Appunti di Chimica e tecnologia del latte

I principali paesi produttori di latte

I principali paesi produttori di latte sono l’India, gli Stati Uniti e la Cina. A scendere troviamo la Germania, Francia, Regno Unito, Polonia, Ucraina, ecc.

Produzione dell'UE

La produzione dell’UE ora sta aumentando poiché è stato eliminato il regime delle quote latte nel 2015. Tale regime, istituito negli anni '80, era servito a impedire che la produzione di latte nell’UE aumentasse in maniera continua provocando eccedenze e sbilanciamento economico. In questi anni si sono aperte delle possibilità di esportazione e questo è il motivo per cui tale regime è decaduto.

Sistema di pagamento e qualità del latte

Il sistema latte si basa su un sistema di pagamento in base alla sua qualità. È un sistema molto diffuso in tutto il mondo perché incentiva chi produce latte a fornire un prodotto con delle caratteristiche qualitative ottimali. Questo sistema si basa su alcuni parametri che incidono sul premio o penalizzazione del prezzo del latte. Tali parametri sono di tipo compositivo poiché questi incidono maggiormente sulla resa del formaggio prodotto. Importante è anche la qualità igienica del latte e perciò bisogna valutare la carica batterica, indicazione del fatto che nella stalla ci sono condizioni igieniche opportune. Bisogna considerare anche se il latte è raffreddato correttamente, infatti quando lo si munge ha la temperatura corporea della vacca, circa 39°, e se non viene raffreddato subito la carica batterica si moltiplica rapidamente.

Parametri igienici e sanitari

Gli sporigeni sono una parte della popolazione batterica in grado di produrre spore, perciò sono microrganismi prevalentemente del genere Clostridium o Bacilli, che quando rimangono nel formaggio durante la stagionatura provocano dei danni al formaggio perché si formano delle cavità all’interno causando il declassamento del prodotto. Bisogna quindi valutare la qualità anche in funzione di quanti sporigeni ci sono.

C’è poi un parametro sanitario, quello delle cellule somatiche, che si chiamano così perché derivano dal tessuto dell’animale in particolare della ghiandola mammaria. Quando avviene la sintesi del latte e durante la mungitura, la parte di queste cellule che rivestono la parete interna si sfaldano e finiscono nel latte. Questo è normale, perciò una certa carica nel latte è accettabile, ma se si alza vuol dire che le vacche sono soggette a mastite, infiammazione della ghiandola mammaria.

Funzionamento del sistema di pagamento

Il sistema funziona in questo modo: io azienda con te che mi fornisci il latte definisco un prezzo base (es. quest’anno il latte te lo pago 38,16 euro / 100 L, cioè 38 centesimi al litro). Te lo pago solo se mi dai un latte che sta in questa fascia neutra per tutti questi parametri: se il latte ha un contenuto di grasso tra 3,7-3,8 non hai né incentivi né penalità, stessa cosa per le proteine, cellule somatiche e carica batterica. Se invece, nel caso del grasso, hai un contenuto di grasso inferiore io ti tolgo un tot dal prezzo base. Se invece il contenuto di grasso è superiore te lo pago di più dandoti un incentivo. Va notato che in realtà questi incrementi o penalizzazioni sono minime, perché parliamo di 2 centesimi su 100 L. Se questo sistema deve incentivare la qualità dovrebbe essere incentivante, quindi questi incrementi o penalizzazioni devono essere significativi, infatti sono le cooperative a fare delle politiche di maggiore incentivo. Le cooperative sono sistemi dove c’è un interesse di tutti a fornire del buon latte perché poi i proprietari delle stalle sono i soci delle cooperative e che quindi hanno un ritorno economico se il latte ha una buona resa e se si fa un buon formaggio.

Modalità di pagamento nei diversi paesi

Alcuni paesi, in particolare l’Olanda e la Germania a differenza dell’Italia, pagano il latte non in base al volume ma in funzione del suo residuo secco. Quindi automaticamente non si è incentivato a forzare la produzione, impoverendo così la qualità compositiva del latte.

Qualità del latte in Italia rispetto agli altri paesi

Ci serve conoscere la composizione sommaria centesimale. La CSC si chiama così perché “sommaria” vuol dire “arrotondata”, quindi vengono considerati solo i macrocomponenti (grasso, proteine, zuccheri, sali e acqua). “Centesimale” perché la somma dei macrocomponenti è circa pari a 100 e si esprime con un rapporto in peso del componente su volume di latte g/100 mL. Il latte è un liquido quindi è più facile misurarne il volume e il componente lo si ottiene con una determinazione ponderale e quindi lo si ha in peso. Nella tabella è presente sia un valore medio, che il range di variazione fisiologico di questi componenti. In realtà questo valore medio corrisponde alla composizione effettiva del latte che abbiamo nelle nostre zone, dove la razza più diffusa è la Frisona. In alcune zone ci sono altre razze e perciò la composizione si può discostare un pochino. Il latte è fatto principalmente d’acqua, 87% e quindi un residuo secco del 13% (si chiama così perché lo si ottiene per evaporazione del latte in una stufa). I costituenti restanti sono il grasso (3,9), le proteine (3,4), il lattosio (4,8) e i sali (1,1). Se guardiamo i loro range di variazioni si nota che sono molto ampi per causa della variabilità individuale. Questa composizione non ha vincoli legali, se non per il contenuto di proteine del latte vaccino, secondo cui se si va al di sotto di 2,9 g/100 mL non verrà più considerato latte. Il motivo di ciò è che il contenuto di proteine è regolato molto a livello genetico, mentre il grasso cambia tanto a seconda dell’alimentazione.

Variabilità del lattosio e dei sali minerali

Il lattosio varia molto meno perché, insieme ai sali, determina la pressione osmotica del latte e quindi il latte è isotonico rispetto al sangue (la concentrazione di soluti totali nel sangue è pari a quella del latte per cui ci sono scambi di molecole tra i due sistemi). I sali minerali sono la parte inorganica, in realtà più spesso troviamo nelle tabelle o certificati il termine ceneri, perché analiticamente la cosa più rapida è eliminare con un unico passaggio tutta la sostanza organica attraverso una combustione. Quello che rimane sono le ceneri, quindi un valore che si determina in questo modo è un po’ più basso perché nei sali minerali del latte c’è una piccola quota di sali che si ossidano in queste condizioni o che perdono una componente organica che fa parte della molecola. Bisogna quindi essere consapevoli che il dato di ceneri sottostima un po’, altrimenti per i sali dovrei andarli a determinarli uno ad uno.

Fattori che influenzano la composizione del latte

Quello che fa variare la composizione del latte sono la specie, in particolare il latte vaccino rispetto a quello umano sono diversi poiché cambiano i rapporti tra proteine, tipi di proteine, ecc. I latti per l’infanzia che troviamo al supermercato sono “umanizzati”, cioè prendo il latte vaccino e ne modifico la composizione in modo da avvicinarlo a quello del latte umano, che non può essere venduto nel mercato. Il latte di capra è più simile al latte bovino e umano, il latte di pecora ha un residuo secco più alto poiché è molto più grasso e più ricco di proteine. Il latte di bufala ha un contenuto di residuo secco anch’esso per la ricchezza in grasso e proteine, per cui la produzione di mozzarella di bufala ha una resa più alta rispetto a quella dal latte vaccino. Il latte di asino ha un contenuto di proteine molto basso per cui poco allergenico.

Importanza della razza e del singolo individuo

A parità di specie, stando quindi nel latte bovino, importante è il fattore della razza e del singolo individuo. Il lattosio in tutte le razze è più o meno lo stesso, mentre il contenuto di grasso può cambiare molto sia per motivi genetici che per l’alimentazione: la Jersey per esempio è quella con un contenuto molto alto di grasso 5%; la Frisona è una razza sulla quale è stata fatta una forte selezione verso la produzione elevata con una variabilità minore di grasso e un valore medio più basso rispetto le altre razze.

Influenza di stagioni e alimentazione

Durante l’anno il contenuto di grasso e di proteine è fisiologicamente più basso perché nei mesi più caldi l’animale è sotto stress, motivo per cui il latte di estate ha una resa alla trasformazione più bassa e quindi la quantità di coagulanti deve essere più alta. Ci sono dei fattori sui quali fino a un certo punto si può intervenire. L’alimentazione è importante perché tutto ciò che la bovina ingerisce poi viene rielaborato a livello ruminale. La stabulazione è importante, in particolare l’esposizione degli animali alla luce e quindi la sintesi della vitamina D di cui c’è il precursore nel foraggio. Questo è uno degli aspetti su cui i regolamenti recenti sul benessere animale stanno andando a intervenire, mettendo dei vincoli sulla gestione delle stalle. Quindi cominciano ad esserci dei prodotti che sull’etichetta indicano “ottenuto da latte di stalle che rispettano il regolamento sul benessere animale”.

Mungitura

La mungitura è un altro aspetto importante: la mungitura interrotta (se non svuoto completamente il latte raccolto) o incompleta modificano la composizione del latte. Il latte richiede tempo all’animale per sintetizzarlo, quindi il classico sistema è fare due munte nelle 24 h (al mattino presto e alla sera), ma adesso si comincia a dire che se queste vacche sono state selezionate e portate a produrre 30 litri di latte o più ad ogni munta, vuol dire che l’animale va in giro con una mammella pienissima di latte e ciò indica una situazione di disagio per l’animale. Per cui ci si sta rendendo conto che è meglio fare 3 munte nelle 24 h permettendo all’animale di sopportare un peso minore nelle mammelle. Sono stati introdotti dei robot di mungitura, box dove l’animale vi entra e alla quale si attacca automaticamente un blocco di mungitura attaccato ad una pompa. In questo box le bovine entrano spontaneamente, ma per invogliarle all’interno di tale box c’è una “mangiatoia” con mangime gradito. Essendo libero questo sistema, ci saranno bovine con produzione più alta che possono andare anche 4-5 volte nelle 24 h a farsi mungere, mentre quelle più pigre e meno attirate dal mangime possono andare anche meno delle 2 munte. Questa situazione sta andando contro il discorso del benessere animale e contro la qualità del latte, perché se mi faccio mungere 4 volte vuol dire che tra una munta e l’altra passano poche ore, ma siccome la sintesi del latte richiede un certo tempo quel latte che si raccoglie nella cisterna non è detto che sia adatto in composizione. Inoltre il latte di ritenzione è quello che rimane nella mammella se la mungitura non è completa e questo latte si altera perché all’interno della mammella e nei capezzoli c’è una microflora che può portare alla mastite.

Influenza del clima

Poi c’è un effetto del clima, che spiega anche perché le vacche in un ambiente freddo e secco stanno meglio piuttosto che in un ambiente caldo. Infatti lo stress da calore può determinare delle modifiche sulla composizione del latte che poi non si recuperano quando poi riportiamo la bovina a temperature più idonee.

Definizione e caratteristiche del latte

Il latte è definito come il prodotto della mungitura regolare e ininterrotta di animali in:

• Buono stato di salute
• Corretta lattazione
• Corretta alimentazione

Il latte si considera crudo se non ha mai raggiunto una temperatura superiore a 40°. Quindi se devo fare un formaggio a latte crudo, devo far sì che dalla stalla dove viene munto a 39-40° arrivi nella caldaia dove non ha mai superato tale temperatura, può solo andare sotto. Andando più nello specifico, il latte è un sistema chimicamente e fisicamente eterogeneo, cioè caratterizzato dalla presenza di fasi diverse. Per fase si intende la parte omogenea in un sistema eterogeneo. Per il grasso si parla di fase emulsione, per la caseina di dispersione colloidale ecc.

Stabilità delle fasi del latte

Le fasi del latte sono stabili fino ad un certo punto: se prendo il latte crudo e lo lascio in sosta, all’inizio ha l’aspetto di un liquido omogeneo e bianco dove non viene percepita la sua eterogeneità, mentre in seguito si formerà uno strato di crema in superficie. Se aspetto ancora noterò che la parte sottostante la crema non sarà più liquida, bensì gelifica aumentando di viscosità, occupando però lo stesso volume di prima. Ma perché gelifica? In un latte crudo sostanzialmente si sviluppa la flora lattica con un abbassamento di pH che fa interagire le micelle di caseina. Dopodiché se aspetto ancora, questo reticolo formato dall’interazione delle micelle si contrae separandosi sul fondo. Nella fase acquosa che rimane, il siero, sono presenti le sieroproteine che vengono destabilizzate solo termicamente.

Indici chimico-fisici del latte

Gli indici chimico-fisici sono dei parametri analitici di facile e rapida determinazione che forniscono indicazioni su eventuali anomalie del latte, attitudine alla trasformazione e possibili sofisticazioni. La densità è importante perché serve per trasformare il peso del latte nel volume corrispondente. Questo perché quando arriva l’autobotte la si pesa per sapere il peso. Scarico → poi il latte e la ripeso vuota – peso lordo tara = peso netto Dal peso devo tornare al volume perché il prezzo del latte viene concordato a litro. La misura la si fa con il termo-lattodensimetro di Quevenne, che al suo interno ha un termometro poiché la densità di riferimento è considerata a 20°, ma il latte arriva a 6°.

pH del latte

Il pH del latte è un indice fondamentale, tanto è vero che in genere si misura anche questo prima di scaricare il latte. Il pH normale del latte non è 7 ma è un po’ più basso (6,5-6,7) perché contiene caseina, una proteina con un punto isoelettrico intorno a 4,5. Consideriamo il pH perché il latte è un sistema tampone molto forte cioè il suo pH tende a restare normale dovuto al fatto che il latte contiene una quota importante di proteine (3,4%) che hanno una serie di gruppi carichi positivamente o negativamente e quindi ha la capacità di assorbire le variazioni di pH dovuti a una aggiunta di acido o base. Se il pH tende a restare stabile, nel momento in cui invece trovo un valore di pH fuori dal range di normalità, vorrà dire che c’è stato uno sviluppo di acido tale che ha saturato tutte le cariche disponibili sulle proteine. Stessa cosa se ci fosse un’aggiunta di una base in quantità importante. Mi dà quindi l’idea di una situazione fortemente compromessa: se per esempio da 6,7 vado a 6,9 mi devo già preoccupare e anche se da 6,7 vado a 6,3.

Condizioni di pH anomali

Le situazioni in cui posso trovare un pH superiore a 6,7 sono:

• Latte mastitico (la mastite è un’infiammazione della ghiandola mammaria che altera la capacità di sintesi della mammella facendo scendere il contenuto di caseina)
• Latte povero in caseina (perché geneticamente magari le vacche di quella stalla non sono particolarmente selezionate su questo parametro)
• Latte fine lattazione (la composizione del latte si impoverisce perché le energie della vacca si concentrano sulla crescita del vitello prima della nascita)

Le situazioni in cui posso trovare un pH inferiore a 6,5 sono:

• Latte acidificato (carica batterica che non è stata tenuta sotto controllo che potrebbe essersi sviluppata perché non è stato refrigerato adeguatamente il latte o per contaminazione dell’autobotte ecc)
• Cambio alimentazione (nel passaggio di stagione c’è una fase di adeguamento degli scambi salini degli animali, ma questa è una situazione gestibile)
• Latte colostrale (latte non ancora propriamente arrivato alla sua composizione ottimale. Appena avviene il parto il primo liquido secreto è il colostro, destinato ai vitelli. Questo colostro poi si modifica in composizione nel corso di circa 7-8 gg arrivando a quella di latte normale. Nel colostro la quantità di proteine è molto elevata è perciò abbassa leggermente il pH)

Titolazione per l'acidità del latte

Devo capire la ragione di questa situazione anomala, per fare ciò mi servo di un altro indice chimico-fisico. La titolazione è una tecnica analitica che consiste nel far reagire una soluzione a titolo noto di un reagente con un volume noto di una soluzione a titolo non noto contenente l’analita. In particolare la titolazione è un tipo di titolazione utile per determinare la concentrazione ignota di un acido o una base, mediante una reazione di neutralizzazione che porta alla formazione di un sale più acqua. In questo caso misuriamo l’acidità del latte attraverso titolazione fermandosi a pH 8,6. Per rivelare questo pH posso usare un indicatore che si chiama fenolftaleina che al pH del latte è incolore, mentre a pH 8,6 diventa rosa.

Perché arriviamo a pH 8,6? Si parte dal pH del latte fino al viraggio della fenolftaleina quindi salifichiamo le funzioni che hanno un pK di dissociazione in questo intervallo. Nel latte c’è del fosfato che tiene insieme le micelle con dei ponti fosfato di calcio.