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Professore Maria Luisa Savo Sardaro Argomento Latte fermentato 2  Maria Luisa Savo Sardaro YOGURT Principale latte fermentato acido prodotto con batteri lattici termofili. Colture microbiche cos...

Professore Maria Luisa Savo Sardaro Argomento Latte fermentato 2  Maria Luisa Savo Sardaro YOGURT Principale latte fermentato acido prodotto con batteri lattici termofili. Colture microbiche costituite dall’associazione di L. bulgaricus e S. thermophilus. Batteri lattici devono mantenersi vivi e vitali per tutto il periodo di conservazione ed in numero minimo di 107 UFC/ml. Generalmente shelf-life di 30-40 gg e deve essere mantenuto a +4°C Tipologie più diffuse: - Coagulo intero - Coagulo rotto - Da bere Gli ingredienti alimentari aggiunti devono essere adeguatamente preparati, pastorizzati, dosati ed opportunamente controllati prima di essere miscelati allo yogurt Latte fermentato 2 2 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Coagulo intero (compatto): Aggiunta di aromi prima della fermentazione, si procede poi direttamente al confezionamento. Fermentazione all’interno dei vasetti (3h a 42°C) Coagulo rotto (omogeneo):Fermentazione avviene nel fermentatore ed il prodotto viene confezionato dopo il raffreddamento e la rottura del coagulo. Segue il confezionamento e la maturazione 48h a 4°C Yogurt da bere: ottenuto da yogurt a coagulo rotto generalmente a ridotto tenore in grasso. Iniziale raffreddamento a 18-20°C, aggiunta di zucchero, succo di frutta, aromi. Miscela omogeneizzata e raffreddata a 4°C. Quantità di batteri aggiunta inferiore alle altre due tipologie di yogurt Latte fermentato 2 3 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Latte fermentato 2 4 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro FERMENTAZIONE OMOLATTICA Ac. piruvico viene ridotto ad ac. lattico mediante l’enzima lattico deidrogenasi. 90% del carbonio proveniente dal substrato viene convertito in ac. lattico mentre solo il 5% viene convertito in biomassa. Latte fermentato 2 5 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro ATTIVITÀ METABOLICHE DEI BATTERI SPECIFICI DELLO YOGURT Catabolismo del lattosio: trasportato all’interno della cellula mediante specifiche permeasi e scisso in glucosio e galattosio dalla β-galattosidasi. Glucosio trasformato in acido lattico e galattosio rilasciato nel mezzo. Acidificazione determina destabilizzazione del complesso calcio-fosfato-caseinato con formazione del coagulo e liberazione di calcio- fosfato colloidale a pH 4.6. La diminuzione del pH influenza anche lo stato di sospensione del calcio con liberazione dello ione calcio dal calcio-fosfato colloidale e passaggio alla forma solubile. Latte fermentato 2 6 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Produzione di polisaccaridi: S. thermophilus sintetizza in particolare eteropolisaccaridi costituiti prevalentemente da galattosio, glucosio e ramnosio. In alcuni casi anche polimeri contenenti N- acetilgalattosamina fucosio e galattosio acetilato. L. bulgaricus sintetizza eteropolisaccaridi composti da galattosio, glucosio, ramnosio e N- acetilglucosamina nel rapporto 3:1:1:1. Nell’uomo attività prebiotica: Adesione al tratto intestinale Facilitazione alla colonizzazione di batteri probiotici Riduzione dell’intolleranza al lattosio Miglioramento della risposta immunitaria Azione antiulcera ed antitumorale Potenziale diminuzione del colesterolo Latte fermentato 2 7 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Attività proteolitica: interessa sia la nutrizione azotata dei microrganismi stessi sia le proprietà nutrizionali dello yogurt. Attività proteolitica è ridotta ma con accumulo di aminoacidi e peptidi liberi in quanto l’attività del sistema proteolitico è superiore ai bisogni plastici cellulari e continua con l’autolisi delle cellule. Valina, istidina, isoleucina, ed in minor quantità alanina, prolina, lisina, acido glutammico, metionina, arginina. Produzione di composti organoletticamente attivi: acetaldeide prodotta da catabolismo degli aminoacidi, degli acidi nucleici e del lattosio. Acetoino Diacetile Latte fermentato 2 8 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro YOGURT ADDIZIONATI DI BATTERI PROBIOTICI Yogurt a coagulo omogeneo con microrganismi probiotici appartenenti ai generi Lactobacillus e Bifidobacterium. Trend attuale: esplorare gli effetti sinergici e combinare probiotici con Prebiotici. Bifidobatteri: problema di crescita e sopravvivenza in quanto sono -anaerobi stretti -normalmente presenti nell’ambiente intestinale -non particolarmente adatti alla crescita in latte Solo pochi ceppi sono in grado di sopravvivere in yogurt a: -pH 4 -temperatura di 5-7°C Latte fermentato 2 9 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Latte fermentato 2 10 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Tecnologia dello yogurt (concetti base) Latte pastorizzato + innesto Fermentazione in vasetto (coagulo intero) o in fermentatore (coagulo rotto) Produzione di biomassa e metaboliti primari (acido lattico) Fermentazione: batteri lattici termofili omofermentanti in rapporto simbiotico (St+Lb) Confezionamento asettico Differenti tipologie per: – Struttura (Tecnologia coagulo intero o rotto) – % di grasso – Grado di acidità – Aggiunta aromi o frutta Latte fermentato 2 11 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Acidificazione del latte l’acidificazione del latte è il fattore più importante per la corretta riuscita del prodotto. In questo caso, poiché le specie di batteri lattici coinvolte (Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus e Streptococcus thermophilus) sono termofile, il processo di fermentazione è condotto a temperature di 37-42 °C. Il processo di fermentazione a queste temperature comporta costi non trascurabili (riscaldamento di centinaia di litri di latte) e di conseguenza la velocità di acidificazione è un importante parametro tecnologico per la selezione dei ceppi batterici. tutti quei fattori che influenzano la velocità di acidificazione in latte sono estremamente importanti ai fini tecnologici. Tra di essi i più importanti sono – la capacità di fermentare il lattosio – l’attività ureasica – l’attività proteasica Latte fermentato 2 12 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro UREA NEL LATTE L’urea è il principale composto azotato non proteico presente nel latte: l’urea è in equilibrio con l’urea ematica e la sua concentrazione si aggira normalmente intorno ai 25-30 mg/100 ml di latte (0,2-0,3 g/l). Valori anomali di urea del latte sono generalmente conseguenza di errori di razionamento. – In particolare un elevato contenuto di urea nel latte (superiore a 35 mg/dl) è indice di ridotta captazione dell’azoto ammoniacale da parte della microflora ruminale a causa di eccesso di proteine degradabili e/o carenza di energia fermentescibile nella razione. Concentrazioni elevate di urea nel latte hanno un effetto negativo sulle caratteristiche di caseificabilità del latte e si accompagnano generalmente a patologie tipiche dell’iperammoniemia (alcalosi metabolica, riduzione della fertilità, zoppie, etc.). – Per contro bassi livelli di urea nel latte (inferiori a 20 mg/100ml) sono generalmente il risultato di insufficiente apporto proteico della dieta. Latte fermentato 2 13 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Attività ureasica Ureasi batteriche (urea amide-idrolasi; E.C. 3.5.1.5.) Famiglia di metallo-enzimi che catalizzano l’idrolisi dell’urea con produzione di 2 molecole di ammoniaca e ad una di acido carbonico. L’ureasi è un metallo- enzima che contiene Nichel nel sito attivo Latte fermentato 2 14 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Ruolo fisiologico delle ureasi batteriche è duplice la degradazione dell’urea ha un ruolo “nutrizionale” poiché libera ioni ammonio che rappresentano una fonte di azoto assimilabile ma anche un sistema efficace per il controllo del pH dell’ambiente (ecosistema) in cui vive il microrganismo. S.thermophilus e ureasi In S. thermophilus la velocità del processo di acidificazione può essere modulata da diverse attività metaboliche che riguardano il metabolismo del lattosio, il sistema proteolitico e l’attività ureasica. Spesso è proprio quest’ultima attività metabolica ad interferire in modo preponderante sul processo di acidificazione a causa della liberazione di ammoniaca dovuta all’azione idrolitica sulla molecola di urea (presente nel latte in concentrazioni variabili tra 0.2 e 0.4 g/l). In questo caso, il rallentamento della diminuzione di pH sarà più o meno intenso a seconda del contenuto di urea del latte. Latte fermentato 2 15 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Prof. Diego Mora (UNIMI) Latte fermentato 2 16 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Il burro e le creme Latte fermentato 2 17 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Definizione di BURRO Il burro è prodotto dalla zangolatura della panna o crema ricavata dal latte di vacca, dal siero di latte o dalle loro miscele Anticamente la sua produzione avveniva solo per zangolatura mentre attualmente avviene anche mediante burrificatrici industriali in continuo Esistono tre tipologie di panna o crema in funzione dell’origine: dalla separazione centrifuga dalla separazione per affioramento dal siero di caseificazione Qualunque sia la sua origine, prima di essere trasformata in burro, la crema viene sottoposta ad alcuni trattamenti tecnologici: la titolazione del grasso, la neutralizzazione, l’eventuale pastorizzazione, l’eventuale maturazione Latte fermentato 2 18 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Il processo di trasformazione da crema a burro, sia per zangolatura che per burrificazione in continuo, ha l’obiettivo di invertire le fasi, cioè di trasformare la crema, che è un’emulsione di grasso in una soluzione acquosa, in burro, che è un’emulsione di una soluzione acquosa in grasso. Per la separazione del latticello può essere effettuato un lavaggio gestito considerando la composizione legale del burro, che prevede la presenza di non più del 2% di solidi non grassi, ma anche un massimo del 16% di acqua Latte fermentato 2 19 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro BURRIFICAZIONE Latte fermentato 2 20 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Dal punto di vista microbiologico ai fini della conservabilità del burro, la eliminazione dei costituenti nutritivi propri del latticello riduce le possibilità di crescita della flora microbica: per la stabilità microbiologica del burro è tuttavia ancor più importante ottenere la dispersione fine delle goccioline di latticello, dispersione che si ottiene con l’impastatura. L’impastatura rende asciutto il burro perché consente l’unione dei grani di burro e disperde finemente la fase acquosa residua. L’impastatura può servire a regolare l’umidità finale del burro: Latte fermentato 2 21 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro La fase di confezionamento deve evitare per quanto possibile lo stress meccanico al prodotto che potrebbe favorire la coalescenza delle gocce d’acqua e deve prevenire la contaminazione fungina, soprattutto quando si usano confezioni non impermeabili all’ossigeno. Importante è inoltre la capacità del materiale di confezionamento di opporsi alla penetrazione della luce al fine di prevenire o ridurre il rischio ossidativo. Il burro è conservato al freddo fino al momento della sua distribuzione, sia per evitare problemi strutturali, sia perché non è un prodotto sterile e quindi si deve evitare di favorire la crescita microbica. Latte fermentato 2 22 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Microbiologia La microflora del burro dipende da una serie di fattori quali: – la quantità e tipologia della microflora del latte crudo; – la capacità di agglutinazione dei microrganismi da parte della membrana del globulo di grasso; – la capacità di crescita della microflora del latte dettata da durata e temperatura della separazione del grasso determinata a sua volta dalle modalità di separazione, affioramento o centrifugazione; – l’eventuale pastorizzazione; – la maturazione. La combinazione dell’insieme di questi elementi può portare ad avere creme che hanno caratteristiche microbiologiche profondamente diverse. In funzione della durata e della temperatura di affioramento, non è neppure escludibile a priori la crescita di flora patogena nella crema. Latte fermentato 2 23 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Non solo, la crescita microbica può modificare la composizione della crema acidificandola e generando off flavors e quindi rendere necessari interventi di risanamento. La pastorizzazione della crema di buona qualità è eseguita a 85-95°C per 15-30 secondi, mentre le creme di raccolta vengono trattate anche a temperature superiori a 95°C. La pastorizzazione distrugge i microrganismi patogeni, inattiva gli enzimi lipolitici che possono causare irrancidimenti, denatura parzialmente le proteine e liquefa il grasso. Sia che subisca o no il trattamento di pastorizzazione, la panna viene sottoposta a un trattamento di maturazione. Nel caso sia povera in batteri lattici, può essere arricchita mediante l’inoculo di starter. La maturazione della crema può essere distinta in fisica e biologica. Latte fermentato 2 24 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Maturazione biologica La maturazione biologica è data dall’attività di flora starter, finalizzata a permettere l’acidificazione corretta della crema grazie alla fermentazione lattica, sul lattosio presente nella fase acquosa, operata dai batteri lattici. Si tratta di batteri lattici mesofili apparteneti alle specie Streptococcus cremoris e S. lactis (con le subspecie cremoris, diacetilactis e lactis) e alla specie Leucocnostoc citrovorum selezionati in base alla loro capacità acidificante e alla capacità di metabolizzare i citrati per la produzione di componenti dell’aroma, quali diacetile, l’acetoino, l’acetaldeide e il 2,3- butandiolo. Latte fermentato 2 25 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Maturazione fisica La maturazione fisica ha invece la funzione principale di pilotare la cristallizzazione del grasso, che determinerà la consistenza del burro. Maturazione fisica e biologica, nel caso sia desiderato per la tipologia di burro, devono trovare un punto di equilibrio alle rispettive finalità. La maturazione è condotta secondo precisi profili di temperatura in quanto deve consentire sia lo sviluppo equilibrato dei batteri acidificanti ed aromatizzanti sia provocare una corretta cristallizzazione del grasso. Latte fermentato 2 26 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Colture starter Nel caso di utilizzo di colture starter di batteri lattici il ciclo termico deve considerare l’esigenza di far crescere la flora lattica mesofila. Al contempo la dose di inoculo dello starter varierà proporzionalmente al ciclo termico previsto in ragione compresa tra 1 e 7%, con le dosi più alte impiegate quando si utilizzano cicli in cui la panna permane per poco tempo alle temperature più favorevoli alla crescita dei lattici. La coltura per burro deve realizzare inoltre un equilibrio tra batteri acidificanti e batteri aromatizzanti ed anche i rapporti reciproci tra le specie dovranno essere regolati in funzione della temperatura di incubazione per standardizzare la produzione di aroma. La crema, dopo acidificazione e raffreddamento alla temperatura di zangolatura, potrà avere un pH compreso tra 4,6 e 4,9 Latte fermentato 2 27 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Alterazioni microbiche Le alterazioni microbiche del burro sono dovute allo sviluppo di microflora contaminante ad attività lipolitica come muffe e lieviti. In particolare Pennicilium, Oospora, Mucor, Geotricum e Aspergillus per le prime e Rhodotorula, Saccharomycopsis lypolitica, Criptococcus laurentii e Candida diffluens per i secondi. Alterazioni dovute alla liberazione di off-flavour e rancidità ed eventuali colorazioni anomale superficiali sono dovute a batteri psicrofili gram- negativi quali Pseudomonas e Flavobacterium. Alcuni biotipi di Lactococcus lactis possono produrre 3-metibutanale che conferisce al burro un sgradevole odore di malto Latte fermentato 2 28 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Affioramento L’affioramento della crema avviene lasciando a riposo per 12 ore a 15°C il latte. Lo strato che affiora è detto crema e contiene 20-30% di grasso. Richiede tempi lunghi e non separa tutto il grasso dal latte, ma viene oggi poco praticato in concomitanza della preparazione di alcuni formaggi semigrassi, come ad esempio il Grana Padano e il Parmigiano Reggiano La crema ottenuta per affioramento è parzialmente acida per lo sviluppo e la riproduzione dei batteri, L’acidità favorisce la burrificazione, e da essa si ricava un burro più aromatico ma di difficile conservazione e di scarsa qualità igienica. Latte fermentato 2 29 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Centrifugazione Le scrematrici a centrifuga sono costituite da una serie di piatti tronco-conici, montati su un tamburo rotante, e distanziati di alcuni millimetri. I piatti presentano una serie di fori che consentono il movimento ascensionale del latte. Quando il latte ha raggiunto l’ultimo disco la separazione è completata: la crema esce da un condotto centrale e il latte scremato da uno laterale. La panna ottenuta con la centrifugazione risulta dolce in quanto non si sono ancora sviluppati i fermenti lattici. Poiché il processo di burrificazione avviene in modo migliore se la crema presenta un certo grado di acidità, quella ottenuta per centrifugazione viene – preventivamente pastorizzata, – successivamente inoculata con fermenti acidificanti selezionati e lasciata a riposo per circa 18-20 ore in apposite vasche mantenute a temperatura di 12-15°C. Durante questo processo di maturazione la crema acidifica, si aromatizza e diventa più consistente. Latte fermentato 2 30 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Zangolatura (inversione delle fasi) Per ottenere il burro, la crema deve essere violentemente sbattuta, il che consente di rompere i globuli di grasso e di amalgamarli, facendo fuoriuscire la parte residua di acqua. Questo processo è favorito da condizioni di acidità e da temperature inferiori ai 15 °C che rendono il globulo di grasso più fragile. Le zangole, un tempo in legno, sono oggi costituite da recipienti in acciaio inox che ruotano sul proprio asse. Internamente possono presentare dei rulli che impastano il burro e lo amalgamano. Il liquido che si elimina con la zangolatura viene chiamato latticello e contiene una minima parte di grasso (0,3- 0,4%) e di proteine, derivanti dagli involucri esterni del globulo di grasso. Prima di essere impastato il burro viene lavato con acqua due-tre volte, al fine di favorire uno spurgo completo del latticello. Può essere poi sottoposto a leggera salatura o all’aggiunta di coloranti naturali, come lo zafferano, e successivamente confezionato. Latte fermentato 2 31 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Il burro di malga La produzione di burro con la panna di affioramento che non siano state preventivamente risanate termicamente non consente di ottenere un prodotto con i parametri microbiologici previsti dalla normativa (coliformi≤10ufc/g –E.coli ≤100ufc/g) Il burro è perciò un prodotto estremamente delicato igienicamente per la cui produzione è fatto obbligo di pastorizzare le panne a temperature superiori a 90°C per garantire il necessario risanamento microbico. La sua produzione in alpeggio “è possibile” solamente se si dispone di un impianto che consenta di praticare tale pastorizzazione Latte fermentato 2 32 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Qualità del burro per diversa origine della crema Panna da centrifuga (latte alimentare, standardizzazione latte caseificio) Panna da affioramento (Grana, Parmigiano) Panna di siero (da tutti i formaggi: problemi organolettici con formaggi in cui è usato caglio in pasta - lipasi) Il recupero delle creme acide: neutralizzazione e/o lavaggio Latte fermentato 2 33 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Le panne Panna da caffetteria (basso tenore in grasso, ma mai inferiore al 12%; UHT) Panna da cucina (grasso 15-20%; UHT) Panna da montare (grasso circa 35%; pastorizzata) Panna montata (in bombolette spray; addizionata di varie sostanze in quanto prodotto dolciario e non derivato del latte Latte fermentato 2 34 di 35  Maria Luisa Savo Sardaro Latte fermentato 2 35 di 35