Appunti biologia e produzioni primarie - Produzioni animali (sia parte A che B)

Produzioni animali: il latte

“Latte” si sottointende latte bovino o vaccino (vacca), tutti gli altri tipi di latte devono essere specificati (caprino, ovino, bufalino, umano…). “Latte vegetale” non è latte ma una bevanda vegetale.

Composizione chimica

87% - Acqua.

13% - residuo secco, contenuti i principi nutritivi:

• 5% - Carboidrati, principalmente lattosio in soluzione. Contenuto nel latte e derivati. Responsabile del sapore dolciastro. Disaccaride glucosio-galattosio.
• 3,6% - Lipidi, steroli sono solo lo 0,3% di cui ¾ colesterolo (= latte povero di colesterolo). Trigliceridi (98%) raccolti in globuli lipidici.
• 3,2% - Proteine o “sostanze azotate”: I. 75% caseine*, raccolte in micelle caseiniche. II. 20% sieroproteine: albumine, globuline (“latto”, specifiche latte) e da enzimi vari, in soluzione. III. 5% azoto non proteico NPN (urea) × 6,38 Proteine = N K caseina idrofila.
• 0,8% - Sali minerali composti da macroelementi (K, Ca, Cl, P, Na).
• Vitamine (molta vitamina B e B12, povero di C) e microelementi (Zn, Fe (povero), Cu, Si, I, …).
• Altri composti minori (acidi organici, in tracce).

*Caseine danno il colore bianco al latte.

*Opacità dovuta allo stato di emulsione.

Differenze latte umano e latte vacca

Digeribilità = capacità corpo di assimilare proteine (scindere a singoli amminoacidi).

Latte dal punto di vista fisico

Il latte può essere considerato contemporaneamente 3 cose diverse a causa dei diversi componenti che lo compongono:

• Soluzione acquosa = prodotti piccoli: lattosio, sali minerali, proteine solubili (enzimi), azoto non proteico (NPN come urea).
• Emulsione = prodotti apolari: lipidi raccolti in globuli, protetti da una membrana che permette di rimanere in fase acquosa.
• Sospensione colloidale = componenti grandi: micelle caseiniche. Se modifico la struttura, cambia il pH (es. caseificazione introducendo un enzima che divide la K-caseina e ciò favorisce la loro unione).

Dal punto di vista fisico: è un’emulsione di grasso in fase acquosa, la quale è una sospensione colloidale di proteine e una soluzione vera e propria di zuccheri, sali minerali e vitamine.

• Sospensione colloidale e soluzione = tendono a rimanere nella fase acquosa.
• Emulsione = nel latte appena munto*, parte dei globuli lipidici (galleggiano, pesano meno H2O [d 0,9]) tendono a risalire in superficie, affioramento crema con intrappolamento dell’acqua (crema contiene una parte di acqua 50-90%) → vasche di affioramento utilizzate per Grana Padano e Parmigiano, rendono il formaggio light (solo 2% grassi), ciò favorisce la stagionatura.

*Affioramento non avviene nel latte alimentare che viene trattato (pastorizzato, sterilizzato, UHT) grazie all’omogeneizzazione = trattamento meccanico per rompere i globuli di grasso, allo scopo di diminuirne la dimensione media (renderli omogenei), non riescono più ad aggregarsi e evita l’affioramento → effettuata su tutti i latti alimentari in commercio, scaldando anche il latte tra 60 e 90°C.

Vantaggi = impedisce affioramento e aumento digeribilità del latte (lipasi facilitata).

Svantaggi = rompendo la membrana dei globuli, se i lipidi entrano a contatto con l’aria avviene ossidazione, se a contatto con alcuni enzimi naturali del latte o batteri avviene irrancidimento (latte pastorizzato dura 6-8 d, sterilizzato 3 mesi).

Scrematrice (o centrifuga) = nei caseifici e nelle centrali del latte, mediante centrifugazione la crema al centro (grasso è meno pesante [0,9 d]), latte magro all’esterno, si separa in modo rapido il grasso dal latte, in maniera precisa (esattamente alla percentuale voluta).

Caseificazione

Caseificazione = reazione delle caseine con un enzima specifico, il caglio, e ottengo la cagliata (bianca) e il siero (giallognolo).

Densità del latte

Densità del latte (d = P/V) [calcolato con “lattodensimetro”] → in media, a 15° ha [d = 1,03 g/mL], differente parlare di 1 L o 1 kg di latte.

È superiore nel latte scremato (lipidi hanno d = 0,9), inferiore in caso di latte annacquato.

Se la scrematura e l’annacquamento vengono effettuati sullo stesso prodotto, per circa il 10%, non si verificano variazioni del peso specifico. Quindi, sono le analisi della densità del siero, della % di materia grassa e dell’indice crioscopico a rivelare la sofisticazione.

pH e acidità

Il pH del latte indica la quantità degli H dissociati che si trovano naturalmente in esso, ossia l’acidità vera espressa come concentrazione di ioni idrogeno (mediante pHmetri) a una certa temperatura.

Latte fresco di vacca: 6,6 < x < 6,8 (quasi pH neutro).

Altre caratteristiche fisiche

• Reologiche (la reologia studia gli equilibri raggiunti nella materia complessa deformata per effetto di sollecitazioni es. caseificazione).
• Ottiche.
• Termiche.
• Tensione superficiale.
• Elettriche e dielettriche.
• Punto di congelamento e di ebollizione.
• Pressione osmotica.
• Equilibrio acido-base.
• Equilibrio ossido-riduttivo.

Caratteristiche generali del latte

• Il latte è di fatto l'unico alimento consumato dall'uomo, in vaste aree del pianeta, durante tutto l'arco della vita.
• Consente al neonato (umano) di raddoppiare il proprio peso in cinque mesi! Nei mammiferi selvatici-addomesticati la crescita è ancora più veloce.
• Può essere consumato allo stato liquido (con limitati trattamenti al prodotto originario) oppure trasformato in modi anche molto diversi.
• Dal latte (tal quale o contenuto in altri alimenti) e dai prodotti da esso ottenuti (formaggi, burro ecc.), si stima che l'italiano medio tragga: il 20% del fabbisogno in proteine; sufficienti quantità di P completamente digeribile, di vitamina A e B; il 70% del fabbisogno di calcio; il 30% del fabbisogno di vitamina B12; il 20% dei grassi presi dai cibi; elevata dotazione di Ca (120 mg/100 ml); elevato contenuto di EAA: lisina, triptofano, metionina e treonina; da recenti studi, latte e derivati contribuiscono a prevenire cancro al colon (soprattutto per il calcio) e carie (sempre per il Ca e il P, resi stabili da caseina, che favoriscono la ri-mineralizzazione dei denti).

Tipi di latte in commercio

Latte crudo

Latte crudo solo se non è “cotto”, quindi conservato con metodi di riscaldamento (<39°) nell’impianto di mungitura. Filtrato (“filtro a calza”) o a mano (filtro a maglia).

Diviso in:

• Latte crudo: destinato alla latteria (per la produzione di latte alimentare) oppure al caseificio.
• Latte crudo (con alte % di grasso e proteine, bassa CBS e cellule somatiche) destinato a latte alimentare ad alta qualità.
• Latte crudo per vendita diretta (“distributori del latte”).

Rischi:

• Prodotto crudo, viene quindi non frenata la crescita microbica.
• Non c’è effetto diluizione per eventuali contaminanti (es. aflatossine), carica batterica, patogeni.
• Qualità igienico-sanitaria molto variabile nel tempo (dipende dalla pulizia, non comprarlo in giorni di pioggia).

Latte tradizionale e modificato

Latte tradizionale = latti che non hanno subìto particolari modifiche alla composizione se non una addizione o riduzione del titolo in grasso.

Latte modificato = latti che attraverso procedimenti più o meno complicati hanno subito aggiunte di ingredienti particolari o sottrazione di qualche componente.

Latte sottoposto a pre-trattamenti

• Eliminare eventuali impurità macroscopiche quali sporco, cellule somatiche, spore (filtrazioni, bactofugazione, centrifugazione).
• Ridurre il tenore in germi.
• Standardizzare il tenore in grasso.
• Omogenizzare il prodotto.

Latte intero

Latte con un contenuto di materie grasse almeno del 3,5%.

Latte parzialmente scremato fresco

Latte contenente l'1,5-1,8% di materie grasse. Ha quasi lo stesso valore nutritivo del latte intero, ad eccezione dei grassi.

Latte scremato fresco

Contiene meno dello 0,5% di materie grasse. Può essere arricchito di vitamina A per compensare le perdite dovute alla sottrazione di grassi.

Latte fresco pastorizzato

Latte (fresco) pastorizzato: processo di riscaldamento cui vengono sottoposti il latte o altri prodotti alimentari.

Pastorizzazione → generalmente 54-70°C, per 20-30 min (comunemente 72° per 15-20 sec = pastorizzazione alta).

• Pastorizzazione: distrugge i batteri patogeni non sporigeni (Salmonella, Brucella, micobatteri) ma anche i batteri lattici*, e frena lo sviluppo di altri batteri (Escherichia, Campylobacter, Listeria).
• *Distruzione dei lattici impedisce la blanda acidificazione che frena i putrefattivi (il latte si altera di più).
• Non agisce sui termofili, non inattiva le lipasi e proteasi degli psicrofili.
• Scadenza 6 d + 2 d per legge in frigo (da 0/+1 a +4/+6°C) → conservare.

Latte pastorizzato deve avere per legge:

• Fosfatasi (enzima sulla membrana del globulo di grasso, resiste a T leggermente più alte del Mycobacterium tubercolosis) negativa.
• Perossidasi (enzima batteriostatico associata alle sieroproteine) positiva (significa che non ha subito eccesso di termizzazione).
• Sieroproteine solubili >11% (fresco: 1 pastoriz. >14%).

Svantaggi pastorizzazione:

• Riduce la disponibilità del calcio.
• Inattiva parzialmente alcune vitamine (vit. B5 e D).
• Riduce agglutinine.
• Altera proteine (soprattutto sieroproteine).

Latte ad alta qualità

Latte ad alta qualità (AQ): solo intero (no parz/scremato), pastorizzato (no UHT o microfiltrato). Deve rispettare alcuni parametri qualitativi:

• Proteine >32 g/L (contro 28 g/L).
• Grassi >3,7 g/L.
• Fosfatasi negativa, perossidasi positiva.
• Sieroproteine solubili >15,5%.
• Norme igieniche controllate in stalla. Quindi per poterlo produrre si deve partire soltanto da un latte microbiologicamente perfetto alla stalla.

Latte pastorizzato a lunga durata o microfiltrato

Latte microfiltrato: processi che consentono la riduzione di spore e batteri senza sterilizzare.

• Data di scadenza fissata dal produttore in base a metodo utilizzato (8-10 d).
• Il processo è una filtrazione tangenziale ad elevata pressione (2-5 bar) attraverso membrane con pori che trattengono i batteri (1 μ) in latte in precedenza scremato.
• Panna trattata termicamente (86-100°C per 20’’) e poi riunita al latte per ricostituire il corretto titolo lipidico.
• Omogeneizzazione e pastorizzazione del latte.
• Attenzione che la microfiltrazione può allungare la “shelf life” ma non è un trattamento specifico per i patogeni.

Latte UHT

Latte UHT: trattato ad alte temperature (Ultra High Temperature trattamento >135° e >1 sec). Poi immesso in contenitori sterili, in ambienti sterili → conservare a temperatura ambiente fino a 3 mesi.

Latte intero concentrato, condensato e zuccherato

• Circa il 60% dell'acqua è fatta evaporare sotto vuoto, per arrivare al 20-30% di SS.
• Viene aggiunto zucchero (saccarosio).
• Contiene dal 40 al 45% di zuccheri, l'8% di materie grasse, il 28% di proteine: è quindi un alimento molto calorico.
• È molto usato in gelateria e pasticceria.

Latte in polvere, aromatizzato e probiotico

Latte in polvere.

Latte aromatizzato.

Latti probiotici: addizionati microrganismi probiotici vivi (Lactobacillus acidophilus e Bifidibacterium).

Latte delattosato

Latte delattosato → latte HD (alta digeribilità):

• Latte in cui le molecole di lattosio sono scomposte in glucosio e galattosio.
• Sono immediatamente e più facilmente assimilabili.
• È un poco più dolce del latte normale proprio perché contiene libero il glucosio che deriva dal lattosio.
• Viene prodotto a contatto con fibre polimeriche impregnate di enzima lattasi (sintetico) per 20 ore.
• È di tipo UHT, ma va conservato in frigorifero per rallentare reazione di Maillard.

Colostro

Colostro: primo latte dopo il parto in tutti i mammiferi → non si può bere.

Fondamentale per la sopravvivenza del cucciolo = ricchissimo di immunoglobuline fondamentali per il sistema immunitario → vitello nutrito con latte ricostituito.

Ha fino al 12% di proteine che si dimezzano tornando alle quantità normali → latte transizionale → latte vero.

Margarina, burro e urea

Margarina = idrogenazione di acidi grassi insaturi (oli vegetali: mais, soia o girasole), doppio legame C=C si apre e si arricchisce di 2 H.

Burro = unione dei globuli lipidici che derivano dal latte.

Urea: è il primo costituente delle NPN nel latte (2NH3 + CO2).

• Proviene direttamente dal sangue e la mammella lo immette nella sintesi del latte in modo naturale, proprio per questo, il contenuto di urea è utile a capire se l’alimentazione delle bovine da latte è equilibrata e se le stesse sono in buona salute.
• La quantità di urea contenuta è parametro sensibile nell’analisi qualitativa del latte in quanto le sue proprietà chimico-fisiche e tecnologiche sono capaci di influenzarlo notevolmente (eccesso di urea influenza la caseificazione e rende il latte meno stabile durante il riscaldamento).
• Utile per il ricircolo di N (sangue, salive).

Il prezzo del latte è in funzione di scelte commerciali.

Il caglio si forma diminuendo il pH del latte sotto 4,6, così facendo la funzione colloidale delle k-caseine viene meno e quindi le altre caseine si liberano all'interno del latte. Quest’ultime si iniziano a legare con i sali minerali fino a quando non si saturano e cominciano a scendere verso il fondo del contenitore dove si trovano. Formando la cagliata.

La cellula eucariote (10-100 micron)

• Funghi, piante, animali.
• Dimensione 10 volte maggiore dei procarioti.
• Differenti comparti delimitati da membrane (proteine transmembrane).
• Nell’evoluzione è avvenuto probabilmente per inglobamento di singole cellule procarioti → gli organuli sono simili tra cellule differenti (nucleo, mitocondri, reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi) mentre i cloroplasti sono nel mondo vegetale e il reticolo endoplasmatico rugoso soprattutto nel mondo animale.
• Presenza di citoscheletro (stabilità e mobilizzazione) importante e sviluppatissimo nelle cellule animali.

Nucleo

Nucleo - luogo dell'informazione genetica (DNA).

• Cromatina (associazione DNA e proteine aspetto filamentoso invisibile al microscopio) connessa con lamina nucleare (esiste una rete proteica 3D sull'interno dell'involucro).
• Cromosomi (addensamento ed elicamento della cromatina durante mitosi e meiosi) vera sede dell’informazione genetica.
• Nucleolo (10-20% dell'RNA cellulare) per assemblare le subunità ribosomiali.
• Separato dal citoplasma dall’involucro nucleare → pori nucleari → reticolo endoplasmatico e microtubuli.
• Ribosomi (attraverso i).

Citoplasma e membrana plasmatica

Citoplasma: citosol e citoscheletro.

Membrana plasmatica.

Ribosomi

Ribosomi → luogo della sintesi proteica, utilizzano informazione contenuta mRNA per assemblare i singoli amminoacidi in proteine.

1. Liberi nel citoplasma (proteine per interno).
2. Associati al reticolo endoplasmatico rugoso (proteine per esterno).
3. All'interno dei mitocondri.

• Formati da 2 subunità con differenti dimensioni.
• RNA ribosomiale + 50 differenti tipi di proteine.
• Sintetizzano grazie all’unione temporanea con RNAm e RNAt.

Reticolo endoplasmatico

Reticolo endoplasmatico liscio o rugoso (numerosi ribosomi).

Complesso di Golgi

• Si presentano singoli nelle piante, a gruppi nei vertebrati (i cosiddetti corpi Golgiani).
• Regione cis verso il nucleo.
• Regione trans verso la membrana hanno enzimi diversi e funzioni biochimiche differenti nelle diverse regioni.
• Funzione di trasferimento di sostanze (proteine) dal RER all’esterno (è anche un “servizio postale cellulare”).
• Immagazzinamento (dalla RER).
• Modificazione delle molecole.
• Impacchettamento e protezione con membrane.
• Rilascio all’esterno (vicino alla membrana cellulare).

Lisosoma

• Traggono origine dall’apparato del Golgi.
• Trasportano e isolano enzimi digestivi (per idrolisi).
• Sono delimitati da singola membrana.
• Hanno un interno denso e strutturato.
• Agiscono nella fagocitosi.

Mitocondri

• Presenti solo negli eucarioti.
• Luogo della trasformazione energetica (centrali energetiche).
• Responsabili della respirazione cellulare = produzione di ATP che avviene nei mitocondri a partire da glucosio del citosol.
• Doppia membrana: esterna piana, con funzione protettiva; interna con pieghe e creste (molto più regolari che nelle piante) con forte presenza di proteine, e non interrompono la continuità della camera interna, perciò la matrice mitocondriale è continua.
• Matrice mitocondriale (enzimi, ribosomi, DNA).
• È il discendente di una cellula procariote fagocitata.

Citoscheletro

È un complesso dinamico di strutture sottili che:

1. Garantisce sostegno e forma alla cellula.
2. Permette movimenti cellulari.

È formato da 3 strutture tipiche: microfilamenti, filamenti intermedi, microtubuli.

Microfilamenti

Filamenti di actina (catene lunghe di singole proteine globulari chiamate G-actina, coda-testa, unite a doppia elica, 7 nm) e hanno lo scopo di permettere:

1. Lo scorrimento delle regioni citoplasmatiche (“correnti citoplasmatiche”).
2. Il movimento interno di organuli.
3. La formazione del solco equatoriale nella mitosi.
4. La formazione di “pseudopodi” per la fagocitosi e nelle amebe.
5. La formazione della struttura dei microvilli.

Microtubuli

• Hanno un’impalcatura interna di microfilamenti con reticoli tridimensionali (grazie a proteine specifiche che legano l’actina).