TECNOLOGIE DI TRASFORMAZIONE DEL LATTE Luciano NETTUNO - ASL Napoli 1 Centro - Servizi Veterinari

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1 TECNOLOGIE DI TRASFORMAZIONE DEL LATTE ---1 Luciano NETTUNO - ASL Napoli 1 Centro - Servizi Veterinari

2 LATTE: COMPOSIZIONE MEDIA % 4% 3% 1% 5% Acqua Glucidi Lipidi Protidi Sali minerali 87%

3 Il latte prodotto da diversi animali vacca pecora capra bufala donna Acqua% 87,5 81,3 86,9 84, 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

4 Soluzione vera Soluzione colloidale glucidi, sali minerali, vitamine, gas protidi, fosfati Emulsione Sospensione grassi, vitamine liposolubili cellule, microrganismi

5 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

6 crema crema crema Siero di latte Coagulo Coagulo Latte scremato Latte crudo

7 Composizione media del latte vaccino Classe % nel latte Costituenti (% di ogni classe) ACQUA LIPIDI PROTEINE 87,1 3,8 3,31 TRIGLICERIDI: DI e MONOGLICERIDI 1,452 FOSFOLIPIDI (lecitine etc.) 0,6-0,8 CASEINE ( SIEROPROTEINE 18 LATTOGLOBULINA 8 LATTALBUMINA 4 PROTEOSO-PEPTONI 3,5 IMMUNOGLOBULINE 1,6 SIERO ALBUMINE 0,9 AZOTO NON PROTEICO 6

8 Composizione del latte vaccino Classe % nel latte Costituenti (% di ogni classe) LATTOSIO SALI 5,06 0,73 K2O; Na2O; CaO; MgO Fe; Cu; Zn; Mn. Tracce di Al; Co;. basi PIGMENTI VITAMINE P2O5; Cl; SO3 Acido citrico acidi I; F; Li Caroteni, xantofille, riboflavine Liposolubili: A; D; E; K Idrosolubili: C; B1;B2; B6;B12; niacina biotina; inositolo; colina; acido p.ammino benzoico

9 Composizione del latte vaccino Classe % nel latte Costituenti (% di ogni classe) ENZIMI Aldolasi, amilasi, lipasi, esterasi, catalasi, perossidasi, fosfatasi alcalina., fosfatasi acida, lisozima, lattasi etc. VARI GAS, CO2, N2, O2, Urea, Ammoniaca etc., Costituenti e frammenti cellulari, Leucociti, Batteri

10 Immediatamente dopo la mungitura, è necessaria 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)

11 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 -)

12 Sterilizzazione a 2 stadi (latte autoclavato) 130 C per pochi secondi, poi omogeneizzato, imbottigliato e sottoposto ad un nuovo trattamento di sterilizzazione ( C per minuti). Shelf-life di 180 gg. UHT fino a 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.

13 175 LATTOSIO: COMPORTANENTO ALLE ALTE TEMPERATURE : imbrunisce - caramellizza > 150 C : ingiallisce > 90 C C < = perde acqua di cristallizzazione ESOSO (glucosio o galattosio) 3 H2O IDROSSIMETILFURFUROLO ACIDO FORMICO + ACICO LEVULONICO Odore pungente Sapore sgradevole

14 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

15 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

16 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. proteica Formaggi a pasta filata= 12 mg/100g sost. proteica Specialità tradiz. Garantite = 10 mg/100g

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18 Latte Latte alta digeribilità

19 LATTOSIO Fermentazione lattica C12H22O11 (lattosio) + H2O 2 C6H12O6 (glucosio + galattosio) 4 CH3CHOHCOOH ( ac. Lattico)

20 LATTOSIO Fermentazione alcolica (si accompagna sempre alla fermentazione lattica) C12H22O11 (lattosio) + H2O 2 C6H12O6 (glucosio + galattosio) 4 CH3CH2OH (alcool etilico) + 4 CO2

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24 LATTOSIO : Fermentazione propionica ( segue la fermentazione lattica) 3 CH3CHOHCOOH (acido lattico) 2 CH3CH2COOH + CH3COOH + CO2 + H2O ( ac. Propionico) (ac. acetico)

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26 Fermentazione butirrica (Segue la fermentazione lattica) 2 CH3CHOHCOOH ( ac. Lattico ) CH3CH2CH2COOH (ac. Butirrico) + 2 CO2 + 2 H2

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32 GLOBULI DI GRASSO Doppio strato lipidico Monostrato elettrondenso 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

33 PRINCIPALI COSTITUENTI DEL GRASSO Trigliceridi (97-98%) fosfolipidi colesterolo carotenoidi acidi grassi liberi glicolipidi.

34 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

35 CASEINE ( 25g / LITRO) 14 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)

36 Core idrofobico CMP Superficie ricca di -caseina Gruppo Ca 9 (PO 4 ) 6

37 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

38 Consistenza e velocità di rassodamento del coagulo in funzione delle varianti genetiche della k - caseina AA AB BB velocità consistenza consistenza velocità

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40 CASEINE Formano micelle (struttura quaternaria) Hanno elevato peso molecolare Flocculano al punto isoelettrico: - ph 4,6 a 20 C - ph 5,2 a 40 C Coagulano per azione enzimatica

41 SIEROPROTEINE ( 7g. / litro ) 17% del totale azotato Beta lattoglobulina Alfa lattoglobulina Sieroalbumina Globuline Proteoso-peptoni Metalloproteine

42 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

43 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 )

44 N.P.N. (SOSTANZE AZOTATE NON PROTEICHE) (5 7 % del totale azotato) Urea Creatina Creatinina Ammoniaca Aminoacidi Liberi (taurina)

45 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

46 LATTE MASTITICO < caseine > proteine solubili ( > sieroalbumine e immunog. ) > livello di Na < livello di Ca > Ph (tendente ph 7) > attività proteolitica > cellule somatiche

47 Malattie metaboliche subcliniche Animali 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

48 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

49 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

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51 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

52 CAGLIO di origine fungina Coagulante da mucor miehei ; Coagulante da mucor pusillus ; Coagulante da endothia parasitica ; Principio attivo : miscela di enzimi proteolitici

53 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

54 COAGULAZIONE del latte ---- ENZIMI Fase primaria: distacco del glicopeptide dalla k caseina (Ph > 5 7 < ) (ottimale ph 6 circa) (t > 4 C - 45 C) (ottimale 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

55 COAGULAZIONE del latte ACIDITA Ph 5,2-5,3 inizio agglomerazione caseine (massimo effetto a ph 4,6 a t 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

56 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

57 Rottura della cagliata Sineresi 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

58 Salatura 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

59 Caseificazione: tecnologia di base FASE 1 = latte in caldaia t C formaggi microflora lattica mesofila t C formaggi- microflora lattica termofila FASE 2 = inoculo colture fermenti lattici 0,1% - 0,5% secondo il tipo di formaggio ed opportunità tecnologiche

60 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

61 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

62 FASE 9 = cottura della cagliata Temperatura variabile in rapporto alla tolleranza dei ceppi batterici impiegati ( es. grana ) 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

63 FASE 12 = stufatura (eventuale) a costanti Umidità 90% circa FASE 13 = pressatura 0,5 1 Kg / Kg di cagliata (formaggi morbidi) 2-10 Kg / Kg di cagliata (formaggi duri)

64 RESA DEL LATTE e QUANTITA DI REFLUI (formaggi a pasta filata) 1 quintale di latte bovino: 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 suini ma deve acidificare 24 h per diminuire il lattosio (si evitano disturbi gastroenterici )

65 RESA DEL LATTE e QUANTITA DI REFLUI (formaggi a pasta filata) 1 quintale di latte di bufala o pecora Kg di formaggio ~1 Kg di burro 70 litri Siero 4-5 kg di ricotta (resa 5-7 %) scotta

66 Acqua di filatura : acqua a 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)

67 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) % SALE ( salsetta per salare le mozzarelle *) *In alcune zone si preferisce salare in salamoia Bè ( per poche ore)

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69 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

70 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

71 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