Tecnologie lattiero casearie

TECNOLOGIE

L ATTIERO C ASEARIE

UNIPR III° STA

A.A. 2018/2019

1

IL LATTE: LE CARATTERISTICHE MISURABILI ............................................................................................................. 3

LE PROTEINE DEL LATTE .......................................................................................................................................

4

LA FRAZIONE LIPIDICA DEL LATTE ....................................................................................................................... 6

MINERALI ............................................................................................................................................................ 6

CARBOIDRATI E ZUCCHERI ................................................................................................................................. 6

PROPRIETA’ FISICHE DEL LATTE ............................................................................................................................

8

OPERAZIONI COMUNI TRASVERSALI AL SETTORE LATTIERO CASEARIO. TRASPORTO, RICEVIMENTO,

RAFFREDDAMENTO E STOCCAGGIO DEL LATTE .................................................................................................... 12

LO SCARICO DEL LATTE .....................................................................................................................................

15

RAFFREDDAMENTO ...........................................................................................................................................

16

OPERAZIONI OPZIONALI TRASVERSALI AL SETTORE LATTIERO CASEARIO ...........................................................

20

LA STANDARDIZZAZIONE DELLE CARATTERISTICHE DEL LATTE

.......................................................................... 20

TECNICHE DI STANDARDIZZAZIONE DELLE PROTEINE DEL LATTE ...................................................................... 22

LA STANDARDIZZAZIONE DEL pH del latte ........................................................................................................ 26

LA STANDARDIZZAZIONE DELLA CARICA MICROBICA DEL LATTE .....................................................................

26

LA TRASFORMAZIONE DEL LATTE IN FORMAGGIO ..............................................................................................

29

L’ADDIZIONE DELLO STARTER ...........................................................................................................................

32

I FORMAGGI A COAGULAZIONE ACIDA .......................................................................................................... 37

IL CAGLIO E LA COAGULAZIONE ENZIMATICA DEL LATTE ................................................................................ 38

IL TAGLIO DEL COAGULO

.................................................................................................................................. 44

L’ESTRAZIONE DELLA CAGLIATA DALLA VASCA DI COAGULAZIONE ............................................................... 49

OPERAZIONI FUORI DALLA VASCA DI COAGULAZIONE ................................................................................. 49

PORZIONATURA E CONFEZIONAMENTO ........................................................................................................

71

LE DEFINIZIONI NORMATIVE DI FORMAGGIO

.................................................................................................. 77

RESA DI TRASFORMAZIONE DEL LATTE IN FORMAGGIO ..................................................................................

82

IGIENE DI PROCESSO .......................................................................................................................................

85

IL LATTE “LIQUIDO” ALIMENTARE ........................................................................................................................ 88

TITOLAZIONE DEL GRASSO .............................................................................................................................

89

TRATTAMENTO TERMICO DEL LATTE .................................................................................................................. 91

CONFEZIONAMENTO ..................................................................................................................................... 106

STOCCAGGIO ................................................................................................................................................. 107

LO YOGURT (LATTI FERMENTATI) ........................................................................................................................

110

PREPARAZIONE DEL LATTE PER LA FERMENTAZIONE LATTICA ......................................................................... 116

TECNOLOGIE SPECIFICHE E CARATTERISTICHE DI VARIETà DI YOGURT ...........................................................

124

LATTE CONDENSATO, ESSICCATO (IN POLVERE) E DERIVATI DA OPERAZIONI DI FRAZIONAMENTO .................

126

LATTE CONCENTRATO (O EVAPORATO O CONDENSATO) .............................................................................. 126

LATTE IN POLVERE ........................................................................................................................................... 131

I DERIVATI DEL FRAZIONAMENTO DEL LATTE (caseine e proteine concentrate del latte) ..................................... 137

DOMANDE TECNOLOGIE LATTIERO-CASEARIE .................................................................................................... 142

2

IL L ATTE: LE C ARATTERISTIC HE

MISURABILI

Requisiti di base stabiliti dal Reg. (CE) 853/2004

Il latte crudo deve provenire da animali:

a) che non presentino sintomi di malattie infettive trasmissibili all'uomo;

b) che denotano uno stato sanitario generale buono e non evidenziano sintomi di malattie

che possano comportare una contaminazione del latte e, in particolare, non sono affetti da

infezioni del tratto genitale con scolo, enteriti con diarrea accompagnate da febbre, o

infiammazioni individuabili della mammella;

c) che non sono affetti da ulcerazioni della mammella tali da poter alterare il latte;

d) ai quali non sono stati somministrati sostanze o prodotti non autorizzati, ovvero che non

sono stati oggetto di un trattamento illecito ai sensi della direttiva 96/23/(CE); e…

e) …per i quali, in caso di somministrazione di prodotti o sostanze autorizzati, siano stati

rispettati i tempi di sospensione prescritti per tali prodotti o sostanze.

2. a) In particolare, per quanto riguarda la brucellosi, il latte crudo deve provenire da:

i) vacche o bufale appartenenti ad un allevamento che, ai sensi della direttiva 64/432/CE 1 è

indenne o ufficialmente indenne da brucellosi;

2. b) per quanto riguarda la tubercolosi, il latte crudo deve provenire da:

i) vacche o bufale appartenenti a un allevamento che, ai sensi della direttiva 64/432/CE, è

ufficialmente indenne da tubercolosi.

3. Tuttavia, il latte crudo proveniente da animali che non soddisfano i requisiti di cui al

paragrafo 2 può essere utilizzato previa autorizzazione dell'autorità competente:

a) nel caso di vacche e bufale che non presentano reazione positiva alle prove per la

tubercolosi o la brucellosi né sintomi di tali malattie, previo trattamento termico che

consenta di presentare una reazione negativa alla prova di fosfatasi;

3

COS’È IL LATTE? il latte è un fluido alimentare complesso in equilibrio trifasico:

Soluzione = Lattosio, sali minerali solubili e sieroproteine. È la frazione fondamentale

• per alcune proprietà di trasformazione e di stabilità.

Emulsione = Globuli di grasso, contenuti grazie ad una membrana.

• Sospensione = Micelle di caseina, in micelle grazie alla glicosilazione (gruppo prostetico)

• di K-caseina.

La composizione % varia molto in funzione dei

fattori genetici, di razza, di allevamento, di stagione e di disponibilità di dati per poter avere

una statistica descrittiva robusta. La composizione del latte varia durante le stagioni in

funzione del parto, dell’alimentazione, la frammentazione dei nutrienti nell’alimento. Una

variabilità così elevata evidenzia la necessità di standardizzare la composizione il più

possibile.

LE PROTEINE DEL L ATTE

Le proteine del latte sono suddivise in tre gruppi principali:

s1, s2, ,

1. CASEINE: e sono le e K

2. SIEROPROTEINE: Alfa lattalbumina, beta lattoglobulina, proteoso-peptoni,

immunoglobuline e sieroalbumina bovina.

3. PROTEINE AD ATTIVITÀ ENZIMATICA: lisozima, lattoperossidasi, xantino-

ossidasi, plasma, lipasi, etc. Sono quelle funzionali alla nutrizione del vitello.

4 Le diverse caratteristiche delle

proteine del latte di stabilità al

calore o all’idrolisi enzimatica

sono sfruttate per differenziare i

prodotti di derivazione del latte.

Mantenendo il pH del latte, le

caseine non denaturano al calore.

Si noti come le frazioni caseiniche più

fosforilate siano le caseine di tipo alfa,

viceversa l’unica frazione caseinica glicosidata

è la K caseina. La cisteina è quasi assente in

tutte le caseine, a parte l’ le quali

e la K,

s2

possono formare cistina ad elevate

temperature legandosi e precipitando (cosa

tipica delle sieroproteine, in quanto

contengono molte cisteine).

Le caseine si legano tra loro in struttura micellare. Le singole caseine si legano tra loro in

sub-micelle attraverso ponti di fosfato di calcio colloidale, mantenendo la K caseina con il

gruppo idrofilo rivolto verso la frazione acquosa.

Le proteine enzimatiche del latte sono praticamente irrilevanti dal punto di vista

nutrizionale, ma alcune dal punto di vista tecnologico sono molto importanti in quanto

fungono da marker per trattamenti (es. fosfatasi alcalina come marker per pastorizzazione,

la quale si inattiva ad un trattamento di 73°C per 20 secondi).

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L A FRAZIONE LIPIDIC A DEL L ATTE

Il 98% del totale è rappresentata da

trigliceridi, si hanno anche acidi

grassi a corta catena che

normalmente sono assenti nei

grassi vegetali. Il gusto specifico del

latte, è dato dalla stereospecificità

degli enzimi (presenti nel latte) in

grado di causare il rilascio di acidi

grassi liberi, causando più o meno

lipolisi.

Il grasso del latte è strutturato sottoforma di globulo con membrana. I trigliceridi più

“solidi” alla temperatura corporea sono disposti all’esterno che racchiudono quelli più

liquidi basso fondenti. Di fatto la membrana ha il compito di evitare un contatto dei

trigliceridi con gli enzimi lipolitici.

MINERALI I Sali minerali sono in parte solubili nella

fase sierosa ed in parte associati alle micelle

di caseina e ai fosfolipidi di membrana del

globulo. I minerali sono così frazionati in

un equilibrio, il quale è pH- e temperatura

dipendente (con caseificazione la

ripartizione si modifica). L’acidificazione, ad

esempio, aumenta la frazione minerale

solubilizzata. Calcio e fosforo sono invece

molto sensibili alla variazione di temperatura.

C ARBOIDRATI E ZUCC HERI

Si trovano lattosio in forma alfa (32,5%) e beta (67,5%) in equilibrio di muta-rotazione. Si

trovano poi tracce di glucosio e galattosio, NANA (acido N- acetilneuraminico), esosamine

(aminozuccheri) associati a proteine (K-CN). Troviamo anche oligosaccaridi in tracce. Sono

categoricamente assenti i polisaccaridi. 6

ALTRO

Si possono poi trovare gas disciolti, sostanze ad alto impatto olfattivo ed odoroso derivanti

dall’alimentazione dell’animale o dall’ambiente di raccolta del latte. Ovviamente possono

essere presenti sostanze indesiderate derivanti dall’alimentazione degli animali

(micotossine, diossine, …), da residui di terapie (antibiotici) o da impianti di mungitura e

stoccaggio.

Ci sono nel latte anche alcune particelle sedimentabili, le quali sono:

A. CELLULE SOMATICHE: elementi cellulari che derivano dal sangue e dal tessuto

ghiandolare mammario. Le leggi sanitarie prevedono un limite di 400.000 cellule/ml di

latte (secondo media ponderata mobile sul trimestre). La presenza di cellule somatiche è

indice dello stato di salute dell’animale, non equivalente in modo esatto tuttavia a

presenza di mastite (in quanto la mastite deve essere diagnosticata clinicamente).

Tuttavia, qualsiasi sia la causa della presenza di cellule somatiche, la loro presenza

influenza le caratteristiche di composizione del latte, diminuisce la produttività

dell’animale e l’attitudine alla trasformazione e alla maturazione del formaggio. Le

cellule somatiche hanno dimensione diametrale superiore agli 8 micron.

B. MICROORGANISMI: il latte di un animale è sterile fino al momento prima della

secrezione dalla mammella (anche se ci sono studi che cercano di dimostrare il passaggio

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di m.o. dalla barriera

intestinale alla

mammella). Questo

significa che tutti i

microorganismi presenti

nel latte sono indice di

post-contaminazione. Le

condizioni di stoccaggio

prima della trasformazione determinano la possibilità di crescita dei m.o. Non è

possibile prevedere tuttavia esattamente a priori il tipo di contaminazione, né la carica.

Tutto questo si traduce in massima igiene degli impianti. Forma, densità e dimensione

delle cellule microbiche interferiranno poi nelle operazioni di separazione delle cellule

dal latte. Esistono diverse metodiche per determinare le misure diametrali/raggiali e di

lunghezza delle cellule microbiche.

PROPRIETA’ FISIC HE DEL L ATTE

Le proprietà fisiche del latte servono per capire in modo tecnologico i processi di

trasformazione. Sono proprietà che dipendono dalla composizione del latte fondamentali per

gestire i fenomeni di trasporto di

calore, di massa e dei fluidi e le

operazioni di separazione. Sono:

1. CALORE SPECIFICO: il calore

specifico è la quantità di calore

necessaria per far variare una unità

di massa di un grado di temperatura. Poiché è una proprietà temperatura dipendente,

varia a seconda della temperatura che si considera. È possibile conoscere il calore

specifico del latte attraverso una misura diretta oppure utilizzando formule di calcolo che

prevedono di conoscere la composizione chimica dell’alimento, attraverso la sommatoria

dei calori specifici dei singoli componenti alla medesima temperatura considerata.

2. CONDUCIBILITÀ TERMICA: esprime la velocità di trasferimento del calore lungo la

sezione dell’alimento. Anche in questo caso è possibile calcolarla indirettamente

attraverso la sommatoria delle conducibilità dei singoli componenti. In questo caso

ultimo occorre considerare la probabile presenza di aria.

3. DENSITÀ: in questo caso vale lo stesso discorso precedente. Occorre considerare che se

il grasso cristallizza tende ad aumentare la densità. Il grasso del latte è totalmente

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liquido a +40°C mentre è totalmente solido a -40°C. All’aumentare della composizione

in grasso (da latte a panna) tende a diminuire

la densità. Si ha un effetto complessivamente

inverso della temperatura sulla densità del

latte. Tendenzialmente i m.o. hanno densità

superiore rispetto al latte (es: 1,1/1,2 vs 1,03),

tuttavia questa differenza di densità ci informa

sulla possibilità di dare separazione centrifuga.

4. VISCOSITÀ: proprietà temperatura-

dipendente dei fluidi di opporsi al flusso grazie

ad interazioni che esistono nel fluido stesso.

Dipende dalla composizione del latte, dal volume

occupato dalle particelle disperse rispetto al

solvente. A 20°C la viscosità del latte intero è

circa 2,0 mPa/s. A bassa

temperatura e limitate

velocità di taglio il

comportamento reologico del latte crudo non è perfettamente

newtoniano, ma è pseudoplastico. Questa immagine dà un’idea

del peso relativo della frazione caseinica, sieroproteica e

zuccherina sulla viscosità del latte magro. In generale

aumentando il tenore di grasso aumenta la viscosità,

aumentando la temperatura la viscosità diminuisce.

5. CONDUCIBILITÀ ELETTRICA: è importante

conoscerla a scopi analitici (una delle misure utilizzata

per valutare lo stato di salute delle vacche, come la

mastite, in quanto aumentano prodotti clorurati ed a

base di sodio, abbassando il contenuto di caseine).

Tuttavia, può essere importante per progettare

trattamenti ohmici. La tabella mostra come una

modificazione della componente del latte può influire

sulla conducibilità elettrica (se ad esempio il lattosio

viene metabolizzato a lattato di sodio, la conducibilità

delle due sostanze è nettamente differente).

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6. PUNTO CRIOSCOPICO: il punto di congelamento del latte deve essere inferiore a

-0,52°C, mentre valori superiori indicano annacquamento. Questa temperatura dipende

principalmente dal contenuto in lattosio e Sali, ed è abbassato da acidificazione.

7. PUNTO DI EBOLLIZIONE: il punto di ebollizione di una soluzione varia in funzione

della concentrazione in soluti. La differenza tra il punto di ebollizione di una soluzione e

quello del solvente puro è detta innalzamento ebulloscopico BPE. Anche l’innalzamento

ebulloscopico è proporzionale alla molalità della soluzione. Il punto di ebollizione del

latte a pressione atmosferica è di 100,15°C, ed è una proprietà fondamentale per gestire

le operazioni di concentrazione del latte.

8. PRESSIONE OSMOTICA: è importante per le operazioni di separazione attraverso

membrana densa in quanto la separazione dell’acqua richiede l’applicazione di una

pressione atta a superare la pressione osmotica del fluido in concentrazione. Membrane

di NF lasciano permeare ioni monovalenti e quindi l’aumento di pressione osmotica è

inferiore rispetto a quanto accade con l’osmosi.

9. pH ED ACIDITÀ TITOLABILE: anche il pH &egra