tecnologie di trasformazione del latte ---1° · glucidi, sali minerali, vitamine, gas soluzione...
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TECNOLOGIE DI TRASFORMAZIONEDEL LATTE ---1°
Luciano NETTUNO - ASL Napoli 1 Centro - Servizi Veterinari
LATTE: COMPOSIZIONE MEDIA %
1%3%
5%
4%
87%
Acqua
Glucidi
Lipidi
Protidi
Sali minerali
Il latte prodotto da diversi animali
vacca pecora capra bufala donna
Acqua% 87,5 81,3 86,9 84,5 87.9
Grasso% 3,6-4,5 4,5-7,5 3,7-4,3 7-9,6 3.8
Proteine% 2,8-3,3 4,6-6 3,1-4,5 3,5-5,7 1.6
Lattosio% 4,9 4,1 4,3 4,8 6.5
glucidi, sali minerali, vitamine, gas
Soluzione vera Soluzione colloidale
Emulsione Sospensione
grassi, vitamine liposolubili
protidi, fosfati
cellule, microrganismi
COSTANTI DEL LATTE (vaccino)
• Ph: 6,6 - 6,8• Punto di congelamento:-0,520; -0,565°C• Punto di ebollizione:• Residuo secco magro: >8,50%• Peso specifico (a 15°C): 1,028; 1,033 g/ml
Latte crudo
Siero
di latte
Latte scremato
cremacrema crema
Coagulo
crema
Coagulo
Composizione media del latte vaccinoClasse % nel latte Costituenti (% di ogni classe)
ACQUALIPIDI
PROTEINE
87,13,8
3,31
TRIGLICERIDI: 95-96DI e MONOGLICERIDI 1,452FOSFOLIPIDI (lecitine etc.) 0,6-0,8CASEINE ( 76-86SIEROPROTEINE 18LATTOGLOBULINA 8LATTALBUMINA 4PROTEOSO-PEPTONI 3,5IMMUNOGLOBULINE 1,6SIERO ALBUMINE 0,9AZOTO NON PROTEICO 6
Composizione del latte vaccino
Classe % nel latte Costituenti (% di ogni classe)LATTOSIOSALI
PIGMENTIVITAMINE
5,060,73 K2O; Na2O; CaO; MgO
Fe; Cu; Zn; Mn …. basiTracce di Al; Co; ….
P2O5; Cl; SO3 Acido citrico acidiI; F; LiCaroteni, xantofille, riboflavineLiposolubili: A; D; E; KIdrosolubili: C; B1;B2; B6;B12; niacina
biotina; inositolo; colina;acido p.ammino benzoico
Composizione del latte vaccino
Classe % nel latte Costituenti (% di ogni classe)ENZIMI
VARI
Aldolasi, amilasi, lipasi, esterasi, catalasi, perossidasi, fosfatasi alcalina., fosfatasi acida, lisozima, lattasi etc.
GAS, CO2, N2, O2, Urea, Ammoniaca etc., Costituenti e frammenti cellulari, Leucociti, Batteri
• Immediatamente dopo la mungitura, ènecessaria la refrigerazione, che limita la moltiplicazione microbica (30°C 4°C nel minor tempo possibile).
• La conservazione a 4°C non deve perdurare per molto tempo (24/36 h) data la possibilità di sviluppo di flora psicrotrofa (Pseudomonas, Enterobacter, Flavobacter)
Termizzazione - pastorizzazione
• <68°C x 15’’ = termizzazione (fosfatasi + )
• >71,7 x 15,5’’ = Pastorizzazione alta o “HTST” (fosfatasi -)
• >85°C x 14’’ = flash pasteurization (fosfatasi -)
• >135°C x 1’’ = trattamento UHT (fosfatasi e perossidasi -)
Sterilizzazione• a 2 stadi (latte autoclavato)• 130°C per pochi secondi, poi omogeneizzato,
imbottigliato e sottoposto ad un nuovo trattamento di sterilizzazione (120°-130°C per 15-20 minuti). Shelf-life di 180 gg.
• UHT• fino a 140-150°C per pochi secondi (Tale metodo
può essere di tipo diretto o indiretto a seconda che il prodotto sia o meno a contatto diretto col vapore)a cui segue il confezionamento in sterilità. Shelf-life di 90 gg.
LATTOSIO: COMPORTANENTO ALLE ALTE TEMPERATURE
• 175 ° : imbrunisce - caramellizza
• > 150 ° C : ingiallisce
• > 90 ° C --- 130°C < = perde acqua di cristallizzazione
ESOSO (glucosio o galattosio) – 3 H2O
IDROSSIMETILFURFUROLO
ACIDO FORMICO + ACICO LEVULONICO
Odore pungente Sapore sgradevole
LATTOSIO : REAZIONE DI MALLARD
• CHO + NH2 (gruppo aldeidico zucchero + gruppo aminico proteina)
• BASE DI SCHIFF ( fortemente instabile)
• PRODOTTI DI AMADORI ( più stabile ma ancora reattivo)
disidratazione e combinazione con altre molecole
• AGE (advanced glycosilation end product)
COLORE BRUNO - GIALLO AMBRATO
LATTOSIO : COMPORTAMENTO ALLE BASSE TEMPERATURE
NELLE FAS I DI SCONGELAMENTO CRISTALLIZZA NELLA FASE LIQUIDA, DA CUI :
• ABBASSAMENTO DELL’ Aw e SEQUESTRO DEL CALCIO
•DIMINUZIONE DEL ph ( da 6,7 a circa ~ 5,8 )
Destabilizzazione delle caseine
FUROSINA• Composto sempre presente nelle prime fasi della
reazione di Mallard;• Svela l’uso di latte in polvere in latticini e cagliate
(HPLC) ;
VALORI LIMITI ( solo per prodotti ITALIANI)Latte pastorizzato = 8,6 mg/100g sost. proteicaFormaggi a pasta filata= 12 mg/100g sost. proteica Specialità tradiz. Garantite = 10 mg/100g
Latte Latte alta digeribilità
LATTOSIO
Fermentazione lattica
C12H22O11 (lattosio) + H2O
2 C6H12O6 (glucosio + galattosio)
4 CH3CHOHCOOH ( ac. Lattico)
LATTOSIO
Fermentazione alcolica(si accompagna sempre alla fermentazione lattica)
C12H22O11 (lattosio) + H2O
2 C6H12O6 (glucosio + galattosio)
4 CH3CH2OH (alcool etilico) + 4 CO2
LATTOSIO :
Fermentazione propionica( segue la fermentazione lattica)
3 CH3CHOHCOOH (acido lattico)
2 CH3CH2COOH + CH3COOH + CO2 + H2O
( ac. Propionico) (ac. acetico)
Fermentazione butirrica
(Segue la fermentazione lattica)
2 CH3CHOHCOOH ( ac. Lattico )
CH3CH2CH2COOH (ac. Butirrico) + 2 CO2 + 2 H2
GLOBULI DI GRASSO
Monostratoelettrondenso
Doppio strato lipidico
Core di trigliceridi La particolare struttura della membrana
permette ai globuli lipidici, per loro natura idrofobi, di dimorare in una soluzione acquosa sottoforma di
emulsione;inoltre, la presenza della membrana
garantisce ai trigliceridi protezione dalla lipolisi da parte delle lipasi del latte
PRINCIPALI COSTITUENTI DEL GRASSO
• Trigliceridi (97-98%)
• fosfolipidi• colesterolo• carotenoidi• acidi grassi liberi• glicolipidi.
GRASSI
IRRANCIDIMENTO LIPOLITICO:
• causato da enzimi lipolitici presenti nel latte o di microrganismi;
• effetti sull’aroma e sul sapore non facilmente prevedibili;
IRRANCIDIMENTO CHETONICO (irrancidimento profumato):
• Provocata da muffe (penicillum) , batteri o lieviti. produttori di BETA OSSIDASI che attacca acidi grassi liberi (C6 — C12) originati da precedente irrancidimento lipolitico
• conferisce tipico aroma ai formaggi erborinati
IRRANCIDIMENTO OSSIDATIVO:
•Causato da assorbimento di ossigeno a carico degli ac. grassi insaturi con formazione iniziale di idroperossidi che originano sostanze volatili quali aldeidi e chetoni
CASEINE ( 25g / LITRO)
n° micelle = c.a 10 ml = superficie reattiva 4 mq/ ml
•ALFA= fosfoproteina ( 199 aa + 8 gruppi fosfati )
alfa S1- S2- S3 (elettroforesi caratterristica di specie)
•BETA= fosfoproteina ( 209 aa + 5 gruppi fosfati )
velocità elettroforetica simile tra latte di specie diverse
•GAMMA= frammento della BETA (troncone terminale
dall’ aa 29 all’ aa 209 )
•KAPPA= fosfoglicoproteina ( 169 aa + 1 gruppo fosfatico
+ 5 gruppi glucidici ) sensibile alla chimosina sul legame
aa 105—aa 106 (fenilalanina --- metionina)
14
Core idrofobico
Superficie ricca di
-caseina
CMP
Gruppo Ca9(PO4)6
CASEINE: latte con caseina k B = coagula in tempi ottimali e dà luogo a un coagulo che rassoda velocemente ed è facile da lavorare latte con caseina k A = coagulazione e rassodamento rallentati
Consistenza e velocità di rassodamento del coagulo in funzione delle varianti genetiche della k - caseina
AA AB BB
consistenzavelocità40
6080
100120140160180
consistenza velocità
CASEINE
Formano micelle (struttura quaternaria)
Hanno elevato peso molecolareFlocculano al punto isoelettrico:
- ph 4,6 a 20°C- ph 5,2 a 40°C
Coagulano per azione enzimatica
SIEROPROTEINE ( 7g. / litro )
17% del totale azotato
• Beta lattoglobulina
• Alfa lattoglobulina
• Sieroalbumina
• Globuline
• Proteoso-peptoni
• Metalloproteine
SIEROPROTEINE : differenza con le caseine
•Ricche di aa. Solforati – non contengono fosforo
•Minor peso molecolare
•Non precipitano al punto isoelettrico ( PH 6 )
•Non presenti come micelle
•Si presentano come monomeri o polimeri
•Precipitano per riscaldamento intenso o salatura
•Non precipitano per azione enzimatica
Sieroproteine : comportamento al calore
•Rottura di ponti S-S formazione gruppi SH
formazione H2S ( odore/ sapore di cotto )
•Interazione K caseina – beta lattoglobulina
per formazione di ponti S-S
Ostacolo all’azione del caglio
( Il latte riscaldato coagula meno bene del crudo )
N.P.N. (SOSTANZE AZOTATE NON PROTEICHE)
(5–7 % del totale azotato)
•Urea
•Creatina
•Creatinina
•Ammoniaca
•Aminoacidi Liberi (taurina)
LATTE DI BUONA QUALITA’ CASEARIA
•Contenuto elevato di R.S.M. / grasso / proteine
•Bassa carica microbica
•Assenza di patogeni
•Assenza di antibiotici
•basso tenore di cellule somatiche
•PH ottimale
•Rapporto Ca/ P favorevole
LATTE MASTITICO
• < caseine
• > proteine solubili ( > sieroalbumine e immunoG. )
• > livello di Na
• < livello di Ca
• > Ph (tendente ph 7)
• > attività proteolitica
• > cellule somatiche
Malattie metaboliche – subclinicheAnimali sotto stress:
• per eccessiva produzione
•eccessiva concentrazione azotata della razione
producono latte caratterizzato da:
• > grasso
• < proteine
• > acetone ed urea quando il livello di N.P.N.
supera la soglia di 1.5 g/l
PROBLEMI di CASEIFICAZIONE
Problemi di caseificazione da > N.P.N.• Coagulazione lenta
• Sineresi lenta
• Spurgo incompleto
• Odori sgradevoli
• Minore coesione della pasta
• Maggiore umidità dei formaggi (Formaggi che bagnano)
• Difetti di fragilità e sfoglia
CAGLIO di origine animale
•Bovino ; Caprino; Ovino;Principi attivi: miscela di chimosina (A-B-C)
Pepsina,
gastricsine,
lipasi
•Pepsina bovina; Pepsina suina; Pepsina di pollo;Principio attivo : pepsina
CAGLIO di origine vegetale
•Estratto di cardo (cynara cardunculus)
•Estratto di gallio ( gallium verum)
•Estratto di fico ( ficus carica )
•Estratto di papaia ( carica papaya)
Principio attivo : miscela di enzimi proteolitici
CAGLIO di origine fungina
•Coagulante da mucor miehei ;
•Coagulante da mucor pusillus ;
•Coagulante da endothia parasitica ;
Principio attivo : miscela di enzimi proteolitici
CAGLIO di origine genetica microbica
Chimosina A da escherichia coli
Chimosina B da aspergillus nidulans
Chimosina B da kluyveromyces lactis
Vietato in Italia per la produzione
di formaggi tipici
COAGULAZIONE del latte ---- ENZIMIFase primaria: distacco del glicopeptide dalla k caseina
(Ph > 5 – 7 < ) (ottimale ph 6 circa)
(t° > 4°C - 45°C) (ottimale 30°- 40°C )
il latte si presenta ancora liquido
Fase secondaria : passaggio SOL presa GEL(t° >15°C – 65°C <) (Almeno 80 mg/litro di calcio ionico in soluz.)
Catene di micelle formano una rete tridimensionale
Fase terziaria: incremento dei legami intermicellari
incremento consistenza coagulo
contrazione coagulo SINERESI
COAGULAZIONE del latte ---------ACIDITA’
Ph 5,2 - 5,3 inizio agglomerazione caseine(massimo effetto a ph 4,6 a t° 20°-30° C; ph 5,2 a t° 40°C a cui corrisponde il punto isoelettrico delle caseine)
• Al punto isoelettrico le caseine perdono quasi tutto il fosfato di calcio
•La coagulazione si effettua a temperature medie di 30°C
•Acidificazione rapida = coagulo fragile
•Acidificazione lenta = coagulo ben strutturato
Tecnologia a due vie:•Aggiunta di acidi fino a ph isoelettrico e riscaldamento lento
•Acidificazione fermentativa
COAGULAZIONE del latte-------CALORE•Denaturazione struttura secondaria e terziaria delle
sieroproteine ;
•Coagulazione di circa l’80% delle sieroproteine;
• NON partecipano i proteoso-peptoni;
•Parte delle sieroproteine a t° > 70°C forma complessi
con caseine (COPRECIPITATI)
• Tecnologia : - t°- almeno 85°
- tempo = almeno 5 minuti
- aggiunta di acidi
Rottura della cagliataSineresi e spurgo del coagulo
Ruolo fondamentale:• Regolare il contenuto di umidità• Regolare il grado di mineralizzazione• Regolare la delattosazione
Che influenzano l’andamento dei processi fermentativi
Ruolo fondamentale:• Raggiungere Aw desiderato• Aiutare per osmosi ulteriore spurgo• Condensare la cagliata• Rallentare lo sviluppo acido (frenare lattobacilli)• Indurre lieve solubilizzazione delle proteine• Impartire il gusto desiderato
Salatura
Caseificazione: tecnologia di baseFASE 1 = latte in caldaia
•t° 25 - 32°C formaggi –microflora lattica mesofila
•t° 32 - 40°C formaggi- microflora lattica termofila
FASE 2 = inoculo colture fermenti lattici
•0,1% - 0,5% secondo il tipo di formaggio ed opportunità tecnologiche
FASE 3 = mantenimento in caldaia
•Fino a sviluppo dell’acidità desiderata secondo il tipo di formaggio -- da pochi minuti a circa 12 ore
FASE 4 = aggiunta coagulante e miscelazione
•Dosi variabili secondo tipologia di prodotto ed opportunità tecnologica ( forza del caglio, tipo di latte : pigro, poca caseina, bassa acidità…)
FASE 5* = presa (*Controllo livello di Calcio e lattosio)
•8- 20 minuti dall’aggiunta del caglio
FASE 6 = fermezza del coagulo
•Avviene in un tempo ~ doppio della presa
FASE 7 = taglio cagliata
•Tempo individuato dal casaro
•Grandezza dei grani da 1 cm – 5 cm circa
FASE 8 = agitazione/sineresi
•Da pochi minuti a circa 1 ora
FASE 9 = cottura della cagliata
•Temperatura variabile in rapporto alla tolleranza dei ceppi batterici impiegati ( es. grana 53°- 55° )
• tempo determinato dal casaro
FASE 10 = lavaggio della cagliata
•Rimozione 1/3 – 1/4 del siero
•Sostituzione con acqua a pari temperatura
FASE 11 = estrazione della cagliata/formatura
•Al raggiungimento del giusto grado di fermezza
FASE 12 = stufatura (eventuale)
• a 22° - 30° costanti
•Umidità 90% circa
FASE 13 = pressatura
• 0,5 – 1 Kg / Kg di cagliata (formaggi morbidi)
• 2 - 10 Kg / Kg di cagliata (formaggi duri)
RESA DEL LATTE e QUANTITA’ DI REFLUI
(formaggi a pasta filata)
1 quintale di latte bovino:
• 10 – 14 Kg di formaggio• 0,5 - 0,8 Kg di burro
2,5 – 3 kg di ricotta (resa 3-4 %) scotta• 80 litri di siero
burro da siero siero magro
• N.B. il siero magro è utile per alimentazione dei suinima deve acidificare 24 h per diminuire il lattosio (si evitano disturbi gastroenterici )
RESA DEL LATTE e QUANTITA’ DI REFLUI
(formaggi a pasta filata)
1 quintale di latte di bufala o pecora
• 22 – 25 Kg di formaggio • ~1 Kg di burro
• 70 litri Siero 4-5 kg di ricotta (resa 5-7 %) scotta
Acqua di filatura : • acqua a 95°- 98° C aggiunta alla cagliata
matura• In rapporto 1 : 1 per latte di vacca • In rapporto 1,5 : 1 per latte di bufala• una percentuale (< 1%) viene assorbita dalla
cagliata• la rimanente parte ( ricca in grasso, sali,
lattosio, etc,) costituisce il liquido di filatura*
*(dopo la filatura, l’acqua viene ulteriormente lavorata)
LIQUIDO DI FILATURA
EBOLLIZIONE SOSTA 24 h
SOSTA 24 h SCREMATURA PER AFFIORAMENTO
ACQUA BIANCA AGGIUNTA DI SIERO FRESCO
SCREMATURA PANNA
+ 1% SALE ( Liquido di governo)
+ 3-5 % SALE ( “salsetta” per salare le mozzarelle *)*In alcune zone si preferisce salare in salamoia 18°-20° Bè ( per poche ore)
ADDITIVI DI USO FREQUENTE
• E 249--E250 Nitrito di K e Na• E 251 E 252 Nitrato di Na e k• E 300 Acido ascorbico• E 301- E 303 Ascorbati di Na, K, Ca • E 340 –E 450 –E 452 Fosfato di K ; Difosfati ; Polifosfati• E 330 Acido citrico• E 270 Acido lattico
• E 234 Nisina• E 235 Natamicina• E 1105 Lisozima• E 200 –E 202– E 203 Acido sorbico
Sorbato di K; S. di Ca • E 235 Pimaricina
• E 320 Butilidrossianisolo BHA• E 321 Butilidrossitoluene BHT• E 155 Bruno HT• E 133 Blu brillante FCF • E 129 Rosso allura AC• E 120 Rosso Cocciniglia • E 123 Amaranto• E 160 Carotenoidi• E 160b Annatto• E 440 Pectine • E 406 Agar • E 407 Carragenine• E 621 Glutammato monosodico
• VIETATI : - Perossido di benzoile - Formalina