Parliamo di latte per capirne il percorso tecnologico

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1 Parliamo di latte per capirne il percorso tecnologico Il recepimento della Direttiva Comunitaria n. 43/93 sull igiene dei prodotti alimentari ha introdotto il principio dell autocontrollo, da parte delle aziende coinvolte, dell igiene nel settore alimentare sulla base dei principi fissati dal metodo HACCP (Hazard Analysis Critical Control Points). In particolare il Decreto Lgs. n.155 del 26/5/1997, che recepisce tale Direttiva, impone alle aziende alimentari l adozione, nell intera filiera produttiva delle misure previste dal metodo citato e cioè: Analisi dei potenziali rischi per gli alimenti Individuazione dei punti in cui possono verificarsi dei rischi per gli alimenti Adozione di decisioni riguardo ai punti critici individuati, cioè a quei punti che possono nuocere alla sicurezza dei prodotti Individuazione ed applicazione di procedure di controllo e di sorveglianza dei punti critici Elaborazione del documento contenente tutte le informazioni e le procedure adottate che il responsabile dell azienda è tenuto a tenere a disposizione degli organi di controllo Riesame periodico dell analisi dei rischi, dei punti critici e delle procedure di controllo e di sorveglianza Ciò premesso, i processi tecnologici del latte, possono essere divisi in due grandi gruppi: - Latte alimentare - Derivati del latte Se in particolare, consideriamo l industria ed il mercato del latte per il consumo diretto in generale, si possono fare le seguenti distinzioni: 1. Sul piano tecnologico: latte crudo latte pastorizzato latte sterilizzato latte UHT 2. Sul piano della composizione del prodotto: Latte naturale: intero, alleggerito o parzialmente scremato, scremato Latti arricchiti, a tenore garantito: in proteine, in vitamine Latti aromatizzati Latti ricostituiti: filled milk (latte in polvere scremato, acqua, grasso vegetale, soprattutto grasso di cocco), toned milk (latte di bufala, diluito con acqua per abbassare il tenore di grasso ed addizionato di polvere di latte di vacca per ristabilire il residuo magro) Nelle pagine successive, sono spiegate le attuali tecnologie convenzionali, in modo da rendere maggiormente comprensibili quelle che possono essere definite alternative o non convenzionali. Pastorizzazione La pastorizzazione bassa (63 C per 30 minuti) è stata molto usata in America: il trattamento è dolce, sono da temere poche modificazioni; in particolare il colore ed il gusto restano invariati e l affioramento della crema non viene rallentato. Questo procedimento esige un installazione voluminosa e si deve temere la moltiplicazione dei batteri termofili; se non si prendono speciali precauzioni il latte pastorizzato si arricchisce di microrganismi man mano che la lavorazione procede. Non si possono trattare che latti aventi una popolazione microbica poco elevata. Bisogna d altra parte evitare la formazione di schiume, che favoriscono la sopravvivenza di microrganismi Pagina 1 di 7

2 termotolleranti in quanto nella stessa schiuma la temperatura diventa sempre un poco più bassa che nel latte. La pastorizzazione alta e rapida H.T.S.T., a 72 C per 20 secondi è la più diffusa, ha sostituito l antica pastorizzazione alta, nella quale il latte veniva riscaldato a circa 85 C, per un tempo variabile, in apparecchi aperti. La pastorizzazione alta e rapida al riparo dall aria, non ha gli inconvenienti del vecchio procedimento. Per i latti che subiscono trasferimenti da grande distanza si pratica spesso la doppia pastorizzazione, la prima alla latteria dove avviene la riunione dei latti, la seconda all arrivo della centrale del latte. Il latte pastorizzato di alta qualità, secondo legislazione, deve subire una sola pastorizzazione. In tutti i processi di pastorizzazione si porta da prima il latte alla temperatura voluta e lo si mantiene a questa temperatura per il tempo necessario; in seguito lo si raffredda energicamente e lo si avvia al punto di confezionamento. Occorre prestare la stessa attenzione a tutte le parti che costituiscono il circuito completo del latte, in particolare occorre eliminare i rischi di ricontaminazione dopo pastorizzazione nel refrigerante, nelle canalizzazioni, nei serbatoi, nelle imbottigliatrici, nelle bottiglie. Non si deve perdere di vista l esistenza di diverse specie di batteri, le osservazioni fatte sulla microflora totale del latte crudo o pastorizzato non permettono di porre correttamente i problemi né di risolverli. Numerosi studi, hanno mostrato che non esiste alcuna correlazione tra la microflora totale del latte fornito dal produttore, ed il numero di batteri termo resistenti che si trovano nel latte dopo pastorizzazione e che da soli influiscono sulla qualità di conservazione del latte pastorizzato, se viene evitata ogni contaminazione. Concentrazione La concentrazione e l essiccamento sono processi che permettono una conservazione di lunga durata, in volume ridotto di tutti i costituenti del latte. Alcuni di questi prodotti hanno impieghi particolari, ma il loro interesse maggiore è di permettere il trasferimento nel tempo e nello spazio delle produzioni eccedenti di latte da una stagione all altra, o da un paese all altro. Il latte in polvere, ad esempio, è economicamente più interessante; evita il trasporto di grandi quantità di acqua. Questi prodotti possono essere ottenuti dal latte intero o dal latte scremato. Vengono prodotti due tipi di latte concentrato: 1. latte concentrato normale, da latte intero o scremato; sostituisce il latte presso il consumatore; lo si trova a diverse concentrazione, soprattutto 2/1 e 3/1; questo prodotto è sterile. Dopo concentrazione ed omogeneizzazione viene messo in recipienti metallici che vengono trattati in autoclave. 2. latte concentrato zuccherato, usato principalmente nell alimentazione infantile; lo si ottiene dal latte intero. La produzione del latte scremato concentrato zuccherato, per la pasticceria, è molto limitata, è un prodotto che non viene sterilizzato. Queste produzioni esigono un apparecchiatura molto complessa, il latte deve essere di qualità eccellente, e viene severamente scelto in base a diverse prove: acidità (non deve superare i 4 SH/50 ml.). E, d altra parte, standardizzato dal punto di vista del suo tenore in grasso ed in estratto secco; per questo motivo vi si aggiunge sia della crema, sia del latte scremato. Prima della concentrazione si fa subire al latte un trattamento termico rapido a 100 C e più, che ha un triplice scopo: distruzione della maggior parte dei microrganismi distruzione delle lipasi (per il latte concentrato zuccherato) effetto stabilizzante Il grande problema di questa industria è di assicurare la stabilità del prodotto concentrato. Sterilizzazione L obbiettivo della sterilizzazione è costituito dalla distruzione di ogni organismo vivente. Ciò a cui si mira, è principalmente una conservazione di lunga durata, in un recipiente a tenuta ermetica, ed Pagina 2 di 7

3 è l assenza di ogni microrganismo sia patogeno che non, e l inattivazione enzimatica. Il trattamento termico viene applicato in condizioni molto diverse a seconda che il latte sia trattato o no in un contenitore, ed a seconda della natura del contenitore. Il contenitore di vetro, che è stato a lungo il più utilizzato per il latte, pone problemi particolari a causa della sua fragilità e della sua inerzia termica. La sterilizzazione in bottiglie di vetro avviene a temperature non molto elevate, intorno ai 120 C, per un periodo relativamente lungo (20 minuti ). L agitazione della bottiglia attiva gli scambi termici e permette di abbreviare un poco la durata del riscaldamento. I contenitori metallici subiscono un movimento di rotazione che permette una sterilizzazione più rapida a causa della elevata conducibilità della sottile parete e dell agitazione; si considera che cinque minuti a 125 C siano condizioni soddisfacenti. Il trattamento in flusso continuo può essere fatto, ad alta temperatura per un periodo molto breve, dell ordine del secondo; è il procedimento UHT, che viene utilizzato come trattamento unico se si dispone di un installazione di confezionamento asettico. Bisogna considerare che il latte contiene poche spore termoresistenti, spesso meno di una per ml. La sterilizzazione propriamente detta è preceduta dalle seguenti operazioni: riscaldamento a 60 C depurazione fisica disaerazione sotto vuoto (facoltativa) omogeneizzazione Quest ultima operazione, facoltativa nel caso della pastorizzazione, è qui indispensabile; non si deve formare crema, perché essa conferisce al latte una non idonea presentazione al consumatore. Alcuni apparecchi, come il chiarifissatore realizzano contemporaneamente l omogeneizzazione e la depurazione fisica. Se non si può mettere in pratica il confezionamento asettico, ad esempio quando si prepara il latte sterilizzato in bottiglie di vetro, la sterilizzazione avviene in due tempi. Il procedimento Martin, utilizzato in USA, è molto interessante perché la sua applicazione inizia dalla mungitura; il latte subisce una disaerazione; viene trasportato sotto vuoto alla fabbrica, omogeneizzato, riscaldato a 140 C per otto minuti, trasferito asetticamente in recipienti metallici precedentemente sterilizzati a 215 C. Riempimento, sigillatura e raffreddamento vengono effettuati in apparecchiature interamente chiuse che funzionano automaticamente. Lo scopo essenziale, la distruzione dei batteri, non deve far perdere di vista questa nozione fondamentale: il latte è un edificio fragile. Queste modificazioni sono più o meno importanti a seconda delle condizioni di applicazione del trattamento e secondo il tipo di apparecchiatura. Il latte crudo, o che ha subito un pre-trattamento, è confezionato nel recipiente definitivo; è in questo stato che viene pastorizzato (raramente) o sterilizzato. Questo metodo, detto trattamento discontinuo, è soddisfacente per l igienista, perché sono evitate tutte le possibilità di ricontaminazione dopo il trattamento termico, principalmente a causa di recipienti insufficientemente disinfettati. E meno soddisfacente per l economista nel caso di notevoli quantità da trattare; l efficacia calorica è minore che nel trattamento continuo; inoltre i rischi di modificazione del latte sono più grandi. E ancora utilizzato per la sterilizzazione. Il trattamento a flusso continuo (latte non confezionato), permette il trattamento molto rapido raccomandato precedentemente. Il problema, è la difficoltà di evitare una contaminazione nel corso del confezionamento, soprattutto con la bottiglia in vetro classico, che si ottiene raramente allo stato sterile. Esistono tuttavia procedimenti efficaci di confezionamento asettico con altri tipi di recipienti. E il procedimento del futuro per tutti i latti di consumo diverso. Esistono diversi tipi diversi sistemi: 1. Pastorizzazione H.T.S.T. e pre-sterilizzazione 2. Procedimenti di sterilizzazione istantanea per condensazione di vapore nel latte 3. Energia meccanica: sterilizzazione rapida per frizione Pagina 3 di 7

4 Il trattamento a temperatura ultra alta (U.H.T.) consiste nel portare il latte ad una temperatura elevata, tra 135 e 150 C per qualche secondo solamente. Il binomio tempo / temperatura viene stabilito in base a quanto segue: - perdita in lisina massima 6% - formazione di 10 µm di ossimetilfurfurolo (H.M.F.), una sostanza che dà una stima delle reazioni di Maillard - limite del 90% nella inattivazione delle proteasi - denaturazione delle proteine inferiore al 74% - test di Aschaffenburg è positivo Il latte di consumo diretto viene generalmente depurato prima della pastorizzazione e sterilizzazione, con un metodo fisico che elimina le impurezze macroscopiche, i grumi ed una parte di microrganismi: la depurazione fisica. Si può operare in due modi sul latte caldo (50-60 C ): 1) filtrazione, attraverso un tessuto fitto o uno strato di cellulosa: il filtro può essere incorporato nell apparecchio di pastorizzazione 2) depurazione centrifuga: è più efficace; il latte passa in un rotore che gira a grande velocità (strumento simile ad una scrematrice, ma regolato in maniera tale che la crema non si separi); le impurezze sedimentano sulle pareti dove formano uno strato che viene eliminato automaticamente Essiccazione I latti in polvere o latti essiccati che si trovano in commercio, sono di qualità molto diversa. Si è sviluppata l idea che il latte ricostituito a partire dal latte in polvere debba avere qualità uguali a quelle del latte pastorizzato, qualunque siano le condizioni di conservazione della polvere (durata, clima). Allo stato attuale della tecnica questa esigenza è difficile da soddisfare. Si deve d altra parte notare che alcune modificazioni intervenute durante i trattamenti non sono del tutto negativi: per esempio, quelle che sono la causa di una migliore digeribilità per i bambini, che vengono riconosciute abitualmente alle polveri di latte di buona qualità. Per le specifiche relative alle polveri di latte sono stati presi in considerazione i criteri seguenti: - indice di solubilità: è generalmente fissato secondo le norme A.D.M.I. (American Dray MilK Institute); è espresso in millilitri di sedimento formato dopo centrifugazione di una dispersione della polvere in acqua (ricostituzioni); i valori variano da 0,05 a 0,5. - indice di riscaldamento: è il rapporto tra l azoto proteico, insolubile a ph 4,6 e l azoto totale, moltiplicato per cento. Nel latte crudo precipita la sola caseina ed il valore del rapporto è vicino a 77. Nel latte sottoposto al trattamento termico il valore dell indice si innalza fino ad un massimo attorno a a seguito della coprecipitazione delle proteine solubili denaturate. - indice di proteine solubili: lo si indica spesso con le iniziali inglesi W.P.N.I. Le proteine non denaturate rimaste allo stato solubile, sono espresse in milligrammi di azoto per grammo di polvere; si tratta dunquedi un valore assoluto. In assenza di qualsiasi denaturazione il valore di questo indice è vicino a 9,0; esso diminuisce tanto più quanto maggiore è l intensità del trattamento termico. Per l operazione di ricostituzione si deve tener conto di alcune raccomandazioni: la temperatura ottimale tra la polvere di latte deve essere aggiunta all acqua per prima sotto agitazione occorre limitare il più possibile l introduzione di aria nel prodotto da ricostituire a seconda della qualità del latte iniziale dell efficacia del sistema di miscelazione può essere necessaria una filtrazione o una depurazione centrifuga tutti i prodotti ricostituiti i grassi devono essere omogeneizzati verso i la pastorizzazione non pone problemi particolari l impiego di stabilizzanti ed emulsioni non è necessario nel caso del latte Pagina 4 di 7

5 Centrifugazione La centrifugazione è una tecnica utilizzata principalmente nella scrematura del latte per la produzione di panna o crema, alla quale può seguire una pastorizzazione per la produzione di panna da cucina e da montare, oppure un acidificazione per la produzione di mascarpone, oppure una zangolatura per la produzione di burro. Il latte viene riscaldato a una temperatura variabile, spesso a 35 C, poi viene introdotto nel rotore della scrematrice che gira a grande velocità. Il latte scremato e diverse particelle dense vengono proiettate contro la parete, la crema si raccoglie nella parte più vicina all asse di rotazione. L efficacia della separazione dipende dal campo centrifugo, dunque dalla velocità del rotore e dal suo diametro. La scrematura centrifuga provoca allo stesso tempo una depurazione delle impurezze pesanti che si raccolgono sulla parete del rotore, dove formano un deposito. Negli impianti moderni il rotore è ideato in modo tale che questo deposito venga allontanato, man mano che si forma, attraverso fori calibrati. La panna da consumo si presenta sotto diversi forme: 1) La panna al 12% almeno di grasso, o crema leggera (corrisponde alla panna da caffè) 2) La panna al 30% almeno di grasso, è adatta particolarmente alla cucina ed alla pasticceria; il più spesso è pastorizzata e maturata dopo un inoculo si streptococchi lattici; acquista così un aroma in cui predomina il diacetile e la sua viscosità aumenta notevolmente; inoltre, l acidità sviluppata fornisce una protezione contro altri microrganismi che potrebbero essere pericolosi. 3) La panna sotto pressione, viene confezionata in recipienti sigillati, con del protossido di azoto puro; uno stabilizzatore, la gelatina, può essere aggiunto (0,1%), così come dello zucchero normale (15%) ed una sostanza aromatica naturale. 4) La panna sterilizzata può essere leggera o al 30%. 5) La panna montata viene accresciuta in volume per incorporazione di aria; il volume finale non deve superare di 3,5 volte il volume iniziale (tasso di aumento del volume). 6) La panna cruda è spesso ricca di microrganismi dubbi o pericolosi. Sia che si tratti di panna leggera, di panna spessa o ancora di panna per i gelati, si pongono gli stessi problemi igienici del latte di consumo; la pastorizzazione dovrebbe essere sempre considerata indispensabile. Acidificazione Questo processo di acidificazione porta alla produzione di caseina e dei coprecipitati che possono essere in seguito separati producendo i derivati azotati con particolari proprietà funzionali. Nell industria vengono utilizzati tre tipi di caseina, secondo il modo di preparazione: 1) La caseina acida che viene preparata industrialmente per acidificazione a ph 4,6 del latte scremato. Il precipitato viene lavato più volte con acqua allo scopo di eliminare il lattosio ed i sali minerali; la caseina viene in seguito essiccata con aria calda o utilizzata direttamente in forma umida per preparare il caseinato. Per la precipitazione si usa più spesso l acido cloridrico. 2) La caseina lattica viene preparata per acidificazione del latte scremato con fermenti lattici che si sviluppano nella massa 3) La caseina presamica viene precipitata per azione del caglio sul latte scremato, come nel caso della lavorazione dei formaggi magri. L automatizzazione degli impianti di produzione, ha portato un evoluzione verso la produzione continua della caseina e per questo motivo, oggi la caseina acida è quella che domina il mercato. In effetti, la caseina lattica richiede un tempo di coagulazione troppo lungo e la caseina Pagina 5 di 7

6 presamica, benché possa essere prodotta in continuo, è in diminuzione, perché la sua qualità non permette un utilizzazione universale. La caseina presamica è usata in salumificio dove esercita il ruolo di legante, in particolare per la produzione delle salsicce. Un caseinato è una caseina resa solubile per aggiunta di alcali. La soluzione viene essiccata con il procedimento Spray o su cilindri. Gli alcali usati sono la soda e la calce, e, in minor grado, il potassio e l ammoniaca. La preparazione di caseinato richiede alcune precauzioni, perché la caseina in soluzione concentrata in presenza di alcuni cationi (Ca in particolar modo) può subire il fenomeno di formazione di gel in certe condizioni di ph e di temperatura. Il caseinato di sodio é il più utilizzato, il caseinato di calcio, viene usato contemporaneamente nelle preparazioni farmaceutiche e come ingrediente alimentare. Il tenore in calcio è limitato verso l 1,0 e l 1,5%. Un coprecipitato, è un prodotto risultante dalla precipitazione simultanea della caseina e delle proteine del siero. Questa produzione permette di estrarre al massimo le proteine del latte scremato, circa il 96%. I caseinati sono utilizzati nell industria alimentare per tre ragioni principali: costituiscono un interessante apporto proteico, sia per il loro valore nutritivo sia per il loro costo possiedono un potere emulsionante superiore a quello della maggior parte degli altri emulsionanti utilizzati nell industria alimentare permettono una certa ritenzione d acqua nei prodotti cotti. Caseificazione acida o presamica: siero e formaggio La quantità di siero disponibile nel mondo è considerevole: rappresenta più dell 80% del latte destinato al caseificio. E un prodotto ingombrante; la sua eliminazione e/o utilizzo è uno dei maggiori problemi dell industria lattiero-casearia. Tutti coloro che hanno seriamente contribuito allo studio del siero, sono unanimi nelle loro conclusioni. Non è un sottoprodotto, ma un prodotto derivato dell industria lattiero-casearia. I suoi costituenti possiedono un valore nutritivo elevato e presentano attitudini funzionali molto interessanti a livello dell industria alimentare. La maggior parte del siero lavorato industrialmente viene ancora trasformato in polvere di quattro qualità principali ed in lattosio: 1) siero dolce: l essiccamento pone pochi problemi se si ha cura di lasciare un intervallo dopo l uscita dall evaporatore per favorire l inizio della cristallizzazione del lattosio. 2) siero acido: essiccazione più delicata; è più contaminato e aggressivo; il trattamento termico necessario rende le proteine idrofobe. 3) siero demineralizzato: per elettrodialisi o per scambio di ioni; molto facile da essiccare. 4) siero delattosato: parzialmente (a ¾); a causa del forte trattamento termico e del tenore in proteine e minerali difficile da essiccare. I formaggi invece, rappresentano una forma di conservazione dei due costituenti insolubili del latte, caseina e grasso; si ottengono per coagulazione del latte seguita dallo spurgo durante il quale il siero si separa dalla cagliata. Il siero trascina la maggior parte dell acqua e dei costituenti solubili del latte, mentre una piccola parte resta imprigionata nella cagliata. La definizione legale del formaggio precisa che il prodotto subisce una fermentazione; in effetti esso subisce almeno la fermentazione lattica. Il formaggio magro viene ottenuto a partire dal latte scremato. I formaggi sono alimenti universali. Vengono prodotti in quasi tutte le regioni del globo a partire dal latte di diverse specie di mammiferi. I formaggi vengono annoverati tra i migliori alimenti dell uomo, non solo a causa del loro notevole valore nutritivo (sostanza azotate sotto diverse forme grasso, calcio, fosforo ecc ), ma anche per le qualità organolettiche estremamente varie che essi possiedono. Le caratteristiche di un tipo di formaggio non sono determinate da un piccolo numero di fattori, come nel caso del burro. Sono la risultante dell influenza di fattori numerosi ed interdipendenti, di cui i principali sono, oltre alla composizione del latte, i seguenti: Pagina 6 di 7

7 fattori microbiologici: composizione della microflora considerata sotto il suo aspetto dinamico, microflore associate e microflore successive fattori biochimici: concentrazione e proprietà degli enzimi coagulanti, principalmente il caglio ed i batteri lieviti e muffe fattori fisici e fisico-chimici: temperature, ph, Eh, effetti osmotici fattori chimici: proporzione del calcio trattenuto nella cagliata, tenore in acqua ed in sali, composizione dell atmosfera (umidità, CO 2, ammoniaca) fattori meccanici: taglio, agitazione, macinazione, impastamento, che riducono o accentuano gli effetti dei fattori precedenti Di fondamentale importanza, tutto ciò premesso è la materia prima, latte. Il latte liquido naturale, intero o parzialmente scremato, resta la materia prima più usata per la lavorazione dei formaggi, ma il progresso tecnico e le esigenze socio-economiche tendono a diversificare il prodotto sottoposto alla coagulazione: latte intero latte arricchito in grasso (per formaggi extra grassi) latte arricchito in proteine del siero (procedimento Centri Whey) latte concentrato e retentato dell ultrafiltrazione latte in polvere (ricostituito) latte scremato, latticello. Il latte di vacca è di gran lunga il più usato, ma produzioni di notevole importanza vengono fatte a partire dal latte di pecora, di capra e di bufala. Pagina 7 di 7