TECNOLOGIE DI TRASFORMAZIONEDEL LATTE ---1°

Luciano NETTUNO - ASL Napoli 1 Centro - Servizi Veterinari

LATTE: COMPOSIZIONE MEDIA %

1%3%

5%

4%

87%

Acqua

Glucidi

Lipidi

Protidi

Sali minerali

Il latte prodotto da diversi animali

vacca pecora capra bufala donna

Acqua% 87,5 81,3 86,9 84,5 87.9

Grasso% 3,6-4,5 4,5-7,5 3,7-4,3 7-9,6 3.8

Proteine% 2,8-3,3 4,6-6 3,1-4,5 3,5-5,7 1.6

Lattosio% 4,9 4,1 4,3 4,8 6.5

glucidi, sali minerali, vitamine, gas

Soluzione vera Soluzione colloidale

Emulsione Sospensione

grassi, vitamine liposolubili

protidi, fosfati

cellule, microrganismi

COSTANTI DEL LATTE (vaccino)

• Ph: 6,6 - 6,8• Punto di congelamento:-0,520; -0,565°C• Punto di ebollizione:• Residuo secco magro: >8,50%• Peso specifico (a 15°C): 1,028; 1,033 g/ml

Latte crudo

Siero

di latte

Latte scremato

cremacrema crema

Coagulo

crema

Coagulo

Composizione media del latte vaccinoClasse % nel latte Costituenti (% di ogni classe)

ACQUALIPIDI

PROTEINE

87,13,8

3,31

TRIGLICERIDI: 95-96DI e MONOGLICERIDI 1,452FOSFOLIPIDI (lecitine etc.) 0,6-0,8CASEINE ( 76-86SIEROPROTEINE 18LATTOGLOBULINA 8LATTALBUMINA 4PROTEOSO-PEPTONI 3,5IMMUNOGLOBULINE 1,6SIERO ALBUMINE 0,9AZOTO NON PROTEICO 6

Composizione del latte vaccino

Classe % nel latte Costituenti (% di ogni classe)LATTOSIOSALI

PIGMENTIVITAMINE

5,060,73 K2O; Na2O; CaO; MgO

Fe; Cu; Zn; Mn …. basiTracce di Al; Co; ….

P2O5; Cl; SO3 Acido citrico acidiI; F; LiCaroteni, xantofille, riboflavineLiposolubili: A; D; E; KIdrosolubili: C; B1;B2; B6;B12; niacina

biotina; inositolo; colina;acido p.ammino benzoico

Composizione del latte vaccino

Classe % nel latte Costituenti (% di ogni classe)ENZIMI

VARI

Aldolasi, amilasi, lipasi, esterasi, catalasi, perossidasi, fosfatasi alcalina., fosfatasi acida, lisozima, lattasi etc.

GAS, CO2, N2, O2, Urea, Ammoniaca etc., Costituenti e frammenti cellulari, Leucociti, Batteri

• Immediatamente dopo la mungitura, ènecessaria la refrigerazione, che limita la moltiplicazione microbica (30°C 4°C nel minor tempo possibile).

• La conservazione a 4°C non deve perdurare per molto tempo (24/36 h) data la possibilità di sviluppo di flora psicrotrofa (Pseudomonas, Enterobacter, Flavobacter)

Termizzazione - pastorizzazione

• <68°C x 15’’ = termizzazione (fosfatasi + )

• >71,7 x 15,5’’ = Pastorizzazione alta o “HTST” (fosfatasi -)

• >85°C x 14’’ = flash pasteurization (fosfatasi -)

• >135°C x 1’’ = trattamento UHT (fosfatasi e perossidasi -)

Sterilizzazione• a 2 stadi (latte autoclavato)• 130°C per pochi secondi, poi omogeneizzato,

imbottigliato e sottoposto ad un nuovo trattamento di sterilizzazione (120°-130°C per 15-20 minuti). Shelf-life di 180 gg.

• UHT• fino a 140-150°C per pochi secondi (Tale metodo

può essere di tipo diretto o indiretto a seconda che il prodotto sia o meno a contatto diretto col vapore)a cui segue il confezionamento in sterilità. Shelf-life di 90 gg.

LATTOSIO: COMPORTANENTO ALLE ALTE TEMPERATURE

• 175 ° : imbrunisce - caramellizza

• > 150 ° C : ingiallisce

• > 90 ° C --- 130°C < = perde acqua di cristallizzazione

ESOSO (glucosio o galattosio) – 3 H2O

IDROSSIMETILFURFUROLO

ACIDO FORMICO + ACICO LEVULONICO

Odore pungente Sapore sgradevole

LATTOSIO : REAZIONE DI MALLARD

• CHO + NH2 (gruppo aldeidico zucchero + gruppo aminico proteina)

• BASE DI SCHIFF ( fortemente instabile)

• PRODOTTI DI AMADORI ( più stabile ma ancora reattivo)

disidratazione e combinazione con altre molecole

• AGE (advanced glycosilation end product)

COLORE BRUNO - GIALLO AMBRATO

LATTOSIO : COMPORTAMENTO ALLE BASSE TEMPERATURE

NELLE FAS I DI SCONGELAMENTO CRISTALLIZZA NELLA FASE LIQUIDA, DA CUI :

• ABBASSAMENTO DELL’ Aw e SEQUESTRO DEL CALCIO

•DIMINUZIONE DEL ph ( da 6,7 a circa ~ 5,8 )

Destabilizzazione delle caseine

FUROSINA• Composto sempre presente nelle prime fasi della

reazione di Mallard;• Svela l’uso di latte in polvere in latticini e cagliate

(HPLC) ;

VALORI LIMITI ( solo per prodotti ITALIANI)Latte pastorizzato = 8,6 mg/100g sost. proteicaFormaggi a pasta filata= 12 mg/100g sost. proteica Specialità tradiz. Garantite = 10 mg/100g

Latte Latte alta digeribilità

LATTOSIO

Fermentazione lattica

C12H22O11 (lattosio) + H2O

2 C6H12O6 (glucosio + galattosio)

4 CH3CHOHCOOH ( ac. Lattico)

LATTOSIO

Fermentazione alcolica(si accompagna sempre alla fermentazione lattica)

C12H22O11 (lattosio) + H2O

2 C6H12O6 (glucosio + galattosio)

4 CH3CH2OH (alcool etilico) + 4 CO2

LATTOSIO :

Fermentazione propionica( segue la fermentazione lattica)

3 CH3CHOHCOOH (acido lattico)

2 CH3CH2COOH + CH3COOH + CO2 + H2O

( ac. Propionico) (ac. acetico)

Fermentazione butirrica

(Segue la fermentazione lattica)

2 CH3CHOHCOOH ( ac. Lattico )

CH3CH2CH2COOH (ac. Butirrico) + 2 CO2 + 2 H2

GLOBULI DI GRASSO

Monostratoelettrondenso

Doppio strato lipidico

Core di trigliceridi La particolare struttura della membrana

permette ai globuli lipidici, per loro natura idrofobi, di dimorare in una soluzione acquosa sottoforma di

emulsione;inoltre, la presenza della membrana

garantisce ai trigliceridi protezione dalla lipolisi da parte delle lipasi del latte

PRINCIPALI COSTITUENTI DEL GRASSO

• Trigliceridi (97-98%)

• fosfolipidi• colesterolo• carotenoidi• acidi grassi liberi• glicolipidi.

GRASSI

IRRANCIDIMENTO LIPOLITICO:

• causato da enzimi lipolitici presenti nel latte o di microrganismi;

• effetti sull’aroma e sul sapore non facilmente prevedibili;

IRRANCIDIMENTO CHETONICO (irrancidimento profumato):

• Provocata da muffe (penicillum) , batteri o lieviti. produttori di BETA OSSIDASI che attacca acidi grassi liberi (C6 — C12) originati da precedente irrancidimento lipolitico

• conferisce tipico aroma ai formaggi erborinati

IRRANCIDIMENTO OSSIDATIVO:

•Causato da assorbimento di ossigeno a carico degli ac. grassi insaturi con formazione iniziale di idroperossidi che originano sostanze volatili quali aldeidi e chetoni

CASEINE ( 25g / LITRO)

n° micelle = c.a 10 ml = superficie reattiva 4 mq/ ml

•ALFA= fosfoproteina ( 199 aa + 8 gruppi fosfati )

alfa S1- S2- S3 (elettroforesi caratterristica di specie)

•BETA= fosfoproteina ( 209 aa + 5 gruppi fosfati )

velocità elettroforetica simile tra latte di specie diverse

•GAMMA= frammento della BETA (troncone terminale

dall’ aa 29 all’ aa 209 )

•KAPPA= fosfoglicoproteina ( 169 aa + 1 gruppo fosfatico

+ 5 gruppi glucidici ) sensibile alla chimosina sul legame

aa 105—aa 106 (fenilalanina --- metionina)

14

Core idrofobico

Superficie ricca di

-caseina

CMP

Gruppo Ca9(PO4)6

CASEINE: latte con caseina k B = coagula in tempi ottimali e dà luogo a un coagulo che rassoda velocemente ed è facile da lavorare latte con caseina k A = coagulazione e rassodamento rallentati

Consistenza e velocità di rassodamento del coagulo in funzione delle varianti genetiche della k - caseina

AA AB BB

consistenzavelocità40

6080

100120140160180

consistenza velocità

CASEINE

Formano micelle (struttura quaternaria)

Hanno elevato peso molecolareFlocculano al punto isoelettrico:

- ph 4,6 a 20°C- ph 5,2 a 40°C

Coagulano per azione enzimatica

SIEROPROTEINE ( 7g. / litro )

17% del totale azotato

• Beta lattoglobulina

• Alfa lattoglobulina

• Sieroalbumina

• Globuline

• Proteoso-peptoni

• Metalloproteine

SIEROPROTEINE : differenza con le caseine

•Ricche di aa. Solforati – non contengono fosforo

•Minor peso molecolare

•Non precipitano al punto isoelettrico ( PH 6 )

•Non presenti come micelle

•Si presentano come monomeri o polimeri

•Precipitano per riscaldamento intenso o salatura

•Non precipitano per azione enzimatica

Sieroproteine : comportamento al calore

•Rottura di ponti S-S formazione gruppi SH

formazione H2S ( odore/ sapore di cotto )

•Interazione K caseina – beta lattoglobulina

per formazione di ponti S-S

Ostacolo all’azione del caglio

( Il latte riscaldato coagula meno bene del crudo )

N.P.N. (SOSTANZE AZOTATE NON PROTEICHE)

(5–7 % del totale azotato)

•Urea

•Creatina

•Creatinina

•Ammoniaca

•Aminoacidi Liberi (taurina)

LATTE DI BUONA QUALITA’ CASEARIA

•Contenuto elevato di R.S.M. / grasso / proteine

•Bassa carica microbica

•Assenza di patogeni

•Assenza di antibiotici

•basso tenore di cellule somatiche

•PH ottimale

•Rapporto Ca/ P favorevole

LATTE MASTITICO

• < caseine

• > proteine solubili ( > sieroalbumine e immunoG. )

• > livello di Na

• < livello di Ca

• > Ph (tendente ph 7)

• > attività proteolitica

• > cellule somatiche

Malattie metaboliche – subclinicheAnimali sotto stress:

• per eccessiva produzione

•eccessiva concentrazione azotata della razione

producono latte caratterizzato da:

• > grasso

• < proteine

• > acetone ed urea quando il livello di N.P.N.

supera la soglia di 1.5 g/l

PROBLEMI di CASEIFICAZIONE

Problemi di caseificazione da > N.P.N.• Coagulazione lenta

• Sineresi lenta

• Spurgo incompleto

• Odori sgradevoli

• Minore coesione della pasta

• Maggiore umidità dei formaggi (Formaggi che bagnano)

• Difetti di fragilità e sfoglia

CAGLIO di origine animale

•Bovino ; Caprino; Ovino;Principi attivi: miscela di chimosina (A-B-C)

Pepsina,

gastricsine,

lipasi

•Pepsina bovina; Pepsina suina; Pepsina di pollo;Principio attivo : pepsina

CAGLIO di origine vegetale

•Estratto di cardo (cynara cardunculus)

•Estratto di gallio ( gallium verum)

•Estratto di fico ( ficus carica )

•Estratto di papaia ( carica papaya)

Principio attivo : miscela di enzimi proteolitici

CAGLIO di origine fungina

•Coagulante da mucor miehei ;

•Coagulante da mucor pusillus ;

•Coagulante da endothia parasitica ;

Principio attivo : miscela di enzimi proteolitici

CAGLIO di origine genetica microbica

Chimosina A da escherichia coli

Chimosina B da aspergillus nidulans

Chimosina B da kluyveromyces lactis

Vietato in Italia per la produzione

di formaggi tipici

COAGULAZIONE del latte ---- ENZIMIFase primaria: distacco del glicopeptide dalla k caseina

(Ph > 5 – 7 < ) (ottimale ph 6 circa)

(t° > 4°C - 45°C) (ottimale 30°- 40°C )

il latte si presenta ancora liquido

Fase secondaria : passaggio SOL presa GEL(t° >15°C – 65°C <) (Almeno 80 mg/litro di calcio ionico in soluz.)

Catene di micelle formano una rete tridimensionale

Fase terziaria: incremento dei legami intermicellari

incremento consistenza coagulo

contrazione coagulo SINERESI

COAGULAZIONE del latte ---------ACIDITA’

Ph 5,2 - 5,3 inizio agglomerazione caseine(massimo effetto a ph 4,6 a t° 20°-30° C; ph 5,2 a t° 40°C a cui corrisponde il punto isoelettrico delle caseine)

• Al punto isoelettrico le caseine perdono quasi tutto il fosfato di calcio

•La coagulazione si effettua a temperature medie di 30°C

•Acidificazione rapida = coagulo fragile

•Acidificazione lenta = coagulo ben strutturato

Tecnologia a due vie:•Aggiunta di acidi fino a ph isoelettrico e riscaldamento lento

•Acidificazione fermentativa

COAGULAZIONE del latte-------CALORE•Denaturazione struttura secondaria e terziaria delle

sieroproteine ;

•Coagulazione di circa l’80% delle sieroproteine;

• NON partecipano i proteoso-peptoni;

•Parte delle sieroproteine a t° > 70°C forma complessi

con caseine (COPRECIPITATI)

• Tecnologia : - t°- almeno 85°

- tempo = almeno 5 minuti

- aggiunta di acidi

Rottura della cagliataSineresi e spurgo del coagulo

Ruolo fondamentale:• Regolare il contenuto di umidità• Regolare il grado di mineralizzazione• Regolare la delattosazione

Che influenzano l’andamento dei processi fermentativi

Ruolo fondamentale:• Raggiungere Aw desiderato• Aiutare per osmosi ulteriore spurgo• Condensare la cagliata• Rallentare lo sviluppo acido (frenare lattobacilli)• Indurre lieve solubilizzazione delle proteine• Impartire il gusto desiderato

Salatura

Caseificazione: tecnologia di baseFASE 1 = latte in caldaia

•t° 25 - 32°C formaggi –microflora lattica mesofila

•t° 32 - 40°C formaggi- microflora lattica termofila

FASE 2 = inoculo colture fermenti lattici

•0,1% - 0,5% secondo il tipo di formaggio ed opportunità tecnologiche

FASE 3 = mantenimento in caldaia

•Fino a sviluppo dell’acidità desiderata secondo il tipo di formaggio -- da pochi minuti a circa 12 ore

FASE 4 = aggiunta coagulante e miscelazione

•Dosi variabili secondo tipologia di prodotto ed opportunità tecnologica ( forza del caglio, tipo di latte : pigro, poca caseina, bassa acidità…)

FASE 5* = presa (*Controllo livello di Calcio e lattosio)

•8- 20 minuti dall’aggiunta del caglio

FASE 6 = fermezza del coagulo

•Avviene in un tempo ~ doppio della presa

FASE 7 = taglio cagliata

•Tempo individuato dal casaro

•Grandezza dei grani da 1 cm – 5 cm circa

FASE 8 = agitazione/sineresi

•Da pochi minuti a circa 1 ora

FASE 9 = cottura della cagliata

•Temperatura variabile in rapporto alla tolleranza dei ceppi batterici impiegati ( es. grana 53°- 55° )

• tempo determinato dal casaro

FASE 10 = lavaggio della cagliata

•Rimozione 1/3 – 1/4 del siero

•Sostituzione con acqua a pari temperatura

FASE 11 = estrazione della cagliata/formatura

•Al raggiungimento del giusto grado di fermezza

FASE 12 = stufatura (eventuale)

• a 22° - 30° costanti

•Umidità 90% circa

FASE 13 = pressatura

• 0,5 – 1 Kg / Kg di cagliata (formaggi morbidi)

• 2 - 10 Kg / Kg di cagliata (formaggi duri)

RESA DEL LATTE e QUANTITA’ DI REFLUI

(formaggi a pasta filata)

1 quintale di latte bovino:

• 10 – 14 Kg di formaggio• 0,5 - 0,8 Kg di burro

2,5 – 3 kg di ricotta (resa 3-4 %) scotta• 80 litri di siero

burro da siero siero magro

• N.B. il siero magro è utile per alimentazione dei suinima deve acidificare 24 h per diminuire il lattosio (si evitano disturbi gastroenterici )

RESA DEL LATTE e QUANTITA’ DI REFLUI

(formaggi a pasta filata)

1 quintale di latte di bufala o pecora

• 22 – 25 Kg di formaggio • ~1 Kg di burro

• 70 litri Siero 4-5 kg di ricotta (resa 5-7 %) scotta

Acqua di filatura : • acqua a 95°- 98° C aggiunta alla cagliata

matura• In rapporto 1 : 1 per latte di vacca • In rapporto 1,5 : 1 per latte di bufala• una percentuale (< 1%) viene assorbita dalla

cagliata• la rimanente parte ( ricca in grasso, sali,

lattosio, etc,) costituisce il liquido di filatura*

*(dopo la filatura, l’acqua viene ulteriormente lavorata)

LIQUIDO DI FILATURA

EBOLLIZIONE SOSTA 24 h

SOSTA 24 h SCREMATURA PER AFFIORAMENTO

ACQUA BIANCA AGGIUNTA DI SIERO FRESCO

SCREMATURA PANNA

+ 1% SALE ( Liquido di governo)

+ 3-5 % SALE ( “salsetta” per salare le mozzarelle *)*In alcune zone si preferisce salare in salamoia 18°-20° Bè ( per poche ore)

ADDITIVI DI USO FREQUENTE

• E 249--E250 Nitrito di K e Na• E 251 E 252 Nitrato di Na e k• E 300 Acido ascorbico• E 301- E 303 Ascorbati di Na, K, Ca • E 340 –E 450 –E 452 Fosfato di K ; Difosfati ; Polifosfati• E 330 Acido citrico• E 270 Acido lattico

• E 234 Nisina• E 235 Natamicina• E 1105 Lisozima• E 200 –E 202– E 203 Acido sorbico

Sorbato di K; S. di Ca • E 235 Pimaricina

• E 320 Butilidrossianisolo BHA• E 321 Butilidrossitoluene BHT• E 155 Bruno HT• E 133 Blu brillante FCF • E 129 Rosso allura AC• E 120 Rosso Cocciniglia • E 123 Amaranto• E 160 Carotenoidi• E 160b Annatto• E 440 Pectine • E 406 Agar • E 407 Carragenine• E 621 Glutammato monosodico

• VIETATI : - Perossido di benzoile - Formalina