Appunti di Biochimica Alimentare - modulo 2

RUOLO FONDAMENTALE SVOLTO DA CHIMOSINA

Obbedire al loro ruolo devono avere a disposizione delle sorgenti di azoto e l'oprendono dalle proteine presenti producendo delle proteasi in modo da poter recuperare gli aa dalle proteine presenti nel latte).

La prima cosa che dobbiamo sottolineare quando parliamo dell'utilizzo di questa miscela di enzimi è il fatto che non tutte queste miscele sono uguali, perché sono caratterizzate da proporzioni diverse di chimosina e pepsina. Ovviamente ciascun enzima ha la sua specificità di azione con cinetiche diverse le une dalle altre.

Seconda cosa, proprio in conseguenza di quei fenomeni di maturazione dell'RNA, all'interno di una stessa specie siamo in grado distinguere diverse isoforme di chimosina che derivano da diverso processamento del trascritto primario che codifica per questa proteina nei bovini. Quindi non soltanto abbiamo diversi rapporti tra chimosina e pepsina, ma a seconda della razza di bovina che stiamo considerando, possiamo avere anche chimosine diverse.

Questo ha un impatto sull'attività enzimatica. Ovviamente c'è anche una differenza tra cosa c'è in un animale giovane e cosa c'è in un animale cresciuto, perché quello giovane ha come unica sorgente di nutrienti il latte. La percentuale di chimosina rispetto alla pepsina si aggira (a seconda dell'origine delle specie interessate) tra il 55% nella bruno alpina e il 75% nell'ovina in Danimarca. Nell'animale adulto non ha più soltanto il latte come nutriente e quindi la pepsina diventa di gran lunga, in tutti i paesi, la proteasi prevalente.

I produttori di caglio, i cagliefici, mettono a disposizione una varietà di enzimi coagulanti per la produzione delle cagliate. Cosa differenzia queste diverse miscele di attività enzimatiche le une dalle altre? È il rapporto tra chimosina e pepsina. Questa particolare preparazione è fatta praticamente da sola chimosina. Si va poi a situazioni in cui la

La frazione di pepsina va via via aumentando. Cosa succede se metto più pepsina? Succede che vado a tagliare le caseine in posti diversi dal residuo 105-106 della k caseina. Questo è di grande interesse non al momento in cui faccio la cagliata, ma al momento in cui prendo la cagliata, la salo, la metto in una forma e la lascio invecchiare per fare il formaggio. Questo perché il periodo di stagionatura o maturazione, il formaggio va incontro ad una serie di tagli delle sue proteine. Ma se ci metto fin dall'inizio un enzima in grado di tagliare le proteine, più agevole sarà il processo di taglio successivo al momento della coagulazione. Posso ovviamente ulteriormente aumentare la frazione di pepsina presente e questo va bene per formaggi che devono maturare in tempi brevi (es. formaggi molli). Addirittura in alcuni casi si arriva ad avere 50-50 di chimosina e pepsina. Avere così tanta pepsina serve a fornire ai famosi batteri l'azoto necessario per farli crescere.

1. Cultura celtica dove le proteasi per fare il taglio della k caseina non vengono dagli animali, ma dal lattice di alcune specie vegetali (es. il cardo. Il comune pane degli alpini)
2. Sarda. Utilizzano enzimi proteolitici prodotti dai carciofi.

formazione di un reticolo polimerico proteico all'interno del quale ho inglobato l'acqua presente nel sistema. Questa è la cagliata.

Per trasformare la cagliata in formaggio:

1. Prendo la cagliata e rompo la sua struttura. Questa operazione serve a separare una parte più ricca in caseina (coagulo vero e proprio) dalla parte che contiene sieroproteine, lattosio e quello che rimane solubile. Sostanzialmente serve ad eliminare l'acqua nel sistema. Questo perché più faccio a pezzetti piccoli la cagliata, più tanta sarà l'acqua che perderà e quindi se voglio dei formaggi ricchi in proteine e povere in acqua romperò in pezzetti piccoli la cagliata, altrimenti mi limiterò a tagliarla in pezzetti più grossi e limiterò la perdita di acqua dal sistema.
2. Se voglio ulteriormente accentuare la perdita di acqua dal sistema posso aumentare la T del sistema: le caseine sono proteine intrinsecamente destrutturate, se aumento la T causo

• Ulteriore esposizione di residui idrofobici causando una maggior espulsione di acqua dalla cagliata.
• Ecco perché formaggi con struttura estremamente compatta (grana padano) hanno subito una rottura in pezzettini molto piccoli e un riscaldamento successivo.
• Ovviamente tutte queste operazioni sono accompagnate da cambiamenti di organizzazione strutturale delle proteine e quindi dipendono dal trattamento che la materia prima ha subito.
• Un latte omogenizzato fa fatica a coagulare rispetto a un latte crudo perché le micelle di caseina sono molto più piccole e quindi fanno più fatica a formare una struttura omogenea.
• Se poi andiamo a guardare le variazioni di idrofobicità in questi sistemi, vediamo che durante il processo di coagulazione noi creiamo nuovi siti idrofobici perché nelle regioni di adesione tra le micelle di caseina dove abbiamo pelato via la porzione idrofilica della k caseina, noi generiamo nuovi siti di legami per esempio per il famoso marcatore idrofobico.

fluorescente. Allora vediamo che le cinetiche sono diverse, a seconda delle dimensioni delle micelle, con una variazione diidrofobicità che è diversa nel tempo.

Abbiamo poi una serie di altri passaggi che ci consentono di trasformare il coagulo in formaggio. Su questi passaggi noi possiamo intervenire con degli enzimi che possiamo decidere di aggiungere a seconda di considerazioni di tipo economico, legate alla qualità del prodotto, legate alla conservabilità del prodotto.

Abbiamo un latte che non vuole coagulare. Per convincere per esempio un latte UHT a formare un coagulo possiamo creare artificialmente dei legami covalenti tra le proteine presenti nel sistema. Come si fa a crearli? Uno dei trucchi più importanti è l’impiego di un enzima di origine microbica, TRANSGLUTAMINASI e ciconsente di reticolare anche proteine che non hanno nessuna voglia di formare un reticolo tridimensionale. Questo enzima fa reagire una catena peptidica che contiene

un residuo di glutammina, con la catena lateraledi un aa che è la lisina. La transglutaminasi microbica elimina una molecola di ammmoniaca e forma unlegame ammidico tra il CO dell'ex carbossile della glutammina e l'aminogruppo presenza sulla catena lateraledella lisina. Questo legame lo chiamiamo legame isopeptidico perché è un legame ammidico, ma non èformato dal carbossile amminogruppo in posizione alfa sui nostri amminoacidi. Pero è un legame covalentee perfettamente stabile.

Questa operazione enzimatica è utilizzata in un numero crescente di contesti alimentari: da noi è pocoimpiegata nel settore lattiero caseario ma è molto impiegata nei paesi del nord europa dove non c'è lacultura del formaggio come nei paesi nativi come francia, italia e spagna. In generale l'impiego nel suddell'europa sono di solito riservati a settori dello yogurt, dove si può fare un eccellente controllo

lunga stagionatura, possono ospitare al loro interno spore di clostridio che provengono dalla conservazione del foraggio sotto forma di insilato che finiscono nel formaggio formando delle bolle. Per impedire che dentro ci cresca il clostridio si aggiunge il lisoz