Pediococcus omolattica ac.lattico DL e L(+)

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1 FERMENTAZIONE LATTICA Solo le Lactobacillacee producono acido lattico in grande quantità. Morfologicamente le Lactobacillacee si presentano sotto la forma di diplococchi, tetracocchi, streptococchi e bastoncelli, singoli o riuniti in colonie a catena. Sono suddivise in 4 generi: Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus, diviso in 3 sottogeneri: Thermobacterium, Streptobacterium, Betabacterium. Leuconostoc. L attività ottica dell acido lattico prodotto dipende dal ceppo del microrganismo. Responsabili: la stereospecificità della lattato-deidrogenasi; La presenza o l assenza di una lattato-racemasi.bacterium bifidum è stato oggi incluso fra gli Actinomicetales, essendo tipicamente anaerobio, mentre gli altri batteri che producono acido lattico sono microaerofili.il tipo di fermentazione e la configurazione dell acido lattico che ne deriva dipendono dai vari generi di batteri e sono riportati nella Tabella seguente: Gruppi di batteri dell ac.lattico, tipo di fermentazione e prodotti finali. CONFIGURAZION E DELL AC.LATTICO Streptococcus omolattica ac.lattico L(+) Pediococcus omolattica ac.lattico DL e L(+) Lactobacillus thermobacterium omolattica ac.lattico D(-), L(+) e DL streptobacterium eterolattica (facoltativa) ac.lattico e ac.acetico D(-), L(+) e DL betabacterium eterolattica Ac.lattico, ac.acetico e CO 2 Leuconostoc eterolattica Ac.lattico, ac.acetico e CO 2 DL D(-) Bifidobacterium eterolattica Ac lattico e ac.acetico L(+)

2 Nutrizionalmente molto esigenti Fonti di carbonio: zuccheri e alcoli relativi; i polisaccaridi non sono utilizzabili. Molti batteri lattici possono utilizzare altri composti, quali l acido malico, l acido citrico e altri. Anche gli acidi grassi sono influenti sulla crescita di questi batteri F Fonti di azoto: capacità biosintetica sottosviluppata, quindi il contenuto della coltura in vitamine come cofattori gioca un ruolo importantissimo nella sintesi degli aminoacidi. La Vitamina B6 è molto importante per la biosintesi degli aminoacidi nelle Lactobacillacee. Un certo numero di AA., definiti essenziali, devono sempre essere presenti nel terreno di coltura; sono caratteristici per ogni specie di batteri, per cui la loro assenza nei terreni di coltura pone le basi per la determinazione analitica degli aminoacidi tramite i microorganismi. Oltre agli aminoacidi liberi, possono essere utilizzati come fonti di azoto peptidi, ammidi di aminoacidi, glicoproteine. Spesso questi composti possono essere considerati come fattori di crescita per questi batteri, poichè il tasso di accrescimento in loro presenza è molto più alto che in coltura con aminoacidi liberi. S Sali minerali: Il fosfato è l anione più importante per questi batteri :per gli altri sali bastano le concentrazioni normali contenute nei terreni di coltura completi. T Temperatura: è un fattore importantissimo: le temperature ottimali variano, perciò i batteri lattici si distinguono in termofili e mesofili. Si considerano fermentazioni omolattiche quelle con una produzione di acido lattico >80% (valore teorico). Appartengono a questo gruppo tutti i batteri lattici che utilizzano glucosio attraverso la via Embden-Meyerhof-Parnas per il lattato, con il piruvato accettore finale di elettroni e resa di ATP nella fermentazione è di 2 moli/mole di glucosio. Sono considerate fermentazioni eterolattiche quelle in cui i prodotti collaterali e l acido lattico sono prodotti in quantità molari quasi uguali. Sono identificate col ciclo della fosfochetolasi e resa in energia pari solo alla metà di quella ottenuta per la fermentazione omolattica. Alcuni batteri eterolattici, quali il Lactobacillus pentosus e il Lactobacillus plantarum, sono capaci di fermentare pentosi che., ad opera di una liasi, vengono scissi in un composto a due atomi di Carbonio (es.etanolo o ac. Acetico) ed uno a tre atomi di Carbonio (acido lattico). Una pentoso epimerasi trasforma gli aldopentosi nei chetopentosi corrispondenti, una pentochinasi con ATP fosforila il substrato, e una fosfopentaisomerasi isomerizza i substrati fosfati, che passano attraverso un punto comune che è lo xiluloso-5-p. Da questo stadio in poi la fermentazione segue il ciclo della fosfochetolasi. Altri batteri eterolattici sono capaci di fermentare gli esosi: il Leuconostoc mesenteroides da un esoso produce quantità molari uguali di acido lattico, etanolo e CO2 come si vede nello schema seguente: In base al loro corredo enzimatico i batteri lattici possono essere raggruppati in tre tipologie: fruttoso-p-aldolasi glucoso-6-pdeidrogenasi 6-P-gluconato deidrogenasi Omofermentanti obbligati si no no Eterofermentanti obbligati no si si Eterofermentanti facoltativi si si si ADP ATP TPP CH 2 =C-COOH CH 3 -CO-COOH CH 3 -CHO CH 3 -CH 2 OH O-PO 3 H 2 Ac.piruvico -CO 2 NADH H + NAD + Ac.P-enolpiruvico (**) NADH H + (*) +

3 Lactobacillus brevis COOH COOH COOH CH2 ox, - CO 2 CO NADH H + NAD + CHOH CHOH CH3 CH3 COOH (*) Ac.malico Ac.piruvico Ac.lattico (*) lattato deidrogenasi L(+) specifica, non posseduta dal Leuconostoc mesenteroides. Leuconostoc mesenteroides NAD + NADH H + ac. malico acido lattico - CO 2 Numerosi ceppi di batteri lattici sono in grado di trasformare l acido malico in acido lattico; questa via metabolica é di estrema importanza commerciale per l industria vinicola Numerosi ceppi di batteri lattici sono in grado di trasformare l acido malico in acido lattico; questa via metabolica é di estrema importanza commerciale per l industria vinicol L uso dell acido lattico. L acido lattico prodotto da batteri viene utilizzato abbondantemente. Nell industria alimentare, (sapore gradevolmente acido e qualità conservanti),per:

4 conservazione di vari alimenti derivati del latte additivo di bevande alcoliche, essenze, estratti e succhi di frutta, frutta conservata in scatola, marmellate sciroppi. vini di frutta acido-carenti in miscele di lieviti per la produzione di distillati. Nell industria farmaceutica come sali di calcio e di ferro* Nell industria delle conce per ammollare le pelli e decalcificarle Nell industria tessile per tingere e stampare Nell industria petrolchimica polimerizzato a polilattide per la produzione di lamine di plastica. *I batteri lattici vengono coltivati in grande quantità anche per scopi terapeutici. Batteri lattici nell industria alimentare: Le carni fermentate. Il processo di preparazione comporta: la miscelazione di carne tritata con spezie e altri ingredienti l insaccamento l affumicamento e/o l essiccamento all aria in condizioni controllate di temperatura e umidità. E durante questo ultimo stadio che i batteri lattici iniziano la fermentazione che dà all insaccato finito un acidità in eccesso per la presenza di acido lattico (=1%). Acidità + ridotto contenuto in acqua = buona resistenza alla decomposizione. miglioramento dei metodi di insaccamento sono state introdotte via tecnologie più avanzate: Aggiunta il il miglioramento dei metodi di insaccamento sono state introdotte via tecnologie più avanzate: Aggiunta di zucchero o polvere di latte per velocizzare la produzione di acido lattico Aggiunta di ioni nitrato per abbassare il potenziale redox della miscela, poiché una parte del nitrato viene ridotta a nitrito. Questo fenomeno stabilizza il colore del prodotto in quanto previene l ossidazione dell emoglobina; inoltre fornisce un ambiente favorevole alla crescita dei batteri lattici microaerofili e sopprimendo nell insieme lo sviluppo dei batteri nocivi (Clostridi). Alcuni dei batteri che contribuiscono alla fermentazione naturale sono in grado di ridurre il nitrato a nitrito. Pertanto le caratteristiche auspicabili in una coltura starter per preparare derivati della carne sono: capacità di produrre acido lattico; tolleranza ai sali, alle spezie, ai nitrati e nitriti; capacità di ridurre i nitrati a nitriti. Per il miglioramento dei metodi di insaccamento sono state introdotte via via tecnologie più avanzate: Aggiunta di zucchero o polvere di latte per velocizzare la produzione di acido lattico Aggiunta di ioni nitrato per abbassare il potenziale redox della miscela, poiché una parte del nitrato viene ridotta a nitrito. Questo fenomeno stabilizza il colore del prodotto in quanto previene l ossidazione dell emoglobina; fornisce un ambiente favorevole alla crescita dei batteri lattici microaerofili e sopprimendo nell insieme lo sviluppo dei batteri nocivi (Clostridi); evita la formazione di off-flavours. Alcuni dei batteri che contribuiscono alla fermentazione naturale sono in grado di ridurre il nitrato a nitrito. Pertanto le caratteristiche auspicabili in una coltura starter per preparare derivati della carne sono: capacità di produrre acido lattico; tolleranza ai sali, alle spezie, ai nitrati e nitriti; capacità di ridurre i nitrati a nitriti. La preponderanza numerica dei batteri lattici sopprime crescita e produzione di tossine di queste specie indesiderabili: Batteri patogeni Bacillus cereus: l acido lattico elimina le forme vegetative, le spore restano vitali a lungo. Staphilococcus aureus (enterotossico): proprietà fisiologiche analoghe ai micrococchi; colture starter + aggiunta di glucosio ne abbattono il numero e inibiscono sviluppo e produzione di enterotossina. Escherichia coli (enteropatogeno): cresce durante le prime fasi di lavorazione e diminuisce quando i valori del ph scendono sotto 4,5-4,6. Salmonelle ; riduzione del loro numero lieve nella fermentazione e forte nell essiccamento; se inizialmente è basso, si ha un prodotto finito in cui non è possibile isolare salmonelle. Questa azione è dovuta anche al NaCl.

5 Clostridium botulinum; non è in grado di moltiplicarsi e produrre tossine nei salami se si rispettano le norme di produzione e si usano colture starter + sufficenti nitrati. Clostridium perfrigens: sporigeno, ma l ambiente in cui si troverà ne impedirà la riproduzione. Batteri decompositivi, che si accrescono a ph neutro e producono istamina e tiramina. Le colture starter sono colture di ceppi, sia singoli che assortiti in modo non casuale, di microrganismi, la cui inoculazione sistematica è già usata in altri settori alimentari, come l industria casearia. In Italia l uso delle colture starter è regolato per legge e consente l impiego di colture di avviamento, cosiddette starter microbici, appartenenti alla famiglia Lactobacillacee, genere Lactobacillus, alla famiglia Streptococcacee, genere Pediococcus ed alla famiglia Micrococcacee, genere Micrococcus, nella preparazione degli insaccati carnei la cui tecnologia produttiva non comporti trattamento con calore E ammesso l impiego, nel relativo substrato, di saccarosio nella concentrazione massima dell 1% e di destrosio nella concentrazione massima dello 0,5%. La presenza di microrganismi, specie micrococchi e stafilococchi riduttori di nitrati e nitriti, è fondamentale per la formazione del colore rosso del salame. Essi in condizioni anaerobie trasformano successivamente i nitrati in nitriti, in ossido di azoto, in protossido di azoto ed infine in azoto; un altra via conduce alla formazione di ammoniaca: NO3 - è NO2 - è NO è N2O è N2 î NH3Si possono così ottenere concentrazioni molto basse di residui di nitrati e nitriti e ciò è di grande importanza, perché da molti anni c è un notevole interesse riguardo l elevata carcinogenicità di alcune nitrosammine, che si possono formare per reazione dei nitriti con le ammine secondarie derivate dalla carne. Funzione dei sali aggiunti ai salumi: Cloruro di sodio: a) vantaggi sciogliendosi e solvatandosi, compete con i microrganismi per l acqua libera fornendo un mezzo ipertonico, provoca la fuoriuscita di acqua dalla cellula, che si si disidrata e può morire. combinandosi all interno della cellula con enzimi proteolitici forma complessi che rallentano la decomposizione della cellula diminuisce la solubilità dell ossigeno nell acqua contenuta nell alimento. b) svantaggi - per trasformazione dell emoglobina e della mioglobina in emina si ha variazione del colore da rosso a grigio - un eccesso di ioni sodio favorisce nel consumatore la ritenzione idrica il valore nutrizionale diminuisce, perché assieme ai succhi cellulari fuoriescono in parte sali minerali, composti azotati non proteici, fra cui mioglobina ed emoglobina, vitamine ed alcuni aminoacidi si ha accelerazione dell ossidazione lipidica a seguito della diminuzione del contenuto in acqua. -nitrati e nitriti:a) vantaggi mantengono alle carni un colore rosso vivo, mentre spontaneamente tenderebbe al bruno esplicano un azione di protezione nei confronti del Clostridium botulinum evitano off flavours e rancidità b)svantaggi si possono verificare casi di metaemoglobinemia infantile, per cui la legge proibisce l aggiunta di nitrati agli alimenti destinati all infanzia c é la possibilità di formazione di nitrosammine per reazione tra l acido nitroso e le ammine secondarie; polifosfati di sodio a) vantaggi prevalentemente sono destinati a correggere l equilibrio salino delle carni essudative di maiale ed. impedire eccessive perdite di acqua b)svantaggi Purtroppo tale pratica é degenerata ed é utilizzata come mezzo per fare assorbire acqua alle carni, con il deplorevole risultato di ottenere prodotti con qualità organolettiche scadenti. Preparazione del prosciutto crudo: Il prosciutto crudo rappresenta il prodotto di maggior valore sia dal punto di vista nutrizionale, che gastronomico ed economico. Materia prima: Il prosciutto crudo viene preparato a partire dalle masse muscolari, compreso il tessuto adiposo, della coscia e zampa del maiale. Il supporto osseo è costituito dal femore, dalla rotula, dalla tibia e da parte del tarso. Frollatura: Questo procedimento è comune a tutte le carni impiegate nella preparazione di salumi; solo dopo la frollatura il muscolo diventa carne alimentare. I mutamenti che avvengono nel periodo della maturazione riguardano

6 più che altro le proteine e avvengono per azione di enzimi microbici e tissutali (autolisi). Le carni fresche presentano una ricca microflora qualitativamente e quantitativamente molto varia, che spesso non si ferma agli strati superficiali, ma può penetrare all'interno delle masse muscolari in seguito a fenomeni chimico-fisici post-mortem, come la variazione di pressione osmotica che, richiamando liquidi dagli interstizi verso l'interno delle cellule, veicola i microrganismi. La formazione di acido lattico ostacola la penetrazione dei microbi all'interno della carne, mentre le basse temperature ne limitano lo sviluppo. Molta importanza però riveste la carica microbica iniziale, la cui entità è in rapporto alle condizioni igieniche in cui vengono effettuate le operazioni di macellatura. Una contaminazione microbica troppo spinta porta a rapide alterazioni della carne, da cui la necessità di rigorose condizioni igieniche e delle basse temperature durante le fasi di lavorazione, stoccaggio, distribuzione e vendita. L'azione di numerose idrolasi sui composti della carne provoca infine la formazione di piccole quantità di sostanze che spesso sono favorevoli allo sviluppo del gusto e dell'aroma: acetone, acetaldeide, diacetile, ammoniaca, acido solfidrico, nucleotidi, ecc. L'irrancidimento ossidativo dei grassi, viceversa, incide negativamente sul sapore e sull'odore delle carni. Salagione: Dopo una breve frollatura, le cosce toilettate, rifilate tramite asportazione della cotenna e del grasso superfluo, vengono sottoposte a salagione. Si tratta di un procedimento " a secco ", realizzato sfregando sulla carne la miscela salina, costituita da cloruro di sodio e piccole porzioni di nitrato di potassio (salnitro). La salagione è la prima delle quattro fasi di lavorazione; viene effettuata in celle frigorifere, ad una temperatura di 3-4 C, per evitare la proliferazione di una flora microbica non desiderata, pur permettendo la penetrazione della miscela salina, che a temperature inferiori sarebbe troppo lenta; a temperature elevate si avrebbe la coagulazione delle sostanze albuminoidi, che impedirebbero al sale di penetrare. E' preferibile usare sale cosiddetto "grosso", perché quello fine penetrerebbe troppo velocemente nei tessuti, denaturando le proteine degli strati superficiali e impedendo quindi la penetrazione nelle parti più interne. Riposo: Dopo la salagione i prosciutti restano per oltre un mese a 1-4 C, in condizioni di umidità relativa del 75-85%. Questo per consentire una disidratazione omogenea del pezzo. La durata del riposo deve essere stabilita in relazione al calo di peso, che è un indice attendibile della eliminazione di acqua nelle parti muscolari e che orientativamente non dovrebbe essere inferiore al 13 %.In generale si può affermare che un periodo di cella, fra salagione e riposo, di giorni assicura una buona conservabilità. Lavaggio: Alla fine del periodo di giacenza i prosciutti vengono lavati con acqua tiepida per rimuovere patine eventualmente formatesi alla superficie e fatti asciugare per qualche giorno all'aria. A questo punto si può già fare una prima valutazione sull'andamento del processo preparativo. la cotenna deve essere di colore chiaro, mentre il muscolo deve tendere al rosa. Alla palpazione, il pezzo deve risultare morbido. Stagionatura: La stagionatura, che si protrae per mesi in locali ben aereati e con la giusta illuminazione, consta di una prima fase in cui si completa l'essiccamento del prodotto con umidità relativa ridotta e di una seconda fase in cui l'umidità relativa è riportata a tenori più elevati. Durante la maturazione avvengono, anche per il prosciutto importanti processi enzimatici presieduti in gran parte dai batteri lattici, che conferiscono al prodotto le tipiche caratteristiche organolettiche e nutritive. Le condizioni ambientali nell'ultima fase della stagionatura favoriscono la formazione superficiale di una soffice patina di muffe bianche, indispensabili per lo sviluppo del tipico aroma. In questo periodo si insediano alla superficie anche alcune specie di artropodi, in particolare acari, la cui presenza è considerata normale, se non addirittura indispensabile per lo sviluppo dei caratteri tipici del prodotto. Alla fine della maturazione, la spazzolatura provvederà a rimuovere anche questi artropodi, assieme alle muffe e ai detriti. Al sesto mese di stagionatura il prosciutto viene "sondato" con un osso di cavallo per stabilire se siano presenti eventuali difetti esternamente non visibili. Sempre al sesto mese si ha la "sugnatura", che consiste nell'applicare sulla superficie del prodotto uno strato relativamente impermeabile costituito da uno stucco composto da sugna macinata, sale e pepe. lo scopo di questa operazione è di regolare l'evaporazione in prodotti che non hanno ancora completato la stagionatura, e di inibire la proliferazione di muffe. Il processo produttivo completo porta ad un calo del peso durante la stagionatura pari al 27-30%. Prosciutti D.O.C.e D.O.T. Il prosciutto crudo, preparato da sempre in quasi tutta la penisola, ha raggiunto in alcune regioni livelli di sviluppo e di qualità tali da meritare che Leggi dello stato li indicassero come prodotti tipici di una cultura e di una determinata zona geografica: questo importante riconoscimento di qualità ha da tempo varcato i confini nazionali ed è in corso di acquisizione in tutto il territorio della comunità europea. Un tempo la dorsale dell'appennino tosco- emiliano segnava il confine fra due modi di intendere il prosciutto crudo. A Nord lo si voleva dolce, a Sud intensamente saporito, anzi salato. Oggi le differenze sono attenuate, e si usa meno sale dovunque. Bisogna peraltro ricordare che nelle regioni centrali il clima obbliga ad una maggior salatura per garantire la conservazione. Esistono ottimi prosciutti anche nell'area centrale, ma a tutt'oggi i prosciutti a cui è stata riconosciuta la

7 denominazione di origine nascono al Nord. Anche qui non mancano le differenze regionali: la coscia può essere privata dello zampetto, come a Parma, o comprenderlo, come a San Daniele. Oltre a quelli di Parma e San Daniele hanno ottenuto l'importante riconoscimento i prosciutti di Modena e del Veneto Berico-Euganeo. Conservazione di vegetali. E opportuno ricordare che la fermentazione lattica non é sufficiente di per sé ad assicurare la conservazione tramite la formazione di acido lattico e il conseguente abbassamento del ph: é necessario associare altri mezzi, quali l aggiunta di NaCl, l eliminazione di una parte dell acqua, lo stoccaggio al fresco. La successione più frequente di microrganismi é la seguente: Lactobacillus mesenteroides, Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum ed eventualmente Pediococcus cerevisiae. Tale successione si osserva nei crauti, nei cetrioli e nelle olive verdi spagnole trattate, ma bastano piccoli cambiamenti per modificare il ritmo di azione delle varie specie e portare alla comparsa di difetti o di alterazioni del prodotto finale. La fermentazione dipende essenzialmente dal tenore di NaCl e dalla temperatura. Industria lattiero - casearia L industria lattiero casearia, più che sull utilizzazione del lattosio, si basa sulle sue trasformazioni per ottenere prodotti più tipici: i derivati del latte, dove intervengono modificazioni fisiche, chimiche e biologiche (es. latti fermentati, formaggi, panna e burro). Latti fermentati: Generalità: I latti fermentati si possono considerare storicamente i primi derivati del latte in assoluto. Infatti si trovano citazioni relative in documenti molto antichi e perfino nella Bibbia. Consistono in latti trasformati da particolari microrganismi ai quali si devono le caratteristiche del prodotto. Y O G U R T : L o y o g u r t é u n l a t t e f e r m e n t a t o. o t t e n u t o p e r i n t e r v e n t o d i d u e s p e c i e b e n d e f i n i t e d i b a t t e r i l a t t i c i t e r m o f i l i, S t r e p t o c o c c u s t h e r m o p h i l u s e L a c t o b a c i l l u s b u l g a r i c u s. Q u e s t a a s s o c i a z i o n e v i e n e u s a t a p e r v a r i m o t i v i t e c n o l o g i c i, q u a l i l a u m e n t o d e l l a v e l o c i t à d i a c i d i f i c a z i o n e, m i g l i o r a m e n t o d e l l a c o n s i s t e n z a d e l c o a g u l o, a u m e n t o d e l l a q u a n t i t à d i a c i d o l a t t i c o p r o d o t t o e m a g g i o r e i n t e n s i t à d e l g u s t o.l a t e m p e r a t u r a d i f e r m e n t a z i o n e é 4 0 / 4 5 C. L a c i d i t à d e l p r o d o t t o v a r i a n o r m a l m e n t e d a 0,7 a 1,1 % ( e s p r e s s a c o m e a c i d o l a t t i c o ) c o n u n p H = 4-4,2. I latti fermentati si differenziano tra loro per il tipo di latte usato, per i microrganismi utilizzati e le tecniche di lavorazione. Tecnologicamente la produzione dello yogurt può essere suddivisa in due tipologie: 1) fermentazione fino a coagulazione nello stesso contenitore; 2) fermentazione in un recipiente e poi distribuzione per la coagulazione in contenitori singoli.il sapore dovrebbe essere fresco e aromatico ed il prodotto dovrebbe apparire come una crema liscia, senza grumi. Le legislazioni dei vari paesi impongono varie caratteristiche, spesso tra di loro contrastanti. Latte Acidofilo (Acidophilus milk): Prodotto negli U.S.A., é un latte bovino fermentato da un solo microrganismo termofilo, il Lactobacillus acidophilus, che cresce a C, fino a raggiungere lo 0,6-0,7 % di acido lattico. Il sapore tipico é poco gradito agli europei. Rappresenta la forma più naturale di latte fermentato, perché il microrganismo responsabile della fermentazione colonizza facilmente nell intestino umano con effetti benefici. Kefir (Latte bovino, ovino, caprino): prodotto da batteri lattici mesofili e da lieviti responsabili della produzione di alcol etilico, è il più noto dei latti acido-alcolici; ancora oggi non é chiara la sua composizione

8 microbiologica : senz altro vi sono più bacilli che streptococchi. Solitamente il Kefir finito contiene 0,8-0,9 % di acido lattico e 0,2-0,8 % di alcol etilico. La fermentazione si svolge a 20 C, il prodotto ha consistenza cremosa, ma é anche effervescente per lo sviluppo di CO2. Labnech: Consumato dalle popolazione arabe, viene ottenuto per fermentazione di latte vaccino da batteri lattici termofili e lieviti. Dopo la fermentazione il siero viene allontanato per drenaggio ed il prodotto viene salato. Alla fine il prodotto è simile a formaggio; viene confezionato in sfere di 3 cm di diametro e conservato sott olio, a volte per più di un anno. Biochimismo dei latti fermentati. Da un punto di vista generale i batteri lattici dei latti fermentati hanno due funzioni fondamentali: a)conversione del lattosio in acido lattico con riduzione del ph del substrato; ciò favorisce il controllo dello sviluppo dei batteri patogeni e di altri batteri che hanno effetti indesiderati sul prodotto finale.la fermentazione lattica determina quindi le caratteristiche fisiche e il sapore dei latti fermentati con l accumulo di prodotti volatili. Questi prodotti si accumulano maggiormente quando intervengono anche specie capaci di metabolizzare l acido citrico. b) Azione modulatrice sull intestino umano (microflora) e di conseguenza relazioni simbiotiche con effetti positivi sullo stato fisiologico generale e sulla salute dell individuo. A causa di queste funzioni, comprese le richieste nutrizionali, sono stati studiati il metabolismo e le proprietà tecnologiche in relazione alle diverse condizioni di uso dei substrati. Nella preparazione dello yogurt, come già detto, vengono usate due sole varietà di microrganismi: S. thermophilus e L. bulgaricus. Lbulgaricus e S. thermophilus interagiscono in modo tale da aumentare La crescita ed il. metabolismo di entrambi i microrganismi. In particolare l azione proteolitica di L. bulgaricus libera aminoacidi necessari agli Streptococchi, mentre questi ultimi secernono un metabolita, forse acido formico, che incrementa la crescita del Lactobacillus. Questo mutuo sinergismo assicura che si sviluppi nel prodotto il sapore tipico dello yogurt. Inoltre entrambe i ceppi sono termofili, pertanto la temperatura di inoculo (42 C) permette lo sviluppo bilanciato nella coltura; infatti a fermentazione ultimata le due specie dovrebbero trovarsi nella proporzione di 1 : 1. Infine sono entrambi omofermentanti e lo sviluppo dell acidità necessaria si sviluppa nel decorso del processo fermentativo entro 4h - 4h 30. L applicazione contemporanea di questi parametri operativi ha portato alla selezione quasi universale dei due microrganismi per la preparazione dello yogurt. Accoppiando opportunamente colture dei due batteri, si possono preparare: a) colture per yogurt solido: un coagulo gelatinoso, con elevata aromaticità, b) colture per yogurt vischioso: grandi quantità di polisaccaridi extracellulari, c) colture per yogurt miscelato: si ha un coagulo di viscosità intermedia al quale si possono miscelare frutta o altri ingredienti. Il livello di aldeidi e chetoni é minore rispetto allo yogurt solido. Un problema da non trascurare durante la fase di lavorazione é la contaminazione: si possono avere contaminazioni da batteriofagi, lieviti, muffe, batteri eterolattici e da metalli. La scelta del latte é basilare per la buona riuscita dello yogurt Esso deve rispondere ai seguenti requisiti: 1) Risultare libero da ogni tipo di batteri patogeni 2) Non avere cattivi odori o sapori, 3) Avere un buon contenuto in proteine,. 4) Non contenere antibiotici. Dopo la scelta del latte, la lavorazione segue lo schema seguente: Standardizzazione (grassi 0,5-3,5 %, altri solidi 8,5-12,5 %) Omogeneizzazione (T = C; P = Kg/cm2 ) Trattamento termico (T = C per ) Raffreddamento a C e Inoculazione (con 1-2 % dello starter) Aggiunta di aromatizzanti Fermentazione

9 Confezionamento Raffreddamento a 6-8 C Aggiunta di frutta. 4) Durante la lavorazione dei latti fermentati avvengono varie trasformazioni di carattere biochimico che interessano diversi costituenti del latte stesso. La più importante e caratteristica é la fermentazione del lattosio con produzione di acido lattico. Un altro tipo di trasformazione biochimica interessa la produzione di composti aromatizzanti. L aroma dei latti fermentati é principalmente dovuto ai composti carbonilici che comprendono acetaldeide, acetoino e diacetile. L acetaldeide può essere il precursore dell alcool etilico oppure può portare a treonina attraverso l enzima treonina aldolasi. L accumulo di acetaldeide é molto importante nella produzione dello yogurt: il Lactobacillus bulgaricus é la specie che contribuisce di più al sapore dello yogurt e quando si sviluppa in presenza di Streptococcus thermophilus il tenore di acetaldeide aumenta. La produzione di acetoino e diacetile é un attributo specifico di Leuconostoc cremoris e di Streptococcus diacetil lactis: nella prima fase metabolica essi utilizzano acido citrico e producono acido ossalacetico, CO2 e acido piruvico; nella seconda fase si ha produzione di acetoino e diacetile attraverso due diverse vie. via aceto lattica e via acetil CoA. Ia fase Ac. citrico COOH-CH 2 -COH-CH 2 -COOH COOH citrico liasi IIa fase Ac.acetico CH 3 -COOH Via acetolattica Ac.ossalacetico COOH-CH 2 -CO-COOH Via acetil CoA Ac piruvico CH 3 -CO-COOH Acetaldeide attiva CH 3 -CHOH-TPP Ac -acetolattico CH3-COH-CO-CH 3 COOH - CO 2 Ac piruvico CH 3 -CO-COOH Acetil CoA NAD + CH 3 -CO-S-CoA NADH H + Diacetil sintetasi - CO 2 Diacetile CH 3 -CO-CO-CH 3 NADH H+

10 Il latte fermentato é più digeribile del latte non fermentato, I ceppi di batteri lattici impiegati nella preparazione dei latti fermentati sono caratterizzati da una specifica attività proteolitica, che ha un notevole significato biologico, in quanto modifica sostanzialmente la solubilità della caseina nello yogurt. Si ha un aumento significativo del valore biologico delle proteine; lo yogurt contiene un elevato numero di cellule batteriche, quindi parte del contenuto proteico é fornito dalle proteine cellulari. Nei latti fermentati il 7 % circa delle proteine provengono dai batteri, e variano il contenuto del latte d origine in amino acidi essenziali. L attività lipolitica presente nello yogurt può essere attribuita quasi esclusivamente alle cellule degli starter. Durante il periodo dello stoccaggio ha luogo una limitata idrolisi dei grassi: Le differenze fra i vari ceppi sono sensibili: i batteri lattici hanno una attività lipolitica secondaria, che può assumere una certa importanza solo dopo che certi microrganismi abbiano trasformato i grassi del latte in prodotti più semplici. Gli acidi volatili dello yogurt derivano da processi diversi dall idrolisi dei grassi. Sono anche importanti le variazioni del contenuto in Vitamine del complesso B. LA PANNA La panna è un derivato del latte che si caratterizza per l' elevato contenuto di grassi. Infatti si ottiene dal latte proprio con processi che separano le molecole di grasso dal resto del liquido. Esistono essenzialmente due tipi di panna: da cucina e da montare. La panna per cucinare è quella meno calorica, in quanto il contenuto di grassi è attorno al 25% e, come per il latte, la sua conservazione è legata al processo industriale usato per produrla (pastorizzazione o sterilizzazione). La panna da montare è invece molto più calorica perché, oltre ad avere un maggior contenuto di grassi ( 35%) a essa viene aggiunto solitamente (ma non sempre) anche zucchero. La panna da montare è più liquida di quella da cucina, ma una volta montata il suo volume si espande perché incorpora l'aria, risultando densa e spumosa. Esistono in commercio delle versioni di panna da montare in apposite bombolette, in cui però il contenuto di aria aggiunto, a parità di peso, è molto maggiore e quindi è meno gustosa e ricca.

11 Essendo un prodotto derivato dalla componente grassa del latte, è ricca di colesterolo. L'aspetto critico della panna è il suo possibile degrado, dovuto a cattiva conservazione; essa infatti va tenuta in frigorifero a temperatura costante e al buio, ben sigillata. L'esposizione alla luce e al calore può innescare processi chimici e l'attacco di batteri potenzialmente presenti nell'ambiente in cui è prodotta o conservata (salmonella). I processi di ossidazione a cui è soggetta la panna ne compromettono definitivamente il sapore e l'azione dei germi provoca la formazione di acidi (butirrico e caprinico) che ne alterano il gusto e il colore, rendendola disgustosa e nociva. Una corretta preparazione (se artigianale) e conservazione sono fondamentali per assicurare un prodotto sicuro. A causa del contenuto elevato di grassi e di colesterolo, sono stati immessi sul mercato anche prodotti a base di oli vegetali, parzialmente idrogenati, che vorrebbero richiamare il gusto della panna minimizzando l'apporto di colesterolo. Tuttavia il contenuto di grassi (e quindi l'apporto calorico) non varia di molto e il processo di parziale idrogenazione a cui sono sottoposti gli oli vegetali rende questi prodotti sostitutivi decisamente nocivi per la salute. Il burro Il burro é un prodotto ottenuto dalla crema ricavata dal latte o dal siero del latte. E uno dei primi prodotti lattierocaseari fabbricati dall uomo e lo si può considerare un concentrato della frazione lipidica del latte. La concentrazione lipidica avviene in due fasi: 1) estrazione della crema 2) burrificazione vera e propria, cioé la trasformazione della crema in burro. Panna acida, per affioramento: il latte veniva lasciato a riposo in ambienti freschi per h, il grasso stratificato in superficie e prelevato con appositi utensili era inviato alla zangolatura. La crema ottenuta si chiama acida, perché nel periodo di riposo si hanno delle fermentazioni che danno acido lattico e metaboliti aromatizzanti (diacetile). Il prodotto finale ha lo svantaggio di essere spesso troppo acido e relativamente poco grasso, 25-30%. Panna dolce con le scrematrici centrifughe, che a velocità di giri/min separano i globuli di grasso dal resto del latte, impedendo le fermentazioni. Queste scrematrici danno delle rese di grassi dal 35 al 60% e con tecniche più avanzate, come la burrificazione continua, si possono ottenere creme ad alto titolo, con 80 % e più di sostanza grassa. Panna dal siero. Si tratta della tecnica peggiore, dal punto di vista qualitativo. In questo caso, dopo aver sottoposto il latte alla coagulazione per ricavare il formaggio, si sfrutta il liquido che rimane,che ha ancora una percentuale di grasso (anch'esso inacidito). Da questo si ottiene il burro, magari aggiungendo la crema di latte fresca per migliorare quello che, altrimenti, sarebbe un prodotto immangiabile. Anche in questo caso, però, ne uscirà un alimento con troppi difetti e una marcata acidità. a) Burrificazione discontinua.e la tecnica più utilizzata nelle medie e piccole aziende. Prevede varie fasi: Pastorizzazione, che distrugge i germi patogeni, inattiva le lipasi, libera sostanze antiossidanti e liquefa completamente i grassi favorendone la successiva cristallizzazione, che avviene portando la temperatura a 6-7 C per 2h. Addizione di colture selezionate di batteri lattici acidificanti, e batteri produttori di aroma. Questa aggiunta é necessaria se si vuol ottenere un prodotto saporito ed aromatico, in quanto la crema, proprio perché non ha subito alcun processo fermentativo, é priva di aroma e di gusto. Successivamente la si fa maturare fino a ph 4,5-5,3. Dalle vasche di maturazione si passa alle zangole, dove la crema é sottoposta a forte sbattimento. Zangolatura, che dura circa 40, durante i quali si ha lacerazione della membrana dei globuli di grasso, la fuoriuscita di trigliceridi e l aggregazione di globuli integri e lesi in ammassi. I granuli di grasso che così si formano si separano dal latticello. Lavaggio, amalgamazione, modellatura e confezionamento.

12 Processo tradizionale crema dolce raffinata colture batteri acidificanti e aromatizzanti Zangolatura Processo NIZO crema dolce raffinata Zangolatura Lavaggio Lavaggio permeato colture lattobacilli acidificanti e coltura batteri aromatizzanti Impastamento Impastamento Burro aromatizzato Burro aromatizzato +latticello acido +latticello acido b) Burrificazione continuai processi di burrificazione continua realizzano la separazione del grasso, la sua burrificazione, l impasto e la modellatura in impianti continui, altamente computerizzati, che consentono risparmio di tempo, mano d opera, massima garanzia igienica e produzioni che arrivano ai 104 Kg/h. Nei paesi CEE si attua principalmente il metodo Fritz. Nell ex URSS si segue il processo Meleshin. In U.S.A. si applica soprattutto il metodo Cherry-Burrel. In U.S.A. e nelle repubbliche dell ex Unione Sovietica vengono utilizzate creme ad alto titolo (80-85%) e metodi che hanno il vantaggio di ottenere una vasta gamma di prodotti, con percentuali di grasso variabili, che possono essere addizionati con sostanze concesse dalle legislazioni dei vari paesi (es. sale, zucchero, aromi). Il diacetile nel burro.si é visto nei metodi di burrificazione che per ottenere un burro aromatico si deve utilizzare una crema acida. Questa può essere ottenuta con scrematura per affioramento o facendo fermentare la crema dolce da centrifuga aggiungendo dell inoculo opportuno. Le colture che costituiscono l inoculo sono formate da associazioni di Lactococcus e Leuconostoc. Queste colture sono caratterizzate da una relativamente modesta produzione di acido lattico e da una elevata formazione di composti volatili aromatici. Alcuni di questi raggiungono la soglia di percezione: l acido lattico, il -decalattone ed il diacetile, che può essere considerato un indicatore della differenza fra crema acida e crema dolce. Nella seconda é contenuto solo in tracce e si suppone sia derivato da meccanismi non enzimatici collegati al riscaldamento che la crema subisce durante la pastorizzazione. Nella prima invece il valore di acetile é almeno 1 o 2 mg/kg. Per aumentare il quantitativo dei composti aromatici nella crema si può aggiungere acido citrico sotto forma di citrato trisodico in misura di 0,2-0,5 g/litro, in considerazione del fatto che il quantitativo di diacetile é direttamente proporzionale alla quantità di citrato nel mezzo. I valori di diacetile possono essere mantenuti stabili grazie ad appropriati accorgimenti tecnologici, alcuni di facile applicazione, come l aerazione della massa fermentata o la pastorizzazione della crema, subito dopo che la concentrazione di diacetile ha raggiunto il massimo livello.

13 Tecnologie più avanzate sono l utilizzo di ceppi mutati con nitrosoguanidina e raggi UV; solitamente il gene che codifica per la citrato permeasi é situato su plasmidi, mentre i geni che codificano per la citritasi (liasi che scinde l ac. citrico in ac. acetico e ossalacetico) possono anche avere localizzazione cromosomiale. Si sta anche studiando la possibilità di impiego di batteri aromatizzanti immobilizzati; un altro campo che dà buoni risultati é quello dei fermentatori con membrane dializzanti, che consentono la separazione delle cellule produttrici di aroma via citrato evitando così che parte del diacetile prodotto sia ridotto. Possono anche essere utilizzate microcapsule rivestite di grasso che contengono all interno estratti enzimatici di batteri aromatizzanti, i substrati e i cofattori necessari alla produzione del diacetile. DA INTERNET Nel caso del burro sarebbe corretta la presenza di un'etichetta completa. Invece di "ottenuto da creme selezionate" o "da pascoli di montagna", per esempio, sarebbe molto più utile specificare se si tratta diun prodotto ottenuto dal siero o per centrifugazione o per affioramento. Si dovrebbero anche indicare le caratteristiche chimiche più importanti per riconoscere la bontà del prodotto, come acidità e n di perossidi. In altri Paesi si trova anche la distinzione di qualità tra prodotto "normale" e "superiore".in Italia, invece, nei casi migliori si trova in etichetta solo la tabella nutrizionale e a volte un dosatore prestampato sulla confezione che consente, al momento del taglio, di conoscere la quantità di burro chesi sta utilizzando. Raramente si trovano burri prodotti dalle Centrali del latte, che potrebbero farne in abbondanza e avrebbero la materia prima per realizzare il burro di migliore qualità. Le centrali del latte il burro lo fanno, solo che spesso non lo vendono ma lo congelano e lodestinano all'ammasso comunitario, un modo più conveniente per realizzare profitti, dato che non comporta costi di commercializzazione e trasporto, né rischi di sorta. Così si ottengono senza grandi rischi, infatti, leprovvidenze che la Ue destina alle eccedenze per impedire che la sovrabbondanza di prodotto turbi gli equilibri economici di mercato. La stessa Comunità, poi, rivende a basso prezzo il burro ai Paesi in via di sviluppo o all'industria dolciaria che lo utilizza per le sue preparazioni. Una stranezza che diventa addirittura paradosso, se solo si considera che i limiti rigidi imposti al burro destinato all'ammasso non esistono nella nostra legislazione. E così, mentre finisce come eccedenza, spesso, la migliore produzione italiana, al consumo va un alimento con caratteristiche organolettiche lasciate alla buona volontà delle aziende.