CONSERVAZIONE E MATURAZIONE DEL LATTE PER PARMIGIANO-REGGIANO L innovazione tecnologica in questi ultimi anni è entrata prepotentemente nel settore lattiero-caseario proponendo soluzioni nuove per quanto riguarda sia la produzione del latte, sia la sua trasformazione. L adozione di pratiche innovative nelle produzioni tipiche, come quella del Parmigiano-Reggiano, consolidata da tradizioni consacrate dall uso e dai disciplinari produttivi, va sperimentata per valutarne la compatibilità con la tipicità, l originalità e la qualità del prodotto. Questo opuscolo propone alcune considerazioni sul significato tecnologico dell impiego di latte crudo e della pratica della miscelazione del latte della mungitura della sera affiorato e maturato durante la sosta notturna con quello intero della mattina nel processo di caseificazione a Parmigiano-Reggiano. I risultati che si riportano sono frutto di sperimentazioni mirate e non derivano da osservazioni generalizzate. Tecnologia di produzione Temperatura e durata della conservazione del latte alla stalla Maturazione casearia del latte Importanza della miscelazione: il latte di caldaia TECNOLOGIA DI PRODUZIONE La tecnologia di produzione del formaggio Parmigiano-Reggiano ha come obiettivi primari: l ottenimento di una massa caseosa con idonee caratteristiche strutturali, adeguatamente e uniformemente disidratata, permeabile e dotata di una buona capacità di spurgo; un ottimale sviluppo della microflora lattica nel corso delle prime 24 ore; un regolare processo di salatura e di stagionatura. Per raggiungere questi obiettivi la tecnologia produttiva deve affrontare e superare alcuni punti critici che sono peculiari della produzione di questo formaggio. Essi riguardano, sia la qualità della materia prima, sia l impostazione del processo di caseificazione, sia le caratteristiche impiantistiche e degli ambienti in cui avviene la trasformazione. Questi fattori possono influenzare, singolarmente o in sinergia, la riuscita dell intero processo di produzione. Un ruolo fondamentale è quello che giocano le modalità di raccolta e stoccaggio del latte alla stalla e di trasporto al caseificio, nonché le caratteristiche strutturali dei contenitori usati per la sosta del latte prima della caseificazione. Sono stati proposti da più parti interventi tesi a modificare, da un lato, le temperature e la durata della conservazione del latte presso gli allevamenti; dall altro, le caratteristiche degli impianti di affioramento del latte con lo scopo principale di ridurre i costi e di intervenire sull organizzazione del lavoro in caseificio. COSA DICE LO STANDARD DI PRODUZIONE DEL FORMAGGIO PARMIGIANO-REGGIANO (DM 20/07/2006)...formaggio a pasta dura, cotta e a lenta maturazione, prodotto con latte crudo, parzialmente scremato Il latte non può essere sottoposto a trattamenti termici e non è ammesso l uso di additivi Per l intero allevamento il tempo di mungitura di ciascuna delle due munte giornaliere consentite deve essere contenuto entro le quattro ore. Il latte della mungitura della sera e quello della mungitura del mattino sono consegnati integri al caseificio entro due ore dalla fine di ciascuna mungitura. Il latte non può essere sottoposto a processi di centrifugazione. Il latte può essere raffreddato immediatamente dopo la mungitura e conservato ad una temperatura non inferiore a 18 C. Il latte della sera viene parzialmente scremato per affioramento naturale del grasso in vasche di acciaio a cielo aperto. Il latte del mattino, dopo la consegna in caseificio, viene miscelato con il latte parzialmente scremato della sera precedente; può anche essere sottoposto ad una parziale scrematura per affioramento naturale del grasso Negli ultimi anni, l adozione di attrezzature che raffreddano immediatamente il latte in stalla (tank ad espansione o ad acqua gelida) e il trasporto in caseificio mediante cisterne a temperatura controllata sta portando alla scomparsa della tradizionale modalità di raccolta e trasporto del latte in bidoni. Le bacinelle da 6-7 hl per l affioramento del grasso sono state sostituite, nel tempo, con altre di dimensioni maggiori (10-12 hl di capacità nominale entro cui viene steso un quantitativo di latte corrispondente al latte parzialmente scremato necessario per 1 caldaia, o per 2 caldaie nel caso in cui la capacità delle vasche sia sfruttata appieno) e recentemente sono state introdotte grandi vasche di 30-50 hl (dotate di impianto di raffreddamento) e anche contenitori ancora più grandi, più o meno automatizzati e con differenti criteri di funzionamento. Il disciplinare di produzione fissa regole precise per quanto riguarda i tempi e le temperature di conservazione del latte prima dell arrivo in caseificio. Al contrario, lo standard produttivo non pone vincoli alla tipologia delle vasche (salvo che per il materiale e per il fatto che devono essere aperte), alla quantità di latte da porre in affioramento e alla temperatura da adottare in questa fase. La ricerca ha permesso di acquisire maggiori conoscenze su: come cambia il latte abbassando le temperature e allungando i tempi di conservazione alla stalla; cosa avviene nel latte durante la sosta di 10-12 ore in caseificio; qual è il legame fra latte intero della sera, latte magro dopo affioramento e latte in caldaia. I risultati ottenuti sono utili per valutare gli effetti di eventuali innovazioni nella tecnologia di trasformazione del Parmigiano-Reggiano.
TEMPERATURA E DURATA DELLA CONSERVAZIONE DEL LATTE ALLA STALLA La temperatura e il tempo di conservazione del latte alla stalla sono condizioni basilari per ottenere Parmigiano-Reggiano rispondente agli standard qualitativi. Allo scopo di valutare la possibilità di svincolare i tempi di mungitura da quelli della raccolta del latte, è stata verificata l influenza che può avere l allungamento del tempo di conservazione del latte alla stalla sulla sua attitudine casearia, utilizzando temperature inferiori a 18 C. Dalle prove si è evidenziato che se lo stesso latte viene conservato per tempi diversi (ad esempio per 12, 24 oppure 36 ore) e a diverse temperature (5, 9 o 14 C) i risultati che si ottengono si dispongono in modo divergente a seconda che vengano prese in considerazione le caratteristiche microbiologiche e igieniche del latte o quelle chimico-fisiche. CARATTERISTICHE MICROBIOLOGICHE Per una corretta conservazione del latte sotto l aspetto microbiologico è necessario scendere, per un tempo di stoccaggio di 12 ore, al di sotto dei 14 C. Sino a 14 C, infatti, si assiste a una eccessiva moltiplicazione batterica, con i batteri coliformi, proteolitici, psicrofili, lattici mesofili e carica batterica totale (di cui, ad esempio, si riporta l andamento nel grafico) che mostrano un significativo incremento. Andamento della carica batterica totale (ufc/ml) del latte in funzione della temperatura e della durata di conservazione log ufc/ml 0 12 24 36 ATTITUDINE ALLA CASEIFICAZIONE Indipendentemente dalla temperatura adottata, l allungamento della durata della conservazione provoca una apprezzabile riduzione della quantità di proteina che può coagulare e che andrà a costituire il formaggio. Questo fenomeno avviene per effetto degli enzimi proteolitici (proteasi) naturalmente presenti nel latte o rilasciati dalla flora microbica. Variazione della proteina coagulabile del latte in funzione della temperatura e della durata di conservazione azoto della proteina coagulabile (mg/100 g) 0 12 24 36 2
La diminuzione della temperatura, combinata all allungamento del tempo di conservazione, provoca un significativo peggioramento dell attitudine alla coagulazione presamica. Ciò è evidente se si osservano gli andamenti dei parametri lattodinamografici (tempo di coagulazione r, tempo di rassodamento del coagulo k 20 e consistenza del coagulo a 30 ) e trova riscontro anche nel peggioramento delle caratteristiche fisico-meccaniche della cagliata in lavorazione (resistenza alla compressione e resistenza al taglio del coagulo). Il tempo di coagulazione e di rassodamento del coagulo aumentano mentre la consistenza del coagulo diminuisce. Variazione del tempo di coagulazione (r) e del tempo di rassodamento del coagulo (k 20 ) in funzione delle temperature e della durata di conservazione minuti Variazione della consistenza del coagulo (a 30 ) in funzione della temperatura e della durata di conservazione millimetri La causa principale di questo significativo peggioramento è da ricercare, da un lato, nell alterazione della componente proteica della micella di caseina; dall altro nella variazione dell equilibrio fra la frazione minerale in soluzione e quella legata alla caseina (calcio e fosforo in particolare). Le alterazioni, nel loro complesso, si ripercuotono anche sui valori di ph del latte che aumentano. Piccole variazioni di questo parametro possono provocare importanti modificazioni della coagulazione. Osservazione al microscopio elettronico di micelle di caseina nel latte fresco e in quello conservato a 5, 9 e 14 C Micelle di caseina nel latte fresco Dopo 12 ore a 5 C 9 C 4 C Nel latte conservato per 12 ore a 9 e a 14 C risulta evidente un maggiore grado di appiattimento e, soprattutto, di aggregazione delle micelle rispetto a quanto si osserva in quello conservato a 5 C e in quello fresco. Queste variazioni indicano una maggiore predisposizione del latte alla coagulazione. Le basse temperature aumentano la quantità di grasso che affiora durante la sosta notturna, rendono però meno netta la qualità della separazione fra la fase grassa e quella magra del latte (ciò determina problemi di spillatura in caseificazione). Se si abbassano le temperature e si allungano i tempi di conservazione peggiora la qualità del coagulo e si riduce la resa in formaggio. Le basse temperature, d altra parte, permettono di contenere lo sviluppo microbico. 3
MATURAZIONE CASEARIA DEL LATTE La cosiddetta maturazione casearia del latte è la fase che intercorre fra la fine della mungitura e l inizio della lavorazione in caldaia. Nella produzione del Parmigiano-Reggiano questa fase rappresenta un elemento cardine del processo e può essere distinta in due periodi differenti: il primo va dalla fine della mungitura alla consegna del latte in caseificio; il secondo, nel corso del quale il latte viene steso in appositi recipienti al fine di ottenere l affioramento naturale del grasso, dura circa 10-12 ore ed è chiamato sosta o riposo. Il riposo nelle vasche di affioramento rappresenta per il latte un vero e proprio collaudo tecnologico-caseario. In questa fase si sovrappongono e intersecano fenomeni di moltiplicazione batterica, contemporanea debatterizzazione e complesse modificazioni chimico-fisiche e biologiche del latte stesso. La temperatura e il tempo di conservazione del latte alla stalla, le modalità di raccolta, la sua attitudine all affioramento, l altezza dello strato del latte nei contenitori durante il riposo sono tutti elementi che condizionano la riuscita di un operazione necessaria per: realizzare il corretto rapporto grasso/caseina del latte in caldaia; ottenere una buona desporificazione; migliorare la reattività al caglio e la capacità di spurgo della cagliata. Si tratta di condizioni basilari per ottenere Parmigiano-Reggiano rispondente agli standard qualitativi. Il valore del rapporto grasso:caseina del latte in caldaia per il formaggio Parmigiano-Reggiano è circa 1:1. Questo rapporto è in grado di influenzare la resa della trasformazione casearia e la qualità commerciale del prodotto. L AFFIORAMENTO NATURALE DEL GRASSO L affioramento naturale del grasso dipende da fattori intrinseci al latte e da fattori di tipo tecnologico. La capacità di affioramento del latte varia in funzione di: alimentazione e stato metabolico delle vacche; parametri produttivi e stadio della lattazione; caratteristiche compositive del latte. Dall affioramento dipendono: quantità di latte spillato e suo tenore di grasso; titolo della crema da burrificare. L entità della risalita dei globuli di grasso risulta: inversamente proporzionale all altezza dello strato del latte a riposo; correlata negativamente alla temperatura del latte. Essa viene inoltre influenzata in senso peggiorativo dallo sbattimento che il latte subisce durante la mungitura e le operazioni di trasporto. L affioramento del grasso è fondamentale non soltanto per la standardizzazione del rapporto grasso:caseina del latte in caldaia, ma anche ai fini della debatterizzazione del latte che interessa anche i batteri anticaseari. Questo fenomeno dipende da processi di adesione dei batteri ai globuli di grasso e da effetti fisico-meccanici legati all aggregazione e alla risalita dei globuli stessi (effetto trascinamento ). Durante la sosta nelle vasche affiora circa la metà del grasso, nel latte magro le cellule somatiche diminuiscono in modo ragguardevole e soprattutto si riduce il numero delle spore di clostridi: la desporificazione può raggiungere e superare il 95%. Variazione di cellule somatiche, grasso e numero di spore di clostridi nel latte magro rispetto al latte intero variazione (%) La sosta in vasca avviene a una temperatura media di 16 C e interessa circa la metà del latte che verrà lavorato in caldaia. A tale temperatura non si bloccano i processi enzimatici e non viene inibita la moltiplicazione dei microrganismi presenti nel latte, soprattutto quella dei mesofili (batteri che si sviluppano a temperatura ambiente). 4
IL LATTE MAGRO Alla fase di maturazione si attribuisce un particolare valore ai fini del miglioramento del processo di coagulazione del latte. Il latte magro, cioè quello che deriva dalla sottrazione dello strato di grasso affiorato, presenta in effetti significative variazioni chimico-fisiche rispetto al latte di origine. In particolare: si modificano i rapporti fra i principali costituenti organici e inorganici; si determina un incremento dell acidità titolabile; si allunga il tempo di coagulazione a causa di un lieve innalzamento del ph; si accorcia il tempo di rassodamento del coagulo; migliora la consistenza del coagulo e la sua capacità di spurgo. La coagulazione del latte magro, se confrontata con quella del latte intero, è più lenta ma il coagulo che si ottiene è più forte. Variazione di ph, acidità titolabile e parametri lattodinamometrici nel latte magro rispetto al latte intero modificazioni negative modificazioni positive L insieme delle modificazioni fisico-chimiche che interessano il latte nel corso della maturazione si manifesta nell incremento che si realizza a carico di una componente azotata normalmente presente in quantità trascurabili: i proteoso-peptoni. I proteoso-peptoni, che derivano dalla degradazione enzimatica della beta-caseina (componente strutturale importante della micella), nel latte magro aumentano di oltre il 50%. Questo incremento è il chiaro indicatore di una profonda alterazione della struttura della micella, evidenziata anche dalla riduzione dell indice di caseina e dalla variazione del grado di mineralizzazione della micella stessa (quantità di calcio e fosforo legati alla caseina). Osservazione al microscopio elettronico di micelle di caseina nel latte fresco e nel latte magro dopo una sosta di 10-12 ore Micelle di caseina nel latte fresco Micelle di caseina nel latte magro Sosta di 10-12 ore Anche nel latte magro risulta evidente un maggior grado di aggregazione e appiattimento delle micelle rispetto a quanto si osserva in quello fresco. Le modalità di raccolta del latte alla stalla (bidoni o cisterne), così come i diversi sistemi di affioramento (vasconi o grandi affioratori), non modificano sostanzialmente l andamento delle variazioni che subisce il latte nel corso della maturazione. La tecnica di raccolta, invece, influenza l entità di queste variazioni. In particolare, rispetto a quello raccolto in cisterna, nel latte raccolto in bidoni: è più intenso il processo di alterazione della caseina; maggiore è anche la riduzione dell indice di caseina; si accentua il miglioramento delle caratteristiche fisico-meccaniche della cagliata. Durante la sosta non avviene solo una parziale scrematura del latte, che potrebbe essere ottenuta in modo semplice e rapido con altri sistemi, ma un complesso di fenomeni fisico-chimici e microbiologici fondamentali per la predisposizione del latte alla caseificazione. 5
IMPORTANZA DELLA MISCELAZIONE: IL LATTE DI CALDAIA Il latte di caldaia costituisce la materia prima del processo di caseificazione. Esso deriva della miscelazione, in parti circa uguali, del latte magro (latte intero della sera sottoposto a sosta di 10-12 ore in vasche di affioramento e separazione della panna) con il latte intero della mungitura della mattina. Il latte di caldaia presenta caratteristiche compositive e qualitative specifiche. Queste configurano un vero e proprio terzo latte significativamente diverso dagli altri due: il latte su cui è stata impostata la tecnologia di lavorazione. Nella tabella sono riportati i parametri che meglio illustrano questo concetto. I dati derivano dalla situazione tecnologica attualmente più frequente nei caseifici: conservazione e raccolta in cisterna a temperatura controllata e affioramento in vasconi da 10-12 hl. Si riportano i valori che i diversi parametri assumono nel latte di caldaia e l indicazione di una uguaglianza o diversità con latte intero e latte magro di riferimento. I colori grigio o rosso delle caselle indicano, rispettivamente, valori significativamente maggiori o minori rispetto al latte di caldaia. Caratteristiche del latte nelle varie fasi prima della caseificazione Parametri Latte intero Latte in caldaia Latte magro Azoto dei proteosopeptoni (NPP) mg/100g 21,09 Indice caseina % 77,41 = Fosforo colloidale mg/100g 1,77 Acidità titolabile SH/50ml 3,4 = Grasso g/100g 2,66 Resistenza al taglio g 46,08 k 20 min 6,28 = Il grasso, come è ovvio, risulta significativamente diverso nei tre latti e la percentuale di grasso che si ottiene nel latte in caldaia è quella ottimale per realizzare un corretto rapporto grasso:caseina nel formaggio. È interessante notare che, anche per quanto riguarda il parametro che indica le alterazioni della struttura della micella di caseina (azoto dei proteoso-peptoni NPP) e quello che esprime il grado di mineralizzazione della micella stessa (fosforo legato alla caseina fosforo colloidale), il latte in caldaia è diverso da entrambi i latti di origine. La maturazione del latte determina, da un lato, una destrutturazione della micella e, dall altro, un incremento della quantità di fosforo per unità di caseina. L aggiunta del latte della mattina attenua questi effetti riportando entrambi i parametri su valori propri della caseificazione a Parmigiano-Reggiano. Per quanto riguarda l acidità titolabile e il tempo di rassodamento del coagulo (k 20 ) il latte in caldaia eredita le caratteristiche del latte magro, più favorevoli alla caseificazione; mentre per quanto riguarda la reologia del coagulo (resistenza al taglio) il valore intermedio del latte in caldaia è quello più idoneo per un corretto spurgo della cagliata. Anche in questo caso, le modalità di raccolta del latte alla stalla (bidoni o cisterne) così come i diversi sistemi di affioramento (vasconi o grandi affioratori) non influenzano in modo sostanziale le caratteristiche del latte di caldaia. Le caratteristiche del latte di caldaia sono specifiche ma non indipendenti da quelle del latte intero e del latte magro da cui origina. Le condizioni che si realizzano nel latte di caldaia si accordano con la tecnologia di trasformazione che tradizionalmente viene adottata. Allo stesso modo, le condizioni di lavorazione si adattano alle caratteristiche di questo latte. I risultati delle attività di ricerca e sperimentazione finora realizzate hanno messo in evidenza, da una parte, l influenza negativa sulle caratteristiche fisico-chimiche e sull attitudine casearia del latte (anche come caratteri biologici e microbiologici) di un raffreddamento troppo intenso e, dall altra, il significato e l importanza tecnologica dei cambiamenti che avvengono nella fase di maturazione. L innovazione deve gestire l equilibrio fra le caratteristiche del latte, la tecnologia di caseificazione e la qualità del formaggio. Si tratta di un equilibrio molto delicato. Per questo, l introduzione di innovazioni deve essere attentamente valutata e sperimentata per verificarne la compatibilità con la qualità, la tipicità e l originalità del prodotto. C.R.P.A. notizie Direttore Responsabile Adelfo Magnavacchi. Testi di Paola Vecchia. Revisione testi di Magda C. Schiff. Stampa Tecnograf - Reggio Emilia. Si ringraziano per il materiale e i preziosi consigli tutti i componenti del gruppo di lavoro che ha condotto le ricerche da cui sono stati tratti i risultati illustrati nel presente opuscolo. Il gruppo di lavoro era guidato da: Bruno Battistotti e Mauro Pecorari (Università Cattolica del S. Cuore di Piacenza), Primo Mariani e Andrea Summer (Università degli Studi di Parma), Enrico Fossa e Sandro Sandri (Centro Lattiero Caseario di Parma), Giorgio Panari (Consorzio del Formaggio Parmigiano-Reggiano). Ogni riproduzione, integrale o parziale, deve essere autorizzata dal CRPA 6