Jeszcze kilka lat temu w przemyśle przetwórczym mleka największą rolę przywiązywano do zawartości tłuszczu w mleku. Obecnie intensywnie prowadzona produkcja wyrobów mleczarskich oraz zapotrzebowanie na asortymenty wysokiej jakości i o odpowiednim smaku, powodują, że podstawowym wykorzystywanym składnikiem mleka stało się białko.

    Od wielu lat prowadzone są badania nad ustaleniem zależności między obecnością różnych markerów genetycznych a cechami produkcyjnymi zwierząt. Terminem markery genetyczne określa się cechy jakościowe organizmu (zauważalne w fenotypie osobnika), które podlegają dziedziczeniu według prawa Mendla. Marker genetyczny sam nie wpływa na poziom cechy ilościowej, jest tylko z nią związany przez zlokalizowanie, w tym samym chromosomie, genów wyznaczających marker i selekcjonowaną cechę ilościową. Obecnie badane są współzależności między cechami produkcyjnymi a dziedziczną różnorodnością genów. Mają one na celu znalezienie ewentualnych markerów genetycznych cech mleka, pożądanych dla hodowcy. 

    W odniesieniu do mlecznych ras bydła badania nad markerami genetycznymi koncentrują się wokół zagadnień dotyczących zależności między formami polimorficznymi białek mleka a wydajnością mleka, jego składem chemicznym oraz właściwościami fizykochemicznymi i przydatnością technologiczną. Białka mleka, takie jak kazeiny i białka serwatkowe, syntetyzowane w gruczole mlecznym, należą właśnie do markerów genetycznych.
    Różne formy genetyczne tych białek mają znaczący wpływ na skład chemiczny i właściwości fizykochemiczne mleka jako surowca. Decydują przede wszystkim o jego przydatności technologicznej, szczególnie do produkcji serów, a także podatności na działanie enzymów proteolitycznych w procesie trawienia. W mleku krowim wyróżnia się 6 głównych frakcji białek. Należą do nich: alfa-laktoglobulina, beta-laktoglobulina, alfas1-kazeina, alfas2-kazeina, beta-kazeina, kappa-kazeina. Różnią się one poziomem zawartości w mleku i liczbą form polimorficznych.
    Najważniejszym białkiem mleka jest kappa-kazeina (CASK). Jej zawartość w mleku krowim waha się w granicach 2,4-2,6% i stanowi ona ok. 78%-85% ogółu białek mleka. CASK odgrywa również zasadniczą rolę w odchowie potomstwa. Związane jest to z jej wysoką wartością odżywczą. Jest ona także głównym źródłem wapnia i fosforu dla młodego organizmu. Wartość biologiczna kazeiny dorównuje białku mięsa i znacznie przewyższa wartością białka zbóż oraz roślin strączkowych. Najnowsze światowe badania prowadzone w Centrum Biologii Komórkowej i Molekularnej w Hyderabadzie prowadzone na myszach z wyłączonym genem kappa-kazeiny, wykazały, że u takich zwierząt nie dochodziło do laktacji, czyli produkcji i wydzielania mleka u ssaków, choć wytwarzały one inne białka normalnie obecne w mleku. W konsekwencji samice te nie karmiły swojego potomstwa. 
    Najczęściej identyfikuje się trzy warianty CASK AA, AB i BB. Z reguły genotyp CASK - AA jest łączony z większą wydajnością mleczną w przeciwieństwie do BB, natomiast AB z produkcją mleka na poziomie pośrednim. Powszechnie przyjmuje się, że mleko od krów z genotypem CASK-BB charakteryzuje się większą ilością białka ogólnego oraz kazeiny, a także wyższą liczbą kazeinową niż mleko dwóch pozostałych wariantów genetycznych. Ponadto wariant BB wpływa na zwiększenie zawartości tłuszczu, lepszą stabilność miceli kazeinowych, krótszy czas flokulacji, tworzenie jędrnego skrzepu i większą wydajność sera. Ponadto odmiana BB skorelowana jest także z większą ilością kazeiny i białek serwatkowych, jak również samej frakcji CASK w mleku. Większy udział k-kazeiny zwykle stwierdza się w mniejszych micelach, co ma bezpośredni związek z istotną cechą mleka, jaką jest termostabilność, poziom tej cechy łączy się również z jej formą genetyczną. Gen kodujący kappa-kazeinę jest więc szczególnie ważny z punktu widzenia technologii przetwórstwa mleka. Procesy, którym ulega CASK podczas obróbki mleka, są podstawą tworzenia się żelu i krzepnięcia mleka. Dowiedziono, że polimorfizm w obrębie genu CASK wpływa na przebieg procesów technologicznych w serowarstwie. Wyniki wielu prac wskazują na krótszy czas koagulacji pod wpływem podpuszczki i większą zwięzłość skrzepu mleka zawierającego typ B genu CASK. Polscy naukowcy dowiedli, że mleko pozyskiwane od krów o genotypie BB i AB odznacza się krótszym o 10-30% czasem koagulacji mleka, większą o 20-100% zwięzłością powstałego skrzepu oraz wyższą o 5-8% wydajnością świeżego i dojrzałego sera (Parmezan, Cheddar, Camembert i Gouda). O zwartości skrzepu pod wpływem podpuszczki decyduje dostateczna zawartość wapnia w mleku. Wykazano większą zawartość tego pierwiastka w mleku krów homozygotycznych BB CASK. Przy tak szerokim spektrum działania genu CASK nie można zapomnieć o jeszcze jednym bardzo ważnym dotyczącym odchowu cieląt, mianowicie dowiedziono, że potomstwo krów o genotypie AB CASK osiągało największe dobowe przyrosty (ponad 900g) oraz największą masę ciała przy odsadzeniu (ponad 240 kg).
    Białka serwatkowe stanowią 0,6-0,7% składu mleka. Około 75% tych białek stanowią albuminy, wśród których wyróżniamy: beta-laktoglobulinę, alfa-laktoglobulinę oraz albuminy surowicy krwi. Białka serwatkowe charakteryzują się dużym udziałem aminokwasów egzogennych, decydujących o ich znakomitej wartości odżywczej. Wg najnowszych badań białka serwatkowe zaliczane są do biologicznie aktywnych związków o właściwościach: immunoaktywnych, antyoksydacyjnych, antybakteryjnych, antywirusowych, antynowotworowych. Beta-laktoglobulina odgrywa znaczącą i główną rolę w kształtowaniu cech fizykochemicznych mleka i jego przetworów.
    Największe zainteresowanie spośród białek serwatkowych budzi beta-laktoglobulina (BLG). Jest ona białkiem bardzo polimorficznym, przy czym najczęściej identyfikowane są jej trzy warianty, tj. AA, AB i BB. Wyniki badań dotyczące wpływu różnych form tego genu nie zawsze są zgodne, a czasami wręcz sprzeczne. Część autorów uważa, że genotyp BLG–AB związany jest z większą wydajnością mleka. Większość autorów podkreśla jednak najsilniejszy wpływ wariantów genetycznych BLG na zawartość składników mleka. Twierdzą oni, że genotyp BLG–AA zdecydowanie zwiększa średnią wydajność mleka w porównaniu z heterozygotami AB i homozygotami BB. Wariant genetyczny BLG–AA związany jest z większą zawartością białka serwatkowego i ogólnego w mleku oraz z niskim czasem krzepliwości. Ostatnio zainteresowanie formami polimorficznymi BLG łączy się również z odpornością krów na mastitis. Prawdopodobnie wariant BLG–BB ma również związek z mniejszą zawartością komórek somatycznych, jednocześnie łączy się go z wyższą wydajnością i zawartością tłuszczu w mleku.
    Wyniki badań dotyczące polimorfizmu białek mleka są na tyle wiarygodne, że coraz częściej do pracy hodowlanej wprowadza się genetyczne warianty białek mleka jako dodatkowe parametry selekcyjne. Dotyczy to przede wszystkim wariantów genetycznych dwóch omówionych wyżej genów (CASK i BLG) oraz ich wpływu na zawartość białka oraz cechy technologiczne mleka, zwłaszcza w konfrontacji z wymaganiami przemysłu mleczarskiego, który preferuje mleko o lepszych parametrach technologicznych do produkcji serów. Wiele stacji zajmujących się inseminacją bydła mlecznego, zarówno w Europie, jak i w Ameryce Północnej, zamieszcza już określony genotyp CASK w katalogach handlowych, jako molekularny marker genetyczny. 
    Według polskich naukowców metodą na zwiększenie zawartości białka w mleku z jednoczesną poprawą jego właściwości technologicznych jest prowadzenie pracy hodowlanej z uwzględnieniem genotypów zwierząt pod względem polimorfizmu białek mleka. Selekcjonując bydło mleczne na podstawie tych markerów, można uzyskać o około 5% wyższy postęp genetyczny niż w przypadku stosowania tradycyjnej selekcji. Krajowi hodowcy bydła również zainteresowani są wprowadzeniem do praktyki hodowlanej określonych wariantów białek mleka, W polskich katalogach buhajów zamieszczane są informacje dotyczące genotypów zwierząt pod względem CASK i BLG, głównie z uwagi na zwiększoną zawartość białka i poprawę parametrów technologicznych mleka. 
    Ważne jest, aby zachować różnorodność genetyczną pod względem przedstawionych genów białek mleka. Na Wydziale Hodowli i Biologii Zwierząt (UTP Bydgoszcz) prowadzone są badania mające na celu określenie form allelomoficznych genów kappa-kazeiny i beta-laktoglobuliny w stadach znajdujących się na terenie województwa Kujawsko-Pomorskiego. Możliwość wykonywania tego typu oznaczeń istnieje dzięki dofinansowaniu z budżetu województwa w ramach Regionalnego Funduszu Badań i Wdrożeń Województwa Kujawsko-Pomorskiego. 
 
 
Piśmiennictwo u autorów