Tecnologie lattiero casearie

TRASVERSALI AL SETTORE L ATTIERO

CASEARIO

L A STANDARDIZZAZIONE DELLE C ARATTERISTIC HE DEL

L ATTE

Standardizzare significa regolare, portare ad un valore definito: la standardizzazione può

quindi essere “al ribasso” o può essere “al rialzo” in funzione del rapporto tra gli obiettivi di

processo e le caratteristiche della materia prima. I motivi per cui occorre standardizzare

sono due:

1. RIPRODUCIBILITÀ DI PROCESSI: uso efficiente degli impianti ed ottimizzazione delle

rese di trasformazione;

2. RIPRODUCIBILITÀ DELLE CARATTERISTICHE DEI PRODOTTI: identità,

riconoscibilità da parte del consumatore, conformità a standard di prodotto (volontari/

cogenti).

TECNIC HE DI STANDARDIZZAZIONE DEL GRASSO DEL

L ATTE

1. Tecnica empirica-industriale —> affioramento spontaneo

AFFIORAMENTO SPONTANEO: La velocità di affioramento è definita dalla legge di

• Stokes, occorre ricordare che la driving force dell’operazione è l’esistenza della differenza

di densità; ci sono poi altri fattori come il diametro dei globuli (medio 3-4 micron) o la

temperatura (ricordiamo da operazioni unitarie, che la legge di Stokes è puramente

applicabile a fluidi con particolati che non danno interazioni tra loro; i globuli di grasso

danno interazioni). Occorre considerare il tempo a disposizione, generalmente la

separazione per affioramento è una operazione che viene effettuata overnight: solitamente

più è lungo il tempo a disposizione per la separazione, maggiore la quantità di grasso

affiorato in superficie e maggiore lo spessore dello strato di crema. In generale la frazione

di crema è pari a circa il 10-5% del volume del latte; la concentrazione di grasso nella

crema è tra il 20 ed il 40%. Anche lo spessore del latte è importante: ogni globulo (la

distribuzione del grasso nel volume del latte è omogenea) avrà una distanza diversa da

percorrere per raggiungere la superficie in funzione della sua posizione al tempo 0 e dello

spessore dello strato di latte (da pochi a decine di cm). Il latte alla fine del periodo di sosta

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presenta una distribuzione stratificata del suo contenuto di grasso (decrescente dall’alto

verso il basso), con una linea di separazione della crema più o meno precisa (gradiente di

concentrazione). La gestione delle condizioni di separazione (tempo, spessore, …)

permette quindi di ottenere un volume di latte (90-95% del latte iniziale) parzialmente

scremato con il tenore di grasso voluto ed il restante complemento di crema. Nelle

condizioni praticabili non si ottiene latte magro perché la durata della sosta non può

superare periodi di oltre due giorni a causa

dell’incremento del rischio di crescita microbica

oltre la soglia di accettabilità. La temperatura di

sosta del latte è compatibile con la crescita

microbica, selezionando lo sviluppo di batteri

psicrotrofi. La crescita microbica nella fase

magra (ovvero nel latte), dipende dalle specie

microbiche presenti e dalla loro velocità di

crescita, nonché quindi dalla durata della sosta.

Alla fine del periodo di affioramento, la carica

microbica del latte parzialmente scremato è la

risultante di due effetti competitivi: la crescita microbica (se c’è stata o meno) che

determina un aumento del numero dei m.o. e l’effetto dovuto alla separazione dei m.o.

associati alla fase grassa (quando il globuli di grasso affiorano, si possono avere interazioni

tra NAG e NAMU dei microorganismi e delle proteine definite agglutinine presenti sulla

membrana del globulo di grasso, unitamente ad un

effetto di tipo fisico, con la creazione di una sorta di

maglia di globuli che trascinano in superficie i

microorganismi presenti in sospensione) che porta

alla riduzione della carica microbica nel latte. La

carica microbica nella crema di affioramento (o

panna) è sempre maggiore rispetto a quella del latte

scremato, appunto dovuto a quest’ultimo effetto

visto. I trattamenti da applicare per la riduzione del

contenuto microbico all’interno della panna variano

in funzione dell’utilizzo finale di tale sottoprodotto (burro o panna ad uso alimentare). Le

spore batteriche, in quanto forma di resistenza del m.o., non si duplicano durante la sosta

del latte: ne deriva che la carica totale di spore nel latte affiorato è inferiore a quella del

latte iniziale e la carica della crema è maggiore rispetto alla carica iniziale. Ricordiamo che

le spore totali del latte sono date dalla somma tra le spore totali del latte affiorato e dalle

spore totali della crema. Le condizioni praticate di affioramento fanno parte della storia del

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caseificio: si va da vasche contenenti poche decine di litri a sistemi che contengono decine

di migliaia di litri, passando in transizione attraverso le tradizionali vasche di affioramento

(del Grana Padano o del Parmigiano Reggiano che sono di circa 1000/1200 litri).

Ricordiamo che le tecniche di separazione del grasso per affioramento NON sono tecniche

destinate alla produzione di latte alimentare.

2. Tecniche industriali —> separazione centrifuga o estrazione con

CO supercritica.

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Da un punto di vista fondamentale, i criteri alla base della separazione dei globuli di grasso

sono gli stessi della separazione per affioramento (driving force = differenza di densità),

unica variante è l’accelerazione esercitata che non è più gravitazionale ma centrifuga. La

portata di alimentazione del separatore è specifica della macchina e può raggiungere anche

70.000L/h. L’efficacia della separazione varia in funzione di:

Temperatura del latte (maggiore a caldo);

- Distanza tra i dischi;

- Portata di alimentazione;

- Diametro di globuli.

-

Le macchine usate per regolare il contenuto di grasso del latte sono differenti dalle macchine

utilizzate per eliminare le impurezze (chiarificatori) o per ridurre la carica microbica

(bactofuga). La regolazione o titolazione del tenore di grasso avviene per miscelazione in

linea di latte scremato (magro, con % di grasso inferiore allo 0,05) e crema separata grazie

all’azione combinata di un sistema di misurazione della % di grasso della crema, di due

misuratori di flusso che gestiscono la quota di crema da miscelare con il latte magro e la

quota di surplus da avviare ad altri utilizzi. Il latte magro non può avere titolo inferiore allo

0,05%, in quanto si tiene in considerazione la distribuzione delle dimensioni dei globuli di

grasso.

TECNIC HE DI STANDARDIZZAZIONE DELLE PROTEINE

DEL L ATTE

PER LA STANDARDIZZAZIONE DELLE PROTEINE TOTALI (SIEROPROTEINE E

CASEINE): 22

1. ADDIZIONE DI LATTE IN POLVERE (% in proteine più elevata poiché è

concentrato), i requisiti da valutare sono la composizione del latte magro in polvere

(lattosio al 49-52%, proteine al 35-37%, minerali al 7,5-8,0%, acqua al 3-5%, grasso

0,7-1,3%) e la solubilità di questo, nonché la sua attitudine alla coagulazione presamica

(se destinato a caseificazione). L’addizione può avvenire attraverso dispersione diretta

nel latte, oppure attraverso una dispersione concentrata in acqua e quindi dopo

idratazione per sosta a 4°C, miscelazione di latte fresco e latte concentrato ricostituito in

proporzione idonea ad ottenere la composizione proteica prevista per il latte da

trasformare (ricordiamo che in questo caso aumenta oltre al tasso proteico anche il tasso

glucidico).

2. ULTRAFILTRAZIONE, si ha un aumento del tenore proteico del latte al valore target

per concentrazione con membrane di UF (10-50 Kda). Generalmente l’UF viene

applicata a latte magro per consentire la successiva standardizzazione anche del rapporto

tra grasso e proteine. La riduzione del volume fino a 6 volte determina il valore di

concentrazione delle proteine nel ritenuto (della membrana). Esempio applicativo:

L’obiettivo è quello di portare, ad esempio, la concentrazione proteica del latte da 3,20%

a 3,50% (peso/volume); la membrana ritiene tutte le proteine, il fattore di

concentrazione delle proteine è uguale al fattore di concentrazione in volume del latte

(3,50/3,20=1,09). Le possibilità di

operazione possono essere differenti: UF

di tutto il volume del latte con riduzione

di volume da 100L a 91,4L (devo calcolare

che ci siano 8,6L di permeato, 100 litri x

32g/L = 3,2Kg proteine = 91,4L x 35g/L).

Un'altra soluzione è quella di ultra-filtrare

un’aliquota di latte a fattore di

concentrazione superiore (ad esempio 5) e

miscelare il ritenuto con la restante parte

di latte; i vantaggi di questa soluzione

sono quelli di poter ottenere con un

singolo processo di UF differenti livelli di

proteine giocando sui rapporti di

miscelazione. Il processo viene realizzato sulla base del rapporto tra valore iniziale e

valore desiderato del fattore di concentrazione, che ci permette quindi di ottenere la

permeazione del volume necessario di permeato. Per questo scopo si utilizzano dei

misuratori di portata con totalizzatore che integra il valore di portata volumetrica

istantanea (metri cubi/secondo) moltiplicandolo per il tempo (s) oppure la misurazione

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della massa del permeato filtrato. La tecnica di filtrazione utilizzata è differente per

volumi ridotti (batch) e per volumi importanti (continuo).

3. ADDIZIONE DI “MILK PROTEIN CONCENTRATES MPC”, sono proteine

concentrate, provengono da concentrati di ultrafiltrazione o da co-precipitazione termica

(che però coagulano molto poco a causa dell’associazione sieroproteina-caseina). Il

tenore in proteine è variabile ed ha diverse proprietà funzionali in funzione della

formulazione. Esistono in formulazione liquida (a breve shelf life) o anidra. Questi

preparati vengono addizionati al latte in porzione variabile ad ottenere la composizione

proteica prevista per il latte da trasformare.

PER LA SOLA STANDARDIZZAZIONE DELLE CASEINE:

1. MICROFILTRAZIONE 0,1 MICRON: è un processo di aumento selettivo del tenore di

caseina del latte al valore target per

concentrazione con membrane di MF (0,1

micron). La microfiltrazione è applicata

esclusivamente al latte magro, per consentire la

successiva standardizzazione anche del rapporto

tra grasso e caseine. La riduzione di volume

determina il valore di concentrazione delle

caseine nel ritenuto (dalla membrana).

2. ADDIZIONE DI CASEINATO/CASEINA

MICELLARE: le forme di caseina presenti sul

mercato sono differenti;

Presamica: per coagulazione con caglio;

• Acida: per precipitazione a punto iso-elettrico;

• Sali di caseina acida (caseinato): per neutralizzazione con alcali (NaOH, Ca(OH),

• etc, …);

Micellare: per microfiltrazione;

• Sono disperdib