Il latte destinato alla caseificazione deve rispondere a ben determinati requisiti microbiologici. In alcuni casi il latte viene pastorizzato.
Preparazione del Latte
Il latte è una miscela molto complessa di numerosi componenti in soluzione (ad esempio gli zuccheri ed i sali), in dispersione (ad esempio le proteine) ed in emulsione (ad esempio i grassi) le cui concentrazioni dipendono da un insieme di fattori endogeni (specie, razza, stato di lattazione, stato di salute etc.) ed esogeni (tipo di alimentazione, tipo di stabulazione etc.).
Dal punto di vista della trasformazione casearia il latte può essere utilizzato tal quale dopo la mungitura o dopo una sosta più o meno lunga di refrigerazione che, per alcuni formaggi, viene abbinata ad una scrematura parziale per affioramento come nel caso del Grana Padano DOP o del Parmigiano Reggiano DOP. Una tecnica alternativa per l’ottenimento di latte parzialmente o totalmente scremato da destinare alla caseificazione è la centrifugazione attuata con specifiche macchine. Il latte prima della caseificazione può venire infine termizzato o pastorizzato.
Coagulazione
La coagulazione del latte può avvenire per acidificazione o per aggiunta di opportune sostanze. Nel primo caso si determina l’inacidimento del latte (detta coagulazione acida o lattica) per aggiunta di batteri lattici selezionati, similmente a quanto avviene nella produzione dello yogurt. Questa tecnica, in relazione alla scarsa coesione del coagulo ed al suo elevato grado di umidità, è utilizzata quasi esclusivamente per i formaggi caprini e per quelli vaccini freschi.
Molto più diffusa è invece la coagulazione “presamica” o con caglio. In questo caso al latte viene aggiunta una miscela di enzimi che possono essere estratti dagli stomaci di ruminanti lattanti, da vegetali o da brodi di coltura di specifici microrganismi. Per tutti i formaggi, ad eccezione di quelli freschi e molli, si utilizza la coagulazione presamica.
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Il Ruolo del Caglio
Il caglio o presame usato nella coagulazione presamica del latte, è una soluzione enzimatica (95% chimosina e 5% pepsina) prodotta dall’abomaso di ruminanti lattanti. Presenta azione proteolitica specifica sulla K-caseina e azione proteolitica generale. La sua attività ottimale si ha a valori di pH intorno a 5 e a temperature tra 32 e 40°C.
Il titolo del caglio indica la sua capacità di coagulare una definita quantità di latte in condizioni definite (es: 1:10.000 indica che 1 ml di caglio è in grado di coagulare 10.000 ml (10 L) di latte a 35°C in 40 minuti. In genere si usa caglio liquido di vitello con titolo 1:10000 in quantità di 18-20 ml/100 l di latte per avere coagulazione in 15-20 min.
Durante la coagulazione presamica la chimosina va ad idrolizzare la K-caseina in un punto ben preciso, localizzato tra gli amminoacidi 105 (fenilalanina) e 106 (metionina). Tagliando in questa posizione viene perso il peptide colloidal protettore, che rappresenta la parte C-terminale della proteina che, essendo glicosilata, aumenta l'idrofilia della micella; perdendo questo peptide si riduce l'idrofilia e le micelle caseiniche acquistano una maggior tendenza all'aggregazione.
Dopo il distacco del peptide C-terminale la caseina si trasforma in para-caseina, che in presenza degli ioni calcio contenuti nella micella diventa Paracaseinato bicalcico, formando un reticolo tridimensionale (gel) più rigido rispetto a quello visto per la coagulazione acida, quindi in grado di trattenere una maggiore quantità di lattosio e sali minerali nei globuli lipidici. Questo gel è talmente forte che nel tempo tende a contrarsi e ad espellere il siero.
Fattori che Influenzano la Coagulazione
- temperatura: sotto i 10 °C e sopra i 65 °C le caseine non precipitano; in genere la loro tendenza a cagliare è massima tra i 20 ed i 40 °C.
Fermentazione
La fermentazione del latte è una fase del processo produttivo che, secondo le varie tipologie di formaggi, può durare da 1 a 5 ore. Essa inizia con la coagulazione del latte, che comporta il passaggio del latte dallo stato liquido allo stato di gel e avviene mediante modificazione fisico-chimica delle caseine del latte. La destabilizzazione (precipitazione) delle caseine avviene quindi come conseguenza delle modificazioni del pH (acidificazione) e dall’aggiunta di enzimi proteolitici (caglio). La coagulazione nella produzione dei formaggi è sempre di tipo presamico-acida, con prevalenza della coagulazione presamica.
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L’abbassamento del pH determina il rilascio da parte delle caseine di P e Ca, con conseguente demineralizzazione e disgregazione delle micelle. Intanto, il raggiungimento del punto isoelettrico determina perdita di cariche elettriche residue e conseguente disidratazione.
Nel corso della maturazione della cagliata (fermentazione), prima che essa sia formata, i batteri lattici, naturalmente presenti o aggiunti come colture starter (a livelli di 106 UFC/ml) fermentano il lattosio con produzione di acido lattico e, intrappolati nella fase solida, si moltiplicano fino a raggiungere livelli di 109- 1010 UFC/g, conferendo alla cagliata le caratteristiche desiderate, preparandola alla fase successiva di stagionatura.
In questa fase avvengono trasformazioni enzimatiche (fenomeni di autolisi batterica e rilascio di enzimi) a carico dei costituenti della cagliata formata e conservata per tempi variabili in condizioni controllate di temperatura ed umidità.
Al processo di maturazione dei formaggi partecipano enzimi naturali del latte ed enzimi di origine microbica. Gli enzimi naturali del latte, quali Plasmina (che agisce sulla β- caseina con produzione di γ-caseina; pH ottimale 8-8,5) e la Proteasi acida (agisce sull’ αS1-caseina; pH ottimale 4) si trovano nel formaggio a pH sfavorevoli, mentre gli enzimi del caglio (pH ottimale 4-8) sono distrutti nella fase di cottura e inibiti dal sale.
Tra i batteri predominano ceppi e specie di batteri lattici quali Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus, Leuconostoc ed Enterococcus, ma anche ceppi e specie di micrococchi e stafilococchi, propionibatteri, corinebatteri. Occasionalmente possono essere presenti batteri alterativi (clostridi, bacilli, coliformi) e patogeni (L.
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Ulteriori Fasi della Caseificazione
Dopo la coagulazione, il processo di caseificazione prevede diverse fasi cruciali:
- Rottura del Coagulo: Il coagulo ottenuto con la coagulazione è ricco di acqua che deve essere separata al fine di ottenere un formaggio. Detta operazione di separazione dell’acqua o siero viene attuata mediante la rottura del coagulo stesso con appositi strumenti quali lo spino e la lira.
- Cottura della Cagliata: A seconda del tipo di formaggio, la cagliata viene riscaldata a temperature variabili da 38 a 60 gradi centigradi (formaggi cotti e semicotti), per tempi variabili da 15 a 90 minuti.
- Formatura: La cagliata viene estratta dal siero e riposta in stampi o fascere di forma e dimensioni tipiche del formaggio da produrre.
- Pressatura: Un’altra fase fondamentale per la definizione delle caratteristiche del futuro formaggio è la pressatura della cagliata attuata con vari sistemi meccanici (presse, torchi, etc.) e la cui funzione ovviamente è lo spurgo della cagliata (espulsione del siero dalla pasta del formaggio). Anche in questo caso vale la regola che tanto maggiore è la pressione esercitata, tanto maggiore sarà la durezza del formaggio ottenuto.
- Salatura: Si tratta di una fase importantissima per le caratteristiche sensoriali del futuro formaggio non solo per l’attività diretta del sale ma anche per quella indiretta che il sale esercita sulla microflora e sugli enzimi di maturazione del prodotto.
- Stagionatura: Si tratta di una delle fasi fondamentali per la definizione delle caratteristiche del futuro formaggio benchè spesso ne venga sottovalutata l’importanza. Si tratta di un periodo di tempo molto variabile (da poche ore a molti anni) in cui il formaggio permane in locali a temperatura ed umidità controllate e durante il quale avvengono una serie di trasformazioni chimico-fisiche e microbiologiche che porteranno alle future caratteristiche compositive, sensoriali e strutturali del formaggio.
Una volta conclusa la fase di spurgo, il contenuto idrico diminuisce lentamente per evaporazione e per osmosi. La formazione della crosta è molto importante grazie alla sua azione protettiva dalle contaminazioni esterne e da una eccessiva disidratazione.
Il lattosio presente nella cagliata viene trasformato dai batteri lattici in acido lattico, alcool etilico e anidride carbonica. L’acido lattico prima e gli enzimi proteolitici poi causano la scissione di parte della caseina in amminoacidi e peptidi, che conferiscono aromi e sapori particolari.
Classificazione dei Formaggi
Esistono diversi modi per classificare i formaggi. Si può tenere conto del trattamento termico a cui è soggetta la cagliata dopo la rottura, del contenuto in grasso, della consistenza della pasta, del tipo di latte utilizzato e del tempo di stagionatura. È evidente come nessuna di queste classificazioni sia esaustiva in quanto prendendo in considerazione un solo parametro vengono accomunati formaggi spesso differenti per i restanti parametri. Così ad esempio considerando solo la tipologia di latte avremo fra i formaggi vaccini il gorgonzola, la mozzarella ed il parmigiano molto differenti però fra di loro.
È possibile classificare un formaggio anche sulla base di differenti modalità con una perdita però nella semplicità d’uso. Una tecnica alternativa e più completa di classificazione è quella proposta dal prof. G. Ottogalli (Atlante dei formaggi, 06/2001 - HOEPLI) in cui si prevedono 8 classi (latticini freschi o stagionati, formaggi freschi, formaggi a breve maturazione, formaggi a crosta fiorita o con patina, erborinati, formaggi semiduri, formaggi duri, miscellanea).
Difetti del Formaggio
Gonfiore precoce: tipico di formaggi freschi e a pasta molle. Si manifesta con occhiature della pasta che compaiono entro le prime 24 ore dalla produzione. Sono dovute ad uno sviluppo non controllato di batteri gasogeni come coliformi, lieviti e batteri lattici eterofermentanti.
Gonfiore tardivo: tipico di formaggi a lunga stagionatura (>3 mesi). Si manifesta con occhiature della pasta (a volte localizzate a formare delle grosse caverne) causate da batteri anaerobi come clostridi e propionici, che utilizzano il lattato trasformandolo in acido butirrico o acido propionico e CO2 e H2.
Cancro o vaiolo: si verifica su formaggi a lunga stagionatura.