Appunti biologia e produzioni primarie - modulo animale (sia parte A che B)

Il latte bovino/vaccino

Il latte, essendo un alimento completo, è studiato per la crescita, per le prime settimane dei giovani mammiferi.

Composizione del latte

Da cosa è composto:

• Acqua: circa 87%, composta da acqua legata (3,1-3,7%, legata a proteine) e acqua libera (solvente per proteine e sali).

Il restante 13% è riconosciuto come residuo secco, composto da:

• Glucidi: principalmente lattosio (5%) in soluzione. Il lattosio è contenuto nel latte e nei suoi derivati come nello yogurt (circa il 2%), che si basa sulla fermentazione dei batteri lattici introdotti dall’esterno. I batteri fermentano il lattosio producendo acido lattico, abbassando il pH, e in questo modo, tramite il cambiamento di pH e ambiente, il latte diventa fluido e cremoso. Le sieroproteine tendono ad aggregarsi, contribuendo alla densità e alla cremosità dello yogurt, consumando una parte del lattosio. Lo yogurt viene consigliato anche durante lo svezzamento, essendo un sistema per abituare l’organismo all’assunzione di lattosio, da una quantità minore ad una più alta, presente nel latte vaccino. Il lattosio è presente nei fermenti lattici, utilizzati in momenti critici (es. assunzione di antibiotici, che possono avere un effetto negativo sulla flora batterica intestinale).
• Lipidi: il 98% della categoria biochimica, i quali hanno un peso specifico inferiore agli altri componenti e all’acqua, con una densità media di 0,9. Di solito, come unità di misura, si usa il peso su volume (g su l). Sono in predominanza assoluta i trigliceridi, in media 3,6%-3,8% (unione tra il glicerolo, costituito da una catena di tre atomi di carbonio e tre acidi grassi) che sono raccolti in globuli lipidici, ovvero goccioline ricoperte da una membrana, esattamente uguale a quella cellulare. Gli steroli (lipidi), il cui contenente principale è il colesterolo, nel latte sono lo 0,3%. Anche chi deve seguire una dieta povera di colesterolo può assumere latte, se ne trova in maggiore quantità nelle uova e nella carne (soprattutto in quella grassa). Anche nel latte sono presenti acidi grassi liberi (acidi grassi che non sono legati al glicerolo), ma in una % molto bassa. Nel latte, come negli alimenti contenenti trigliceridi, gli acidi grassi sono sempre legati al glicerolo, formando trigliceridi, oppure formando digliceridi e monogliceridi (nel latte in poca quantità).
• Protidi: si differenziano dalle altre perché sono costituite da azoto, oltre al carbonio, idrogeno e ossigeno. Sono sostanze azotate (3,2/3,4%). Sono composte principalmente da caseine 75% (sono aggregate in grossi complessi, ovvero le micelle, costituite da submicelle, ogni micella è costituita da centinaia di caseine differenti, sono digeribili), da albumine (20%) globuline (lattoalbumine, lattoglobuline, specifiche del latte, sono digeribili, cioè la lunga catena di amminoacidi viene spezzata, precisamente il legame peptidico. Solo tramite questo meccanismo vengono assorbite) e da vari enzimi che sono facilmente inglobati dalle globuline del latte (20%), 5% di azoto non proteico, il principale componente che si trova nel latte è l’urea. L’alimento più completo per l’uomo è il latte, ma non è così tanto ricco di ferro, nutrendosi solo di latte si potrebbe riscontrare una leggera anemia. Il ferro è presente soprattutto nel gruppo EME, proteine speciali legate al ferro, utilizzato per trasportare l’ossigeno, sono presenti nelle emoglobine, presenti nei globuli rossi.
• Sali minerali: 0,8/0,9%, ve ne sono in grandi quantità alcuni come calcio, potassio, cloro, fosforo (macroelementi), i quali sono altamente assorbibili, ovvero digeribili. Mentre in minor quantità come ferro, zinco, rame… (microelementi).
• Vitamine: tutte le vitamine (vitamina B12, presente solo nel latte e soprattutto nella carne, i vegani devono integrarla, poiché non vi sono altri alimenti contenenti in una buona quantità questa vitamina e ora che se ne riduce il consumo di carne rossa, latte, si ha una dieta più povera).
• Componenti minori: vi sono altri in tracce (acidi organici…).

Composizione acidica del grasso nel latte

Gli acidi grassi sono una delle fonti principali di energia, essi sono presenti anche nelle membrane cellulari, ovvero nei fosfolipidi, mono/trigliceridi, costituiti da lunghe o media catena di acidi grassi, di cui la combinazione è assolutamente casuale. L’uomo è in grado di assorbirli a livello dell’intestino se nello stomaco è presente la lipasi, che rompe il legame tra il glicerolo e gli acidi grassi, permettendone quindi l’assorbimento. La principale differenza tra acidi grassi saturi e insaturi riguarda la loro struttura; gli acidi grassi saturi hanno una coda idrofobica, hanno legami singoli e una struttura lineare mentre quelli insaturi hanno un doppio legame di carbonio.

Ad esempio l’acido butirico è un grasso saturo costituito da 4 atomi di carbonio e zero legami (4:0). Un acido insaturo, ovvero oleico, è costituito da 18 atomi di carbonio e un doppio legame (18:1) e nel latte c’è circa il 18,8% su peso di acido oleico. Da questi dati si può intuire che gli acidi grassi presenti nel latte non sono solamente saturi! Non è assolutamente veritiero che nei prodotti vegetali sono presenti solamente acidi grassi insaturi, così come nei prodotti di origine animale non sono presenti solamente grassi saturi.

Esempi

Il burro contiene molti acidi grassi saturi a corta catena. Allungando la catena è più facile ottenere un olio, mentre allungando la catena si ottiene un grasso solido. Un alimento che simula il burro è la margarina, solida, ottenuta tramite la idrogenazione, introduzione di idrogeno che insatura alcuni legami saturi. Sono quindi oli vegetali, ma comunque saturati, bisogna preferire quindi il burro che contiene acidi grassi anche a corta catena. L’olio di palma è un olio vegetale solido costituito da un’altissima % di acidi grassi saturi, oggi viene sostituito principalmente da olio di girasole. Bisogna quindi notare che anche negli oli vegetali sono presenti grassi saturi! Il latte è l’unico alimento che contiene acidi grassi anche a corta catena.

Digeribilità

Uova, latte e formaggio abbastanza alta, per digeribilità si intende la capacità del corpo di assimilare (scindere i legami e ridurre le sostanze più semplici) e scinderle quindi in amminoacidi nel caso delle proteine.

Composizione proteica

L’unità di misura g (peso) su volume g l.

Si può quindi notare che il latte vaccino è più proteico rispetto a quello umano, poiché il fabbisogno proteico di un vitello è maggiore rispetto a quello di un giovane mammifero umano. La concentrazione delle proteine del latte di una specie è quindi ovviamente in funzione del fabbisogno proteico dell’animale in accrescimento. Un vitello consuma una quantità di latte equivalente a circa il 10% del proprio peso. Nessun alimento della nostra dieta ha una composizione simile a quella del latte materno!

Un esempio importante di una mutazione vantaggiosa che si è presentata nel corso dell’evoluzione umana è la capacità di utilizzare il lattosio da adulti.

Dal punto di vista fisico

Può essere considerato contemporaneamente una soluzione, un’emulsione e una sospensione. Ad occhio nudo, il latte viene visto come un liquido bianco opaco, mentre al microscopio si possono vedere le micelle caseiniche, che sono molto piccole rispetto ai globuli lipidici.

Stati fisici

• Soluzione acquosa: In questo caso, il latte è una soluzione di molecole piccole, che hanno un minimo di polarità e si sciolgono bene in acqua come il lattosio, sali minerali, proteine solubili (enzimi), azoto non proteico (NPN come urea).
• Emulsione: In questo caso, il latte riesce a tenere separati i lipidi raccolti in globuli, protetti da una membrana che permette di rimanere in fase acquosa.
• Sospensione colloidale: In questo caso, le caseine, racchiuse nelle micelle caseiniche, stanno in sospensione con effetto colloidale, questa sospensione è facilmente modificabile. Le micelle sono un insieme di decine di migliaia di molecole di caseine, alcune caseine sono idrofobiche altre sono idrofiliche (come le kappa caseina), in questo caso possono rimanere in sospensione grazie all'acqua, con effetto legato ai colloidi. La caseificazione è il meccanismo che fa in modo che le caseine si leghino tra di loro per creare la cosiddetta cagliata.

Questi meccanismi si possono osservare nel latte crudo (perché è latte che non supera la temperatura della mammella, ovvero al di sotto dei 39 gradi). Si separa nelle sue fasi:

• Emulsione: l’emulsione dei globuli lipidici, che con bassa densità tendono a risalire in superficie, con intrappolamento dell’acqua (riconosciuta come crema che contiene acqua per il 50/90%, diversa dalla panna).
• Sospensione colloidale e soluzione: le caseine tendono a rimanere nella fase acquosa (lattosio, proteine solubili, caseine…).

Nella produzione del Grana Padano e del Parmigiano, la tecnologia è molto simile, si ottiene solo con un affioramento del grasso. Si stagiona meglio un formaggio con un contenuto basso di grasso, sono dei formaggi magri!

Omogenizzazione e scrematura

Per evitare che il latte si separi:

• Omogenizzazione: trattamento meccanico per rompere i globuli di grasso, con lo scopo di diminuirne la dimensione (1 micron). Si svolge per frenare l’affioramento del latte, quindi per impedire la separazione delle fasi. Altro motivo è perché si riesce ad ottenere un latte più digeribile, come il latte di capra, perché naturalmente i globuli lipidici di questo latte sono già più piccoli. Uno svantaggio riguarda il rischio di innalzamento di ossidazione e irrancidimento dei lipidi.
• Scrematura: per scremare il latte (anche parzialmente) si intende quando nei caseifici e nelle centrali del latte, tramite centrifugazione, si separa in modo rapido il grasso dal latte, in maniera precisa (esattamente alla % desiderata).

Caratteristiche fisiche del latte

Colore del latte

• Colore bianco (bianco latte): è un bianco specifico, il componente che giustifica questo latte bianco è dovuto alle caseine (la cagliata è la reazione delle caseine), da cui dipende.
• Densità del latte: quanto pesa un un kg di latte, a 15 gradi deve avere valori compresi fra 1,029 e 1,034 g/mL, in media 1,030 g/mL. La densità è superiore nel latte scremato (0,37), inferiore in quello annacquato. Se la scrematura e l’annacquamento si effettuano 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 rivelarne la sofisticazione.

Altre proprietà fisiche sono:

• Reologiche (scienza degli equilibri delle materie complesse deformate per effetto di sollecitazione, come quella del latte). La sollecitazione classica del latte è il cambiamento di struttura, ovvero quello che avviene durante la caseificazione. Lo strumento utilizzato è il lattodinamometro.
• Ottiche
• Termiche
• Tensione superficiale
• Elettriche e dielettriche
• Punto di congelamento e di ebollizione
• Pressione osmotica
• Equilibrio acido-base
• Equilibrio ossido-riduttivo

Fisiologia animale

Disciplina che fa parte della biologia, studia i meccanismi e i fenomeni associati alle funzioni animali. Il latte è un prodotto di secrezione, ovvero di sintesi (per il 90-92% di residuo secco), nelle cellule alveolari, negli alveoli della ghiandola mammaria, in cui sono prodotti lattosio, acidi grassi a corta catena (non sono acidi grassi liberi ma legati ai trigliceridi, caseine, enzimi, alfa-lattoglobuline e beta-lattoglobuline). Allo stesso tempo il latte è prodotto di escrezione, ovvero di filtrazione (8-10% del residuo secco), vengono filtrati dagli alveoli (provengono dal flusso sanguigno) i sali minerali, gli acidi grassi a lunga catena che non sono sintetizzati, provengono dall’alimentazione dell’animale (ecco perché l’alimentazione degli animali influenza la qualità del prodotto), le immunoglobuline del sangue, le vitamine, le siero albumine (proteine del sangue) e il colesterolo (che rappresenta lo 0,20-0,25% dei lipidi) e altri prodotti minori solitamente indesiderati.

Il latte nelle differenti specie di mammiferi

Il latte non è tutto uguale: il latte è il primo alimento per tutti i mammiferi e apporta tutti componenti nutritivi indispensabili al giovane mammifero, è un alimento completo anche per l’uomo (anche con carenza di ferro e vitamina C). Il latte bovino, avendo un certo valore commerciale, economicamente parlando, non viene utilizzato per la crescita dei vitelli. Vengono alimentati con l’uso di latte ricostituito, partendo da latte in polvere, migliorato e addizionato con integratori. Il latte nei mammiferi permette in alcuni casi una crescita velocissima (come i roditori e i conigli, hanno bisogno di 5/6 giorni per raddoppiare il peso alla nascita), in altri è più lenta (i carnivori circa 9/12 giorni), ancora più lenta è quella dei bovini (47 giorni). L’uomo ha una crescita lentissima (sono necessari almeno 150 giorni per raddoppiarne il peso alla nascita).

Si nota che in concentrazione il grasso, proteine e sali minerali sono utilizzati in maggiori quantità per quei mammiferi in cui il latte permette una crescita più veloce, la situazione cambia riguardo la concentrazione del lattosio, fonte energetica a pronto utilizzo (anche per il cervello) che copre il fabbisogno in galattosio, importantissimo per le cellule nervose, è presente in maggiore concentrazione nel latte di quei mammiferi che permette crescita più lenta.

Info galattosio

Il latte nelle specie di ruminanti domestici: (vacca, bufala, pecore, cammelli, yak). Addomesticare: costringere la vita completa dell’animale, imporre un incrocio tra maschi e femmine, controllo della vita ad uso dell’allevamento. Si può notare che il lattosio del loro latte è molto simile tra di loro, mentre le bufale e le pecore producono più grasso (contiene meno acqua, aumenta il residuo secco) ma anche più proteine (latte quindi adatto alla caseificazione, essendo predisposto per la trasformazione, in particolare quella casearia, come formaggi di bufala e di capra). Vacche, capre e cammello producono un latte simile in composizione centesimale, ma si differenzia nella composizione proteica e lipidica. In base al livello di kappa caseinica si può notare.

Il bufalo (Bubalus bubalis) o Indian buffalo, l’Italia è una piccola nicchia di allevamento di bufali, concentrati in Lombardia e in minor quantità in Campania (mozzarella di bufala DOP). Da non confondere col bisonte americano. Yak o bue tibetano (Bos grunniens), bovino con lunghe arcuate, lungo mantello e di poca selezione. Nei bovini sono varie le razze (dovute alla selezione fatta dall’uomo nei millenni), sono differenti per lo sviluppo morfologico diverso, mantelli differenti come la Jersey, Frisona, Chianina, ecc. Lo zebù (Zebuini), bos indicus, sono altri bovini, creati dall’uomo. Spesso succede che si verifica un incrocio tra zebù e bovini, ottenendone una varietà tra i due bovini, utilizzato per la produzione di carne. Allevato principalmente in Asia e Sud America.

Il latte quindi non ha mai una composizione costante e precisa, ma mostra, come molti parametri “bio-fisiologici”, valori medi e variabilità che sono misurabili e spiegabili dai fattori che li influenzano.

Igiene e sanità del latte

Il latte contiene sempre:

• Microrganismi esterni (chiamata carica batterica del latte o carica batterica standard/CBS), presenti al di fuori dalla mammella, che vanno a contatto con il latte. Ciò che viene prodotto nell'alveolare è sterile. Oggi sono vari i metodi, impianti utilizzati per evitare questo, si usa soprattutto l’acciaio nelle aziende casearie, non esiste latte sterile diretto dalla ghiandola mammaria, esiste un latte a basso contenuto di carica batterica. Molti anni fa si rischiava la vita, prima della creazione della pastorizzazione del latte, a causa della salmonella. Tutto ciò è legato all’igiene del latte, esistono infatti varie normative riguardo a questo. Un latte a mano può essere più pulito rispetto a quello di impianti di mungitura meccanici, nel caso in cui gli impianti non sono igienizzati, ma a parte questo è più sicuro il secondo caso. Nella mungitura a mano vi è molto più a rischio del contatto del latte con una carica batterica.
• Cellule tipiche dell’animale (cellule somatiche), si intende cellula del soma, del corpo, quindi cellule tipiche dell’animale. Provengono non solo dalla ghiandola mammaria, ma in maggioranza dai leucociti e linfociti, sono cellule legate alla sanità del latte. Le cellule somatiche non sono pericolose, essendo cellule tipiche dell’animale, non sono cellule patogene. Entrambe devono essere bassi, ovvero l’igienità e sanità del latte. Il latte di animali malati non andrà in caseificio e latteria, vengono effettuati controlli e i valori dell’igiene del latte e sanità sono bassi. Le cellule somatiche sono indicatori, contenenti DNA dell’animale, utile nel caso di frodi alimentari (analisi del DNA).

Contaminanti del latte

Il latte non sempre (quasi mai) contiene contaminanti esterni:

• Sostanze inibenti (antibiotici, utilizzati per curare gli animali, detergenti, utilizzati per la pulizia di macchinari ecc., inibenti naturali e non).
• Agrofarmaci (insetticidi, erbicidi, fungicidi…).
• Metalli pesanti, sostanze in piccole quantità, naturalmente presenti e per contaminazione possono presentarsi nel latte (Cd, Pb, Hg, Cs 137 (cesio, isotopo radioattivo presente a seguito dell’incidente di Chernobyl), PCBs, diossine…).