Formaggi1 PDF - Università San Raffaele

Professore Maria Luisa Savo Sardaro Argomento I formaggi 1  Maria Luisa Savo Sardaro La storia I formaggi, sono da sempre componenti e...

Professore Maria Luisa Savo Sardaro Argomento I formaggi 1  Maria Luisa Savo Sardaro La storia I formaggi, sono da sempre componenti essenziali della dieta quotidiana di una grande parte della popolazione mondiale. Le prime documentazioni storiche di utilizzo di prodotti fermentati a base di latte, e perciò anche i formaggi, sono probabilmente riconducibili a quanto rinvenuto in testi antichi recuperati in Iraq e databili a circa al 3200 a.C. Sembra che l’arte della caseificazione, originata in Asia Minore, sia giunta in Europa e abbia trovato il suo primo sviluppo attraverso gli antichi Romani che la diffusero nell’Impero fino a giungere al nord Europa. Come per molti altri alimenti fermentati fu, in seguito, nei monasteri del Medio Evo che la caseificazione migliorò e si diversificò. I formaggi 1 2 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Aspetti biochimici che hanno favorito la produzione del formaggio il primo è legato alla possibilità di ottenere dallo stesso latte, tramite destabilizzazione e trasformazione delle sue componenti principali, prodotti anche molto differenti per struttura e sapore il secondo è conseguente alla possibilità di preservare più a lungo le qualità nutrizionali intrinseche al latte stesso sottraendolo a processi degradativi conseguenti allo sviluppo di microrganismi alterativi I formaggi 1 3 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Il formaggio il formaggio è il prodotto ottenuto dal latte intero o scremato in seguito a coagulazione acida o presamica, con aggiunta di sale da cucina e di fermenti lattici. Latte + caglio + fermentazione classificazione Le classificazioni più ricorrenti si basano su: – temperatura di processo (formaggi a pasta cruda, semicotta o cotta), – durata della maturazione (formaggi freschi, a media o lunga stagionatura) – caratteristiche reologiche (formaggi molli, semiduri, duri) – il contenuto di grasso (magri, semigrassi, grassi) – il tipo di coagulazione (acida o presamica), – la tipologia di latte (di vacca, di pecora, di bufala, di capra) – l’origine di produzione (il Parmigiano Reggiano, il Montasio, il Gloucester, il Roquefort, il Bra etc…) I formaggi 1 4 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Classificazione Ministero delle Politiche Agricole e Forestali (vedi sito ufficiale) I formaggi 1 5 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Classificazione microbiologica 1. Formaggi a latte crudo senza innesto 2. Formaggi a latte crudo + innesto naturale 3. Formaggi a latte crudo + innesto selezionato 4. Formaggi a latte pastorizzato + innesto naturale 5. Formaggi a latte pastorizzato + innesto selezionato I formaggi 1 6 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro 1 - I formaggi a latte crudo senza innesto sono produzioni marginali dal punto di vista quantitativo, anche se a volte importanti nell’ambito dell’economia agrozootecnica della zona di produzione. La tecnologia utilizzata per la loro produzione, riproduce processi di caseificazione antichi basati Pannerone esclusivamente sulla selezione indotta dai parametri di trasformazione sulla flora lattica del latte tipico della crudo. Si tratta in generale di alcuni formaggi cotti stagionati in monte, alcune paste filate fresche o bassa stagionate, oppure particolari tipologie di formaggi di pecora e capra. Lombardia I formaggi appartenenti a questa categoria possono presentare qualità organolettica eccelsa ma anche grande variabilità e presenza di difetti di origine microbiologica e tecnologica. La qualità igienico sanitaria di questa nicchia di prodotti è garantita dalla lunga stagionatura la cui assenza, o riduzione, può comportare gravi rischi per i consumatori. non esiste purtroppo una ricetta che garantisca a priori la sicurezza di questi prodotti, se non la consapevolezza che la comprensione del rapporto che esiste tra ogni fase della trasformazione del latte, la qualità e la sicurezza può aiutare a ridurre il rischio associato al consumo di questi formaggi. I formaggi 1 7 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro 2 - I formaggi a latte crudo e con innesto naturale sono formaggi molto tradizionali tra i quali alcuni Italiani sono molto importanti, sia per l’economia del comparto caseario nazionale che per il loro pregio riconosciuto. Appartengono a questa categoria il Parmigiano Reggiano, il Grana Padano e la Mozzarella di Bufala Campana. Si tratta in genere di prodotti tipici per i quali la differenza della popolazione microbica caratteristica è da ricondurre ad una complessa sommatoria di elementi di carattere ambientale e tecnologico. Per questa categoria di formaggi, riveste un ruolo dominante la microflora dell’innesto ma, soprattutto per quelli che prevedono una lunga stagionatura, può diventare rilevante lo sviluppo di parte della microflora lattica originaria del latte crudo. I formaggi 1 8 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro 3 - I formaggi a latte crudo con innesto selezionato sono generalmente formaggi prodotti in strutture aziendali piccole non ancora in grado di affrontare in proprio il problema della produzione e del controllo dell’innesto naturale. La microflora dell’innesto selezionato indirizza la fermentazione promuovendo l’inibizione di microrganismi indesiderati, in seguito nel corso della stagionatura è la microflora endogena del latte crudo che generalmente prende il sopravvento. In questi casi la popolazione microbica del prodotto risulta caratterizzata da un’elevata varietà di specie e biotipi correlabili alla qualità del latte crudo ed all’ecosistema caratteristico degli ambienti di produzione I formaggi 1 9 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro 4 - I formaggi a latte pastorizzato o termizzato con innesti naturali sono caratterizzati da una popolazione microbica dominante dovuta all’aggiunta di innesto naturale che può rappresentare un notevole serbatoio di biodiversità. Di norma questi formaggi sono prodotti non solo in strutture industriali piccole o artigianali ma, in alcuni casi, anche in caseifici di notevole importanza industriale che attraverso l’utilizzo dell’innesto naturale si pongono lo scopo di ottenere prodotti riconoscibili e quindi una sorta di marchio di qualità aziendale I formaggi 1 10 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro 5 - I formaggi a latte pastorizzato e con innesto selezionato Nei formaggi a latte pastorizzato e con innesto selezionato la diversità microbiologica trova ragione nel differente tipo di innesto selezionato utilizzato e nella selezione imputabile ai parametri di processo diversi. La microflora endogena del latte crudo fortemente ridotta dai trattamenti di pastorizzazione. Si tratta quindi di prodotti molto standardizzati che presentano in genere una limitata biodiversità microbica. Le differenze di popolazione microbica riscontrabili in prodotti similari di differenti aziende può comunque risultare molto importante e legata alla specificità dei singoli processi aziendali. I formaggi 1 11 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Microrganismi di interesse lattiero caseario I batteri lattici Altri batteri Batteri propionici Brevibacterium I formaggi 1 12 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Principali batteri lattici di interesse caseario I formaggi 1 13 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Batteri propionici Le specie di maggiore interesse caseario sono Propionibacterium freudenreichii, con le due subspecie freudenreichii e shermanii, P. acidipropionici e P. jensenii. Vengono inclusi negli starter per la produzione di formaggi di tipo svizzero in quanto responsabili della formazione dell’occhiatura e delle caratteristiche strutturali e organolettiche apprezzate di questi tipi di formaggi. I batteri propionici crescono bene in ambienti anaerobici come la pasta del formaggio e hanno come caratteristica la capacità di formare per via fermentativa acido propionico, acido acetico ed anidride carbonica. Sono in grado di utilizzare sia gli zuccheri che l’acido lattico prodotto dai batteri lattici. I rendimenti teorici, la quantità ed i rapporti qualitativi tra i metaboliti finali variano in funzione del ceppo e delle condizioni chimico-fisiche ambientali con particolare attenzione all’acidità dell’ambiente non deve essere troppo elevata visto la non elevata resistenza di questo genere agli stress acidi. I formaggi 1 14 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Brevibacterium Brevibacterium linens, appartenente al gruppo dei corinebatteri, è il batterio tipico della superficie di alcuni formaggi detti a "crosta lavata", come Munster, St. Paulin e Limburger. Lo sviluppo B. linens favorisce la comparsa della caratteristica colorazione della crosta di tali formaggi. Si tratta infatti di microrganismi che producono pigmentazioni di colore variabile, secondo il ceppo utilizzato, dal giallo all’arancione intenso. B. linens instaura delle relazioni metaboliche molto complesse con gli altri microrganismi naturalmente presenti sulla crosta che, oltre a definire la colorazione superficiale, possono contribuire in modo determinante alla maturazione del formaggio producendo differenti molecole ad impatto aromatico e modificando la struttura della zona sottostante la crosta I formaggi 1 15 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Lieviti Differenti specie sono solitamente rinvenute come microflora residuale nei formaggi a lunga stagionatura. Il loro ruolo nei processi biochimici associati alla maturazione dei prodotti rimane ancora da approfondire, anche se la presenza nella cellula di differenti attività enzimatiche, spesso complementari a quelle evidenziate in alcuni batteri lattici, ne lascia supporre un ruolo nella degradazione della frazione proteica. I lieviti sono comunque microflora contaminante e quando presenti in numero elevato, in particolare in relazione alla loro capacità di produrre CO2, possono essere responsabili di difetti di gonfiore precoce. Vengono impiegati come starter secondari nella produzione di formaggio Gorgonzola. La CO2 prodotta, in questo caso, vista la particolare struttura lassa della cagliata, non viene trattenuta ma induce piuttosto “l’apertura della pasta”, cioè una rete di vie preferenziali per la penetrazione di ossigeno che facilita lo sviluppo del micelio fungino aerobio I formaggi 1 16 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Muffe Nelle produzioni di formaggi a crosta fiorita ed erborinati sono addizionate al latte, in combinazione con gli starter primari, preparati a base di spore di muffe. Nel corso della stagionatura lo sviluppo del micelio, che può limitarsi alla superficie del formaggio o diffondere nella pasta, è accompagnato da un’intensa produzione di enzimi, sia proteolitici che lipolitici, che contribuiscono in modo determinante alla stagionatura del prodotto I formaggi 1 17 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Nei formaggi a crosta fiorita, come il Camembert o il Brie, la contaminazione delle croste e degli ambienti di stagionatura con spore di Penicillium camemberti e di Geothricum candidum permette la formazione del caratteristico feltro bianco superficiale. Lo sviluppo fungino è accompagnato da un’importante attività biochimica della zona del sottocrosta, che si traduce nella tipica cremosità di questa parte del formaggio Il metodo di produzione del Brie è molto simile a quello del Camembert, anche se la stagionatura risulta essere più lunga. Il tempo totale di produzione è pari a 8 settimane, il doppio rispetto al Camembert I formaggi 1 18 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Nei formaggi erborinati come Gorgonzola, Danablue, Roquefort e Stilton vengono aggiunte al latte spore di Penicillium roqueforti. In questo caso, nel corso della stagionatura, si assiste allo sviluppo di venature di micelio fungino di colore blu-verde che caratterizzano la pasta del formaggio. Anche se P. roqueforti è in grado di crescere in presenza di bassi livelli di ossigeno, lo sviluppo del micelio nella pasta del formaggio è comunque condizionato dalla disponibilità di O2 e l’aerobiosi può essere favorita da processi di foratura meccanica con aghi del formaggio nel corso della stagionatura I formaggi 1 19 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Microrganismi e caseificazione 1. Arrivo del latte al caseificio 2. Lavorazione in caldaia Aggiunta starter aggiunta eventuali additivi Aggiunta caglio Rottura Eventuale cottura 3. Operazioni fuori caldaia Formatura Stufatura Salatura Eventuale stagionatura I formaggi 1 20 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro 1- L’arrivo del latte al caseificio All’origine (quando è nella mammella) è sterile Il latte crudo conferito al caseificio è caratterizzato da una microflora che dipende da – l’ambiente di produzione gli animali veicolano i microrganismi dell’ambiente della stalla e/o del pascolo – le modalità di mungitura e raccolta – considerata un’impronta dell’ambiente di produzione La microflora del latte crudo può modificare in seguito ai trattamenti ai quali il latte può essere sottoposto I formaggi 1 21 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Trattamenti del latte al caseificio La refrigerazione del latte alla stalla, La termizzazione La pastorizzazione La scrematura La prematurazione I formaggi 1 22 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro La refrigerazione del latte alla stalla per mantenere la qualità microbiologica del latte (impedire o ritardare la crescita microbica della microflora dannosa o alterativa). La refrigerazione induce lo sviluppo di batteri psicrofili (es: Pseudomonadaceae) e inibisce la moltiplicazione della microflora lattica mesofila del latte Vasca per la refrigerazione I formaggi 1 23 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro La pastorizzazione trattamento termico di almeno di 71,7°C per 15 secondi o qualsiasi altra combinazione equivalente. La funzione primaria del trattamento di pastorizzazione è quella di eliminare la microflora patogena non sporigena. particolarmente importante per alcuni microrganismi patogeni, fra i quali Mycobacterium paratubercolosis è sicuramente il più pericoloso perché in Scambiatore di grado di trasmettere il morbo di Chron calore a piastre all’uomo I formaggi 1 24 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro La scrematura separazione del grasso che viene applicato per definire una desiderata concentrazione di grasso nel latte da trasformare. – per affioramento comporta sia la riduzione dei batteri sporigeni che vengono trascinati nella crema dai globuli di grasso, che il parziale incremento della microflora mesofila presente nel latte crudo. – per azione centrifuga non influisce in modo rilevante sulla microbiologia del latte scremato I formaggi 1 25 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro 2 - Lavorazione in caldaia 2a) Aggiunta starter 2b) Aggiunta caglio 2c) Rottura 2d) Eventuale cottura 2e) Estrazione I formaggi 1 26 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Aggiunta starter Come dice il termine, l’innesto, o starter, è un elemento che ha il compito di avviare, attivare, innescare una reazione: la reazione di acidificazione. Aggiungere un innesto in caldaia comporta un aumento della microflora lattica vitale nel latte e l’indirizzo dei successivi processi fermentativi in relazione alla tecnologia impiegata ed al tipo di formaggio da produrre. La caseificazione senza innesto e a latte crudo è ormai limitata a poche caseificazioni artigianali. Senza l’aggiunta di uno starter, l’acidificazione è dovuta unicamente alla popolazione microbica naturalmente presente nel latte la cui variabilità in composizione, quantitativa e qualitativa, si manifesta con una differente velocità di fermentazione che condiziona la qualità microbiologica ed organolettica del formaggio I formaggi 1 27 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro L’innesto condiziona l’acidificazione del latte in caldaia per favorire la coagulazione presamica; l’apporto di abbondante microflora lattica destinata a condizionare la microflora presente nel latte, e nel formaggio l’acidificazione della cagliata, la sua capacità di spurgo e la regolazione degli andamenti fermentativi, soprattutto nelle prime ore dalla produzione delle forme di grana; la riduzione della comparsa di difetti causati da fermentazioni anomale o incomplete; le caratteristiche organolettiche (aroma e sapore) del formaggio stagionato. I formaggi 1 28 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Tipologie di innesto in caseificio – Naturali - sviluppati artigianalmente e prodotti tutti i giorni in caseificio – Selezionati – sviluppati in relazione a desiderate note caratteristiche metaboliche - prodotti da un’industria specializzata – Il concetto di “naturalità” dell’innesto è quindi legato a quello di “artigianalità” della sua produzione, e non implica ovviamente un giudizio opposto di non naturale nei riguardi della microflora degli innesti selezionati, microflora normalmente isolata e selezionata per lo più da innesti naturali I formaggi 1 29 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Gli innesti o starter colture di batteri lattici differenti in funzione dell’applicazione tecnologica Concentrati Selezionati (prodotti da Congelati un’industria specializzata) Naturali (prodotti tutti i giorni in Liofilizzati caseificio) Lattoinnesti coltura di LAB spontaneamente presente nel latte) Sieroinnesti (coltura di LAB che cresce in siero di fine caseificazione) I formaggi 1 30 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Innesti naturali caposaldo della tecnologia casearia italiana, in particolare delle produzioni tipiche e/o a carattere artigianale Tradizionalmente i formaggi erano prodotti con l’impiego di tecnologie artigianali che favorivano una selezione naturale della microflora lattica presente nel latte crudo. La necessità di abbreviare i tempi di processo, di ridurre l’incidenza dei difetti di origine microbiologica e di standardizzare la qualità dei prodotti ha favorito l’impiego, in un primo tempo empirico e quindi razionale, degli innesti naturali La microflora presente negli innesti naturali si sviluppa per selezione da quella del latte crudo, in relazione sia ai trattamenti termici che al tipo di substrato utilizzato per la preparazione I formaggi 1 31 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Preparazione del sieroinnesto naturale 1. Il siero "cotto", dopo 10-15 min di giacenza della cagliata sul fondo della caldaia, è estratto dalla caldaia e messo in serbatoi in acciaio, 2. La temperatura del siero all'estrazione è quindi la medesima di quella utilizzata per la cottura della cagliata 3. Il siero viene quindi lasciato a se stesso e la temperatura decresce spontaneamente per effetto della dispersione del calore 4. La cinetica di raffreddamento influenza numero e specie dei batteri lattici che costituiranno il sieroinnesto, ovvero la sua biodiversità.. I formaggi 1 32 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Le origini della microflora del siero innesto naturale sieroinnesto Latte crudo siero Vasca di coagulazione fermentiera I formaggi 1 33 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Preparazione del lattoinnesto naturale 1. Latte fresco di buona qualità microbiologica è pastorizzato a 65°C per 15-20 min 2. Prontamente raffreddato alla temperatura di incubazione (generalmente 40 - 45°C) L'azione del calore seleziona una flora lattica termofila, di solito ascrivibile a Streptococcus thermophilus, che sviluppandosi determina la coagulazione acida del latte. 3. Subito dopo la coagulazione, l’innesto viene quindi raffreddato per bloccarne la acidificazione eccessiva. I formaggi 1 34 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Starter Naturali Principali inconvenienti: variabilità performance variabilità nelle caratteristiche fenotipiche fluttuazione performance tecnologiche Principali vantaggi: facilità di preparazione composizione complessa-elasticità tecnologica bassi costi resistenza fago I formaggi 1 35 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro Starter naturali Sieroinnesti termofili (55-35°C) Sieroinnesti “mesofili” (38-25°C) Lattoinnesti termofili (40-45°C) Lattoinnesti mesofili (20-30°C) Scottainnesto (70-25°C) Pecorino romano I formaggi 1 36 di 37  Maria Luisa Savo Sardaro I formaggi 1 37 di 37