prof. De Noni Qualità Funzionalità Latte Derivati, Appunti di lezione

QUALITA' LATTE - (De Noni)

1. QUALITA'

Qualità merceologica

• Genuinità (presenza o meno di mp ed ingredienti non dichiarati in etichetta o non

o consentiti)

Tipicità

o Standard definiti

o Classi merceologiche, tecnologiche

o Parametri di processo idonei e non consentiti

o Qualità igienica (sicurezza d'uso=

o Qualità nutrizionale

o Qualità funzionale

o Tecnologica

 Bioattività



Markers molecolari

• Di prodotto

o Di processo

o Neoformazione: derivanti da reazioni indotte dal processo applicato

 Modificazione di nativi



Principali problematiche analitiche

• o

Utilizzo di mp diverse dal latte liquido

 Origine (per legge EU determinata dallo step qualificante del prodotto).

 Mancata rispondenza all'eventuale denominazione di origine



2. LATTE ALIMENTARE

Normativa

• Definizione di latte crudo (853/2004)

o ...Non riscaldato a più di 40 gradi o trattamento avente effetto equivalente



Definizione dei trattamenti termici nel regolamento 853/2004

o Ricorda f0 value (= connessione tempo e temperatura)



Obbiettivi ed effetti dei trattamenti termici del latte

• Termizzazione (60°C x 15s)

o O: ridurre la carica microbica (psicrotrofi sopratutto)

 E: nessun cambiamento irreversibile



Patorizzazione (72°c x 15 s)

o O: distruggere i patogeni e ridurre la carica microbica

 E: minime alterazioni e pr batteriostatiche inalterate



Pastorizzazione a temperatura elevata (85°c x 15s // 120°C x 1-2s)

o O: distruggere le forme vegetative, in certi trattamenti anche parte delle

 spore

E: minimi cambiamenti irreversibili ma comunque in grado di favorire lo

 sviluppo del gusto di cotto. Inattiva le propr. batteriostatiche naturali.

Sterilizzazione UHT (135-150 x qlc secondo)

o O: distruggere tutti i mo e le spore

 E: evidenti cambiamenti irreversibili e sviluppo del gusto di cotto. Inattivati

 gli enzimi nativi ma non tutte le lipasi e proteasi batteriche

Sterilizzazione in bottiglia (110-130°C per 30 minuti)

o O: uguale UHT

 E: forti cambiamenti irreversibili. Inattivati tutti gli enzimi



Singificato dei binomi tempo-temperatura

• Temperature alte per tempi brevi complicazione tecnologica giustificata per

o distruggere le forme microbiche e danneggiare il minimo il latte

Studi di cinetica

o Ea --> energia minima per innescare una certa reazione

 q10 --> incremento di velocità che quella reazione ha per un aumento di 10

 gradi.

Questi due parametri sono diversi per ogni reazione





La distruzione batterica ha un q10 molto elevato rispetto alle reazioni chimiche

o

Marker molecolari danno termico

• Molecole termolabili naturalmente presenti nel latte (enzimi, sp, nucleotidi)

o Molecole di neo-formazione derivanti dal trattamento termico applicato (furosina,

o lisinoalanina, lattulosio)

Inattivazione enzimi endogeni del latte

o Fosfatasi alcalina

 Lattoperossidasi



Molecole termolabili presenti naturalmente nel latte: sieroproteine

o Interazioni con caseine --> coating delle micelle dopo denaturazione

 Denaturazione termica delle sieroproteine

 Sieroproteine solubili (L 169/89) % prot totali

 Crudo 18%

 pastorizzzato alta qualità 15.5

 fresco past. 14

 past elevata temp 11-14



b-LG solubile

 crudo 3000-3300

 Past alta qualità 3000-3200

 fresco past >3000

 Alta temp >2300



Molecole di neoformazione derivanti dal trattamento termico applicato

o furosina --> indice della reazione di Maillard

 Ea molto bassa

 Tra uno zucchero riducente e gruppo amminico libero di un AA

 (glicazione). Lisina+ lattosio

Si generano composti di amadori fino ad arrivare agli AGE's in fase

 avanzata

Metodo determinazione furosina

 aliquota di campione idrolizzata a 110 gradi con HCl

 Si formano 3 composti in quantità stechiometriche precise tra

 cui furosina

Dosaggio furosina semplice



Livelli FUR

 Latte alimentare: 8,6 mg/100g prot



Lattulosio (galattosio + fruttosio)

 Epimerizzazione del lattosio (facilitata dall'alcalinità)



Rapporto lattulosio-furosina nel latte sterilizzato significato analitico

 relazione lineare normalmente

 Shift verso destra (asse y lattulosio - asse x furosina) aggiunta latte in

 polvere

Shift verso l'alto per aggiustamento pH di latte acidificato



Durabilità - shelf life

• Tecnologie per aumentre la durabilità del latte (volte a ridurre la carica microbica)

o Pastorizzazione a temperatura elevata (fino a 8 riduzioni decimali di batteri)

 Bactofugazione (1-2 riduzioni decimali soprattutto spore)

 Proceso fisico di separazione dei microrganismi, delle cellule

 somatiche e di parte delle spore sulla base della loro densità,

realizzato tramite centrifugazione (10.000 g) del latte.

Rimosse le micelle caseiniche più grosse con conseguente riduzione

 del titolo proteico (0.1%), che fa un 3% di resa per un formaggio

come il grana

Microfiltrazione (2-4 riduzioni decimali)

 Effetto di esclusione (non passano battteri, grasso non totalmente e

 totalmente non passano le cellule somatiche)

Microfiltrazione con trattamento termico differenziato della crema

 Microfiltrazione del latte senza trattamento termico della crema



Invecchiamento del latte fresco pastorizzato

o fenomeno biochimico che dipende da:

 Qualità igienico sanitaria del latte crudo ossia contaminazione

 batterica e carica leucocitaria

Temperatura di raccolta e trasporto del latte crudo

 Tempo che intercorre tra mungitura e trattamento

 Asportazione fisica di batteri, spore e cellule somatiche

 temperatura di conservazione del latte confezionato



Pastorizzazione non è barriera termica per:

 Proteasi e lipasi di pseudomonas e leucociti

 proteasi native e batteriche proteolisi aspecifica su tutte le

 frazioni caseiniche

Proteolisi specifica dell'enzima plasmina sulla b-caseina

 (attivatore del plasminogeno nei leucociti che va ad attivare la

plasmina presente nel latte)

Spore



3. TECNOLOGIE DI FILTRAZIONE

Sistemi operativi nel quale una o più pompe spingolo il fluido da filtrare su particolari

• membrane, sfruttando il meccanismo di filtrazione tangenziale

Permeato: frazione di prodotto che attraversa la superficie della membrana

o Retentato: frazione residua concentrata costituita da molecole che non permeano la

o membrana in quanto di dimensioni superiori al diametro dei pori della membrana

Autonomia di lavoro più elevata della filtrazione convenzionale

• prevenzione della polarizzazione della membrana (sporcamento progressivo)

• Possibilità di lavaggio CIP per ripristinare la capacità filtrante della membrana

• parametri fondamentali

• Caratteristiche della membrana in particolare cut-off (permeabilità)

o pressione e temperatura di esercizio

o velocità di flusso e viscosità del fluido da filtrare

o

Impiego nel settore lattiero-caseario

• RO: de-idratazione di latte, siero e permeato da UF

o NF: usata quando è necessaria una parziale de-mineralizzazione di siero, latte,

o retentato UF o permeato UF

-2 -1

UF (10 , 10 micrometri):

o concentrazione delle proteine nel latte

 standardizzazione del contenuto proteico per formaggi, yogurt ecc.

 -1 1

MF (10 , 10 micrometri)

o riduzione carica batterica nel latte scremato, siero, saline

 Scrematura del siero per produzione WPC e frazionamento proteine



Materiali membrane

• Configurazione delle membrane

• Piane --> impaccate come gli scambiatori a piastre

o Spirale --> membrane alternate a spaziatori. Sistemi a stella per evitare l'uscita del

o permeato con l'effetto a cannocchiale

Fibra cava --> grandissimi superfici in poco spazio

o Tubolari --> MF

o

4. FORMAGGIO

Indici di qualità per il latte da caseificare

• Chimici

o Elevato contenuto in caseina e grasso

 Più caseina ho più aumenta la resa, dopottutto la caseificazione è

 definibile come processo di concentrazione della caseina

Assenza di antibiotici

 Attitudine alla coagulazione presamica



Microbiologici

o Bassa contaminazione da microflora anticasearia

 Presenza di batteri lattici

 Bassa contaminazione da sporigeni (contaminazione fecale)

 Gonfiore precoce

 coliformi

 propionici

 batteri lattici etero-fermentanti



Gonfiore tardivo

 Colstridium

 Anaerobiosi

 trigger

 redox basso



Igienici

o Bassa carica leucocitaria



Genetici

o Attitudine favorevole di razza e individuo

 Varianti genetiche della k caseina

 Ka e kb. La kb ha maggiore resa

 La pressione selettiva sulla kb determina anche una selezione sulla

 beta caseina A1

Riconoscimento dell'utilizzo di latte di vacca nella produzione di formaggi da latte di

• specie minori

(si sfruttano le diversità genotipiche delle proteine tra specie animali)

o Elettroforesi

o marker: alfaS caseina

 limitazioni: non va bene per formaggi maturi, viene idrolizzata



Isoelettrofocalizzazione

o marker: y2 e y3 caseine (prodotti di idrolisi delle caseine)

 limitazioni: nessuna



HPLC

o marker: sieroproteine

 limitazioni: denaturazione termica



Formaggi freschi a pasta filata

• peculiarità: il processo di fabbricazione permette di utilizzare mp come cagliate, latte

o in polvere e proteine del latte senza eccessivo scadimento delle proprietà funzionali

del prodotto

La legge 138/74 vieta l'utilizzo di latte in polvere al latte destinato alla

 trasformazione casearia

Necessità di sviluppare un metodo analitco in grado di riconoscere l'utilizzo

 in questi formaggi di latte in polvere

Limite furosina nella mozzarella

 12 mg/100 g sostanza proteica

 STG: 10 mg/100 g sostanza proteica

 HPLC della furosina



Caseificazione a Grana Padano

• Processo

o MP: latte crudo

 decremazionazione per affioramento

 miscelazione latte mattino con latte sera affiorato

 Latte in caldaia di rame

 Migliore conducilibilità termica

 Delta T per minuto è ciò che influenza la crescita degli mo.



Coagulazione

 Cottura fino a 53°C, taglio

 Stasi sotto siero (sineresi della cagliata)

 Acidificazione in fascera (48h)

 Fascera di teflon 24 ore

 Fascera bombata microforata



Salatura (25 giorni)

 Saline

 Gabbie



Maturazione (>9 mesi)



ALP (attività della fosfatasi alcalina) nel Grana Padano.

o lavorazione in caldaia --> taglio, cottura, sineresi della cagliata 1 h a 55°C

 Messa in fascera --> gradiente di progressiva inattivazione centripeta

 dell'ALP

Nel cuore della forma 55°C per 5h --> inattivazione fosfatasi alcalina

 Nell'immediato sottoscalzo residua ALP (raffreddamento molto più

 veloce)

Delta ALP tra esterno e interno del formaggio diviene indice di

 qualità --> discrimina l'utilizzo di latte crudo o meno.

Valore minimo di ALP fissato da una circolare MiPAF nel primo sottoscalzo

 di 300k mU/kg

Lisozima (E 1105)

o Enzima in grado di lisare la parete cellulare dei gram +

 Estratto dall'albume d'uovo

 Limitano (non la evitano) il gonfiore tardivo nei formaggi a pasta dura. La

 gestione precedente è quindi comunque importante

Essendo estratto dall'uovo deve essere riportato in etichetta come allergene

 Alternativa sono i nitrati, vietati in Italia



AA liberi

o GP e PR sono caratterizzati durante il loro processo di maturazione da una

 proteolisi elevata e specifica come nessuno

Proteolisi derivante da:

 Mo del sieroinnesto, enzimi com un sistema di taglio specifico

 proprio. Sieroinnesto tipico e solo di quella zona --> impronta

digitale

20% azoto presente sono AA liberi

 35g proteine --> 7g AA liberi su 100g



Modello chemiometrico di PR e GP: profilo quali-quantitativo degli AA

 liberi

Il livello di alcuni AA nel GR e PR ha un preciso significato analitico

 Formaggio grattuggiato: crosta non superiore al 18%.

 Crosta ha meno AA liberi (mo non crescono per la scarsa quantità di

 acqua e maggiore presenza di sale)

15% AA liberi del