Seminario Dairy DuPont Nutrition & Healt - 28 settembre 2017 Eterofermentanti nella filiera del Grana. Gian Antonio Zapparoli Rete Carpaneta (MN)

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1 Seminario Dairy DuPont Nutrition & Healt - 28 settembre 2017 Eterofermentanti nella filiera del Grana Rete Carpaneta (MN) 1

2 Eterofermentanti nella filiera del Grana Cosa sono gli eterofermentanti? 2

3 Eterofermentanti nella filiera del Grana Batteri lattici producono omofermentanti: >90% acido lattico. Streptococchi etero facoltativi: >85% acido lattico (lattato, ac. acetico, alcool etilico) Lattobacilli eterofermentanti: circa 50% acido lattico, CO2, acido acetico, alcool etilico. 3

4 Eterofermentanti nella filiera del Grana Batteri lattici di interesse caseario Genere Lactobacillus si divide in 3 gruppi: -lattobacilli omofermentanti L. bulgaricus C L. lactis C L. acidophilus C L. helveticus C -lattobacilli eterofermentanti facoltativi L. plantarum 37 C L. casei 37 C -lattobacilli eterofermentanti L. brevis 37 C L. fermentum 37 C 4

5 Eterofermentanti nella filiera del Grana Altre caratteristiche: Gram+, immobili, asporigeni, anaerobi (facoltativi o aerotolleranti), ph ottimale di crescita 5,7 ± 0,2 (simili ai lattici omofermentanti) 5

6 Eterofermentanti nella filiera del Grana Origine Dai foraggi, in particolare se insilati, dall ambiente, dalla mungitura, dalla mammella, dagli operatori, dai recipienti, ecc. e trovano nel latte il terreno ideale per il loro sviluppo, moltiplicandosi rapidamente. 6

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8 PERCENTUALI L. ETEROFERMENTANTI IN SIERI-INNESTO DA GRANA n caseificio alimentaz. lattici (A.S.) eteroferm. eteroferm. casi tipo ufc x ml MPN x ml % Percentuali di eterofermentanti in sieri-innesti da Grana 1 L ins. mais , L " , L " ,0037 media , P ins. mais , P " , P " , P " , P " , P " , P " , P " , P " ,0050 media , S no ins , S " , S " , S " , S " , S " , S " ,0002 media , I ins. mais sp , I " , I " , I " , I " , I " , I " , I " , I " ,0002 media ,0003 8

9 Eterofermentanti nella filiera del Grana SIERO-INNESTO: ETEROFERMENTANTI / LATTICI TOTALI 4, ,000 3,500 3, ,500 2,000 1, , Ins. mais CR P No insilato 0 Ins. mais MN L 1 Ins. mais sperim. 9

10 Eterofermentanti nella filiera del Grana Effetti caseari 10

11 Fermentazione da eterolattici - forma stagionata Foto 11

12 Fermentazione da eterolattici - forma fuori sale Foto 12

13 Fermentazione da eterolattici - forma di 4 mesi Foto 13

14 alterazioni organolettiche Fermentazione da eterolattici - forma di 9 mesi Foto 14

15 Fermentazione tardiva da eterolattici 15 Foto

16 Andamento flora lattica in formaggio grana Flora lattica primaria dal siero-innesto Flora lattica eterofermentante N lattici vivi cross over Flora lattica secondaria dal latte Tempo di stagionatura mesi

17 Eterofermentanti nella filiera del Grana Formaggi con difetto, all analisi LH-PCR (Length Heterogeneity- Polimerase Chain Reaction), hanno evidenziato la presenza di: L.fermentum L.brevis L.bifermentans (1) (2) * * (2) * (1) 17

18 Eterofermentanti nella filiera del Grana A) Strategie per il controllo degli eterofermentanti presso la stalla 18

19 Eterofermentanti nella filiera del Grana A) Strategie per il controllo degli eterofermentanti presso la stalla Qualità, quantità e tipo di insilati impiegati. Desilamento dopo almeno 90 giorni. Igiene di mungitura. Tipologia e gestione della lettiera. 19

20 Dal progetto GP Lfree - Produzione di Grana Padano senza Lisozima Schema complessivo e n forme prodotte 1 PERIODO (S-STD) 2 PERIODO (L-FS) 3 PERIODO (S-INN) n. forme 78 n. forme 100 n. forme100 L1 L0 n. 39 n. 39 L1 n. 50 L0 n. 50 L1 L0 n. 50 n. 50 L H L H L H L H L H L H L1 139 L0 136 L forme totali (con lisozima) (senza Lisozima) (g/c basso) H (g/c alto)

21 Risultati caseari Eterofermentanti nelle feci - MPN/g Tesi Silomais-STD Loiessa -FS Silomais-INN % s.s % s.s % s.s. Periodo Sett Sett Sett Sett Sett Sett MEDIA % forme con difetto NO Lis. 5,1 8,0 44,0 SI Lis 7,7 12,0 56,0 21

22 Risultati caseari Difetto di micro-occhiatura (da eterofermentanti) Tesi Senza Lisozima Con Lisozima N. casi % N. casi % Silomais Standard 2/39 5,1 3/39 7,7 Loiessa Fieno Silo 4/50 8,0 6/50 12,0 Silomais Innovativo 22/50 44,0 28/50 56,0 22

23 il terzo modulo con insilato innovativo al 43-44% s.s., ammassato in una nuova trincea di dimensioni più contenute (8.5 m), con desilamenti di t/d ed avanzamenti del fronte di taglio di circa 16 cm/d, avrebbe dovuto dare i migliori risultati microbiologici assoluti nella filiera insilato-latte-formaggio; invece, molto probabilmente per la scarsità di zuccheri solubili in rapporto all umidità di stocchi, foglie e brattee, si è verificata una fermentazione lattica anomala e/o una degradazione aerobica, evidenziata in parte dall innalzamento della T dell insilato consumato, per altro a fine inverno. Questo insilato ha caratterizzato la filiera non tanto per lo sviluppo dei clostridi, quanto per quello dei lattici eterofermentanti. 23

24 Figura 1. Cariche di lieviti (log ufc/g), sul fronte del silo (G. Borreani) Figura 2. ph sul fronte del silo (G. Borreani) 24

25 Eterofermentanti nella filiera del Grana B) Strategie per il controllo degli eterofermentanti presso il caseificio 25

26 Eterofermentanti nella filiera del Grana B) Strategie per il controllo degli eterofermentanti presso il caseificio 1. Corrette modalità di affioramento. 2. Igiene e sanitizzazione giornaliera degli impianti latte. 3. Appropriate curve di fermentazione per il siero-innesto. 4. Fermentiere con raffreddamento finale ad acqua gelida. 5. Controllo dello sviluppo dell acidità finale dell innesto. 6. Sanificazione giornaliera delle fermentiere. 7. Corretta discesa del ph delle cagliate nelle prime ore. 8. Controllo degli eventuali zuccheri residui. 9. Modulazione T finale di cottura in funzione del ph delle cagliate. 26

27 Eterofermentanti nella filiera del Grana 1) Corrette modalità di affioramento 27

28 Eterofermentanti nella filiera del Grana 2) Igiene e sanitizzazione giornaliera degli impianti latte (comprese le cisterne di trasporto) con soda e acido. 28

29 Superficie di acciaio inox a forte ingrandimento 29

30 Superficie Proteine Fosfati, carbonati Grassi 30

31 BIOFILM I biofilm possono essere composti da una popolazione microbica sviluppatasi da una singola specie o da una comunità costituita da varie specie microbiche che possono provenire da diverse superfici biotiche. I biofilm si compongono: per il 15% di cellule microbiche per l 85% di materiale residuale. 31

32 1) L inizio della formazione del biofilm è caratterizzato dall interazione della cellula con la superficie a contatto. 2) Una volta che la cellula ha aderito alla superficie, il biofilm comincia a maturare con la produzione di una matrice extracellulare che generalmente contribuisce all architettura della comunità. biofilm a torre e a fungo 32

33 Eterofermentanti nella filiera del Grana Siero-innesto Fermentiere per siero-innesto

34 Eterofermentanti nella filiera del Grana Siero-innesto 3) Appropriate curve di fermentazione per il siero-innesto. 4) Fermentiere con raffreddamento finale ad acqua gelida. 5) Controllo dello sviluppo dell acidità finale dell innesto. 6) Sanificazione giornaliera delle fermentiere. 34

35 3) - 4) Programma di raffreddamento pilotato per la fermentazione di siero-innesto per formaggio grana (esempio) 55,0 52,5 50,0 47,5 45,0 42,5 40,0 37,5 35,0 32,5 30,0 27,5 25,0 22,5 20,0 17,5 15,0 12,5 10, ,50 6,25 6,00 5,75 5,50 5,25 5,00 4,75 4,50 4,25 4,00 3,75 3,50 3,25 3,00 o re temperatura C Ph 35

36 5) Controllo dello sviluppo dell acidità finale dell innesto Correlazione tra eterofermentanti e acidità del siero-innesto 30, ,000 acidità SH/ n casi 20,000 15,000 10,000 5, MPN eterofermentanti x ml

37 Sfruttare la bio-competizione Autore: 37

38 Eterofermentanti nella filiera del Grana 6) Sanificazione giornaliera delle fermentiere. a) Schiumogeni con monoprodotto b) Programma standard soda/acido 38

39 Igiene generale del caseificio Potenziale inquinamento del siero e delle cagliate derivante dalle tele non sanitizzate 39

40 Eterofermentanti nella filiera del Grana 7) Corretta discesa del ph delle cagliate nelle prime ore ph 6,05 6,00 5,95 5,90 5,85 5,80 5,75 5,70 5,65 5,60 5,55 5,50 5,45 5,40 5,35 5,30 5,25 5,20 5,15 5,10 5,05 5,00 CURVA ANDAMENTO ph E FORMAZIONE ACIDO LATTICO IN FORMAGGIO GRANA (misurazione ph a 12 cm) zuccheri > lattasi > GL+GA > ac.lattico > liberazione del calcio > formazione di lattato di calcio ACIDO LATTICO ore LATTATO DI CALCIO 40

41 Eterofermentanti nella filiera del Grana 8) Controllo degli eventuali zuccheri residui (GL e GA) centro forma 41

42 8) FORMAGGIO GRANA: ZUCCHERI RESIDUI NELLA CAGLIATA DOPO 24 ORE DOPO 48 ORE DOPO 72 ORE 0,02% tracce tracce GLUCOSIO LATTOSIO (disaccaride) 1% 0,1% tracce GALATTOSIO 42

43 Eterofermentanti nella filiera del Grana 9) Modulazione T finale di cottura in funzione del ph delle cagliate Tem peratura R 43,9 43,8 43,7 43,6 43,5 43,4 43,3 43,2 43, ,9 42,8 42,7 5,47 43,8 5,29 43,3 Rapporto ph/t cottura in formaggio Parmigiano-Reggiano 43,8 5,43 Temperatura cottura R 5,21 42,9 5,39 43,5 5,13 42,8 43,7 5,33 43,3 5,22 ph a 6,30 ore 43,6 5,28 43,4 43,4 5,24 5, Caldaia N 43,6 5,34 5,50 5,48 5,46 5,44 5,42 5,40 5,38 5,36 5,34 5,32 5,30 5,28 5,26 5,24 5,22 5,20 5,18 5,16 5,14 5,12 5,10 5,08 5,06 5,04 5,02 5,00 4,98 4,96 ph

44 Eterofermentanti nella filiera del Grana In laboratorio 44

45 Eterofermentanti nella filiera del Grana In laboratorio CAMPIONI ETEROFERMENTANTI - MPN/ml +30 C +37 C +44 C +52 C SIERO INNESTO N <30 SIERO INNESTO N 27 <30 30 <30 <30 SIERO INNESTO N <30 <30 SIERO INNESTO N 54 <30 30 <30 <30 SIERO INNESTO N <30 MRS brodo e conteggio MPN - analisi in doppio - incubazione per 5 gg 45

46 Sviluppo di eterofermentanti a diverse temperature di incubazione MRS brodo e conteggio MPN - analisi in doppio - incubazione per 5 gg 1,600 1,500 1,500 1,400 1,300 1,200 1,100 1,100 Etero MPN / ml 1, C +37 C +44 C +52 C Temperatura incubazione 46

47 CONTROLLI E VERIFICHE MATRICI Latte stalla - arrivo- p.screm. - caldaia Siero-innesto Acqua caseificio Acqua di risciacquo CONTROLLI ANALITICI Carica Batterica Totale Coliformi Eterofermentanti Tamponi di superficie Cellule per val. affioramento ISPEZIONI Visive Con sonde video Smontaggio periodico parti di impianto (es. tubazioni e scambiatori) 47

48 LIVELLO AGRONOMICO Utilizzo preferenziale di insilato di mais al giusto stadio di maturazione Corrette e regolari metodiche di insilamento e desilamento Desilamento dopo almeno 90 giorni Fronte di taglio preferibilmente stretto Eliminazione dei primi 40 cm di insilato alto e dei cm sui fianchi della trincea LIVELLO ZOOTECNICO Tipologia e gestione della lettiera Ottimizzazione delle tecniche per l igiene di allevamento e mungitura Controllo igienico degli impianti di raccolta e stoccaggio del latte LIVELLO CASEARIO Ottimizzazione delle tecniche di affioramento e igiene degli impianti Ottimizzazione delle caratteristiche del siero-innesto Ottimizzazione delle tecniche di trasformazione casearia 48

49 Grazie e buon lavoro a tutti! 49