 (VERCESI FILHO, 2011).

A caseína é uma das proteínas que se apresenta como a segunda fração proteica do leite que ocasiona, maior sensibilidade nos indivíduos. A caseína contem proteínas que ao serem digeridas transformam-se em compostos opiácios denominados de β-caseomorfinas (BCM). A BCM apresenta ligação com o alelo A1 da Beta- caseína e acredita-se que a ingestão, contendo a presença desse alelo, ocasione alergia e outras doenças no corpo humano. Em contrapartida, o alelo A2 da β-caseína não tem ligação alguma com tais problemas de saúde (LIMA, 2014).

A digestão da beta-caseína A1 no trato gastrintestinal humano tem como um de seus produtos finais um peptídeo bioativo que foi relacionado a várias doenças como: problemas coronarianos (MC LACHIAN, 2001), alergia (GOBBETTI et al, 2002) e diabete mellitus tipo 1 (ELLIOT et al, 1999), entre outros. 

A alergia à proteína do leite da vaca (APLV) é o tipo mais comum de alergia alimentar e acomete normalmente crianças, principalmente as recém-nascidas, porque seu organismo não reconhece uma ou mais proteínas do leite de vaca (caseína alfa-lactoalbumina e beta-lactoglobulina) e reage a elas.

 Por isso, nos últimos anos, várias empresas vêm se dedicando à aplicação de marcadores moleculares, ou genéticos, em bovinos leiteiros, já que o conhecimento desses genes é importante para as características bio-econômicas no sistema de produção, oferecendo benefícios também à agroindústria (LIMA, 2014).

Tal fato fez com que os pesquisadores estudassem as raças bovinas e descobrissem quais elas apresentam maior frequência alélica e genotípica dos alelos A1 e A2. As raças que apresentam maior quantidade de alelo A1, produzem o leite A1, um leite alergênico e que propicia algumas doenças a pessoas com predisposição. E as raças com maior quantidade do alelo A2, produzem o leite A2, um leite que não ocasiona doenças e que pode ser ingerido por pessoas que apresentam a APVL (LIMA, 2014).

O leite produzido pelas vacas Gir leiteiro é de grande qualidade nutricional, com grande porcentagem de gordura e proteína, sendo assim um produto bastante apreciado pela indústria de laticínios. Outra vantagem é a produção do Leite A2, que diminui a incidência de alergias a determinada proteína do leite, comum em outras raças leiteiras (ABCGIL, 2015).

Estudos indicaram que, inicialmente, toda população bovina continha apenas o alelo A2 e que através de uma mutação surgiu o alelo A1 (VERCESI FILHO, 2011). A frequência do alelo A1 é maior em raças taurinas como a Holandesa e Pardo Suiço, intermediária na raça Jersey e muito baixa na raça Guernesey. Atualmente, há na Nova Zelândia, laticínios que comercializam apenas leite com proteína A2 devido às suposições desta variante não ser nociva à saúde humana como a variante A1 (VERCESI FILHO, 2011).

No Brasil, cerca de 80% do leite é produzido por animais mestiços oriundos de acasalamento de uma raça taurina (predominantemente Holandês) com uma zebuína (predominantemente o Gir Leiteiro). Do total de sêmen produzido e comercializado no Brasil para a produção de leite, a raça Gir Leiteiro é responsável por cerca de 48% (ASBIA, 2011).

Com a grande concorrência e juntamente associada a uma melhor alimentação, as pessoas vêm buscando alimentos mais saudáveis e de melhor qualidade. O leite zebuíno vem cada dia mais agregando valor ao seu produto final e por consequência o produtor tem almejado essa diferenciação e o leite A2 vem com o propósito de ser um leite menos alergênico.  

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Materiais e Métodos

O experimento foi conduzido na fazenda escola das Faculdades Associadas de Uberaba - FAZU, localizada no município de Uberaba, Minas Gerais, em altitude de 780 m, 19º44’ de latitude Sul e 47º57’ de longitude Oeste de Greenwich. Esse estudo foi conduzido durante o 3º Concurso Leiteiro Natural realizado pela Associação Brasileira dos Criados de Zebu – ABCZ em parceria com a FAZU.

O Concurso Leiteiro Natural tem como finalidade submeter matrizes em lactação a um regime alimentar próximo a realidade da pecuária leiteira nacional e estabelecer ambiente igualitário para que as diferenças no potencial produtivo dos respectivos agrupamentos genéticos sejam evidenciados. 

Foram avaliadas 17 vacas zebuínas da categoria Puro de Origem - PO da raça Gir Leiteiro, entre 30 e 120 dias em lactação, sendo: 8 animais da categoria vaca jovem e 9 animais da categoria vaca adulta.

Na categoria vaca jovem ficaram compreendidos os animais com mais de 36 até 48 meses de idade e na categoria vaca adulta os animais com mais de 48 meses de idade.  Os animais inscritos para o concurso leiteiro foram submetidos a todas as exigências sanitárias que o órgão Estadual de Defesa Agropecuária Local exige. O período total do experimento foi de 20 dias sendo, 15 dias de adaptação e 5 dias de concurso efetivo.

A adaptação das matrizes foi realizada entre os dias 26/07/2015 a 09/08/2015 e as mensurações entre os dias 10/08/2015 a 14/08/2015. As matrizes foram mantidas em piquetes com fornecimento de silagem de milho e feno de tifton, como volumoso suplementar.  

Durante o experimento, os animais receberam concentrado comercial, especifico para vacas em lactação, na razão de um quilo de concentrado para cada três quilos de leite produzido.  As vacas foram ordenhadas duas vezes ao dia, às 6h e 18h, sendo realizadas as pesagens de 10 (dez) ordenhas, com intervalo entre elas de 12 (doze) horas. O tempo máximo para ordenhar cada matriz foi de 15 (quinze) minutos, sendo as ordenhas efetuadas em baterias e por ordenhadores contratados pela ABCZ.

A ordem das baterias e dos animais dentro de cada bateria foi definida na primeira ordenha do período de adaptação e mantida até a última ordenha do concurso leiteiro.  Todas as matrizes foram ordenhadas de forma manual. Para cada ordenha do concurso efetivo foi efetuada a pesagem do leite, a cronometragem do tempo de ordenha e a análise qualitativa do mesmo.

Foram analisadas células somáticas, gordura, proteína, SNG (sólidos não gordurosos), lactose e sais. Também foi realizada a genotipagem dos animais para a determinação dos alelos A1 e A2.  As análises de CCS foram realizadas com o equipamento DCC - Contador de Células Somáticas DeLaval e as demais análises foram realizadas com o equipamento Analisador de Leite Master Classic ambos devidamente calibrados. 

A colheita de amostras para análise do polimorfismo foi feita no primeiro dia do experimento, por meio da retirada dos pêlos da vassoura da cauda do animal, os quais foram colocados em envelopes, identificados e armazenado em temperatura ambiente até o envio para o laboratório responsável, para a extração do DNA. A extração de DNA é feita a partir da metodologia adaptada de Lima (2003). Este método consiste em submeter as amostras com os folículos (aproximadamente 40 folículos/amostra), inicialmente a incubações com TETween e Proteinase-K, seguidas da extração efetiva do DNA com PCL (Fenol-Clorofórmio-Alcool Isoamílico /25:24:1), precipitação com acetato de Sódio (0,3M) e etanol absoluto e ressuspensão do DNA em tampão TE (10 mM Tris HCl pH = 7,6 e 1mM EDTA pH = 8,0) na proporção de 10:1, sendo posteriormente armazenadas a 4 ºC. 

Foi utilizado o Delineamento Inteiramente Casualizado (DIC) em arranjo fatorial de tratamentos (2x2) e a análise de variância foi realizada, utilizando-se o software SISVAR (2010). As médias foram comparadas pelo teste de Tukey. A análise de correlações entre as características de produção e qualidade do leite foram feitas mediante análise dos coeficientes de correlação de Pearson, que mede a força de associação entre todas as variáveis utilizando o procedimento CORR do SAS (SAS INSTITUTE, 2009).  

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Resultados e Discussão

Dos 17 animais avaliados, 7 deles apresentaram heterozigose (A1A2), enquanto que a maioria (10 animais) apresentou homozigose para o alelo A2. Dentro do grupo dos animais com genótipo A1A2, 3 animais pertenciam à categoria vaca adulta e 4 animais pertenciam à categoria vaca jovem.

No grupo dos animais homozigotos, com genótipo A2A2, foram 6 e 4 animais, respectivamente.  As frequências alélicas avaliadas mostraram que o alelo A2 mantem-se com uma frequência superior ao alelo A1, como visto também em experimento da autora Lima (2014) onde a homozigose para o A2 mostrou-se em maioria.

No experimento realizado por Vercesi Filho (2011), foi observada alta frequência para o alelo A2, semelhante aos resultados observados no presente trabalho. Olensky et al (2010) afirmam que antes da eliminação do alelo A1 em um rebanho, realizada pela seleção de animais, pesquisas deverão ser desenvolvidas para determinar as influências sobre as características de desempenho e qualidade do leite.

A frequência do alelo A1 pode variar em diferentes raças sendo que algumas delas têm uma predisposição menor para este alelo, predominando assim o alelo A2. Os dados referentes ao desempenho e composição do leite estão apresentados na Tab. 1. 

Foi observada interação significativa entre categoria e genótipo para todas as características avaliadas. No grupo das vacas jovens, não foi observada diferença estatística quanto à produção de leite (P>0,05) entre os animais A1A2 e A2A2, porém, os animais apresentaram maior % de gordura (P=0,0129), maior % de proteína (P=0,0642), maior % de Lactose (P=0,0945) e maior % de Sais (P=0,0738), resultando em % de SNG (P= 0,0791).

Olensky et al (2010) também obtiveram resultados semelhantes, mostrando que o genótipo A2A2 apresentou efeito positivo sobre as variáveis de qualidade, mostrando que o alelo A2 aumentou significativamente a porcentagem de proteína (P=0,06) e gordura (P=0,02). Resultados semelhantes aconteceram com estudos anteriores realizados por Lipkin et al. (2008) onde os animais A2A2, produziram leite com maior porcentagem de proteína (P=0,046) e gordura (P=0,0353), concordando com o presente trabalho. Nilsen et al. (2009) analisaram a associações da beta caseína A2 com a produção de leite. Uma das conclusões deste experimento foi que o alelo variante da proteína A2 é um marcador efetivo para rendimento de proteína no leite. Os autores sugeriram que essa possibilidade foi decorrente da seleção de tais animais para produção. Estudos atuais afirmam que a diminuição da frequência do alelo A1 na população não vai diminuir a produção de leite.

O efeito do alelo A2 sobre a produção de proteína parece acontecer sem distinção de raça.  O efeito do alelo A2 foi economicamente avaliado por Kearney et al. (2005), usando touros com o genótipo A2A2, por meio da inseminação artificial. Os autores encontraram bons resultados sobre a produção e qualidade do leite, levando a um valor agregado de £ 160 (libras) a mais de uma vaca A2A2 comparada com uma não A2A2.  No grupo das vacas adultas, foi observada diferença significativa para as variáveis produção de leite (P=0,0234) e tempo de ordenha (P=0,051) onde os animais A1A2 produziram mais leite (P=0,0234) que os animais A2A2 e, desta forma, resultou em maior tempo de ordenha. Tais resultados divergiram dos encontrados por Ikonen et al. (2001) onde observaram maior produção de leite para o genótipo A2A2. 

Os resultados de correlação entre as variáveis produtivas estão expostos na Tab. 2. Foi observada correlação significativa (P<0,05), positiva e de alta magnitude (0,67311) entre gordura e proteína, concordando com os resultados observados por Peres (2001), onde o autor afirmou que o percentual de proteína do leite está positivamente correlacionado com o percentual de gordura.

Alves Filho (2005) relatou que alterações no teor de gordura podem informar sobre a fermentação no rúmen, as condições de saúde da vaca e o funcionamento do manejo alimentar, por exemplo, e, por consequência, o teor de proteína também é afetado, porém, em menor grau, enquanto que o teor de lactose é o menos influenciado. De maneira incomum, foi observada correlação significativa (P<0,05), positiva e de alta magnitude entre lactose e os sólidos gordura e proteína apresentando coeficientes de correlação de 0,63315 e 0,9978, respectivamente. 

De acordo com Peres (2001) a lactose apresenta baixíssima amplitude de variação, o que se deve ao fato de a lactose estar relacionada à regulação de pressão osmótica na glândula mamária. Os resultados do presente experimento diferem daqueles encontrados por Ribeiro et al (2009) que avaliando ordem de parto com qualidade do leite, não observaram diferença significativa (p>0,05) no teor de proteína das matrizes com ordem de parto diferente. Porém, os teores de proteína foram superiores (p<0,05) e não houve diferença significativa (p>0,05) no teor de lactose das matrizes Gir com diferentes ordens de parto. 

Ainda com relação à lactose, foi observada correlação significativa (P<0,05), positiva e de alta magnitude (0,98398) entre Lactose e Sais, resultados opostos do que fundamenta-se Hartmann (2002). Os autores relataram que, as três famílias de sais, Na, K e Cl, apresentaram correlação negativa com a lactose, para manutenção do equilíbrio osmótico entre o leite e o sangue.  

Pinheiro & Mosquim (1991) relataram que a concentração total de sais minerais corresponde a menos de 1% da composição total. Os sais minerais ocorrem em solução no soro ou ligando-se às sub-micelas de caseína. Os sais mais importantes são os de cálcio, sódio, potássio e magnésio. Eles ocorrem como fosfatos, cloretos, citratos e caseinatos. Os sais de potássio e de cálcio são os mais abundantes no leite. As características de qualidade dos produtos lácteos dependem muito da relação entre os seus diversos sais. A estabilidade das proteínas do leite depende dos sais em solução, principalmente no que diz respeito aos íons cálcio, magnésio, fosfatos e citratos e, portanto, os sais e as proteínas estão diretamente correlacionados, conforme observado no presente trabalho, onde a correlação foi positiva e de alta magnitude (0,98073). 

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Conclusões

Os animais jovens A2A2 apresentaram tendência em produzir leite com maiores teores de gordura e proteína, sólidos esses, diretamente relacionados com rendimento industrial. Novos estudos sobre o polimorfismo A1/A2 deverão ser realizados com o objetivo de avaliar o seu efeito sobre parâmetros produtivos antes de efetivá-lo como marcador em programas de seleção genética

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Gráficos e Tabelas

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Referências

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