Formaggi: ciclo produttivo e caratteristiche

I formaggi sono costituiti dalla frazione proteica (caseina) del latte, dalla frazione grassa a da una certa quantità di sali di calcio.

La caseina è una proteina insolubile in acqua per cui è presente sotto forma di particelle insolubili dette micelle. Tali micelle sono tenute lontane dalla carica negativa presente sulla loro superficie e dovuta principalmente alla k-caseina, un tipo particolare di caseina.

Lavorazione

La lavorazione dei formaggi prevede di norma le seguenti fasi:

1)       Separazione della cagliata o coagulazione

2)    Separazione o rottura del coagulo

3)    Cottura

4)    Sgocciolamento

5)    Premitura e formatura

6)    Stagionatura

La preparazione della cagliata consiste nella separazione della caseina del latte sotto forma di un gel di micelle di caseina in cui restano inglobati anche gli altri costituenti del latte ed in particolare i grassi.

L’ aggiunta di acidi deboli quali l’acido tartarico, citrico o acetico al latte porta alla coagulazione acida in genere utilizzata per ottenere formaggi a pasta molle.

La coagulazione enzimatica avviene, invece, per aggiunta al latte di caglio che contiene enzimi (chimasi, chimosina o renina) atti a far coagulare la caseina in genere utilizzata per ottenere formaggi a pasta dura.

La carica negativa presente, infatti, sulla superficie delle micelle viene neutralizzata o dagli acidi o dovuta al taglio di una porzione della k caseina da parte degli enzimi del caglio. Le micelle quindi formano un aggregato il cui effetto è la coagulazione e quindi la formazione della cagliata.

Stadi della coagulazione enzimatica

La coagulazione enzimatica avviene in tre stadi:

• La chimosina taglia un pezzetto della k caseina e il pezzetto tagliato costituito da un peptide si allontana e diffonde via lasciando delle micelle di caseina che a questo punto possono cominciare ad aggregarsi
• Aggregazione delle micelle con aggregazione di acqua e dalla formazione del gel caratteristico della cagliata. Questa fase è facilitata dall’abbassamento del pH fino a 4.6 , dalla presenza di ioni calcio e da una temperatura superiore a 15°
• Riarrangiamento delle micelle dopo la formazione del gel

Di fatto, industrialmente si effettua la coagulazione mista, ossia si aggiungere il caglio al latte opportunamente inacidito oppure si lascia inacidire la cagliata ottenuta con il caglio lasciandola a riposo.

Quando il coagulo ha raggiunto la consistenza desiderata, viene sottoposto a frangitura, ossia a suddivisione meccanica con opportune attrezzature.

Si determina quindi la sineresi che consiste nella separazione del siero inglobato nel gel di caseina.

Se l’operazione di sineresi è completa, nel formaggio rimane poco siero cosa che costituisce un fattore importante che evita inconvenienti nella successiva fase di maturazione, con formazione di gas in seguito alla fermentazione del lattosio presente nel siero ad opera di particolari microrganismi etero lattici. Nel caso si vogliano ottenere formaggi cotti o semicotti, la massa ottenuta dopo la frangitura viene sottoposta a cottura sotto agitazione mantenendo la temperatura sui 42 °C per i formaggi semicotti e sui 50°C per quelli cotti.

La cagliata, dopo lo sgocciolamento viene posta in stampi; seguono i processi di pressatura, salatura e stufature, ossia stazionamento in locali tenuti alla temperatura di 18-20°C.

Maturazione e stagionatura

Alcuni formaggi raggiungono le loro caratteristiche peculiari in poche ore, mentre altri richiedono tempi di maturazione e di stagionatura di 1-2 anni come il parmigiano reggiano. Durante la maturazione rapida si verificano trasformazioni soprattutto a carico del lattosio C₁₂H₂₂O₁₁    che viene trasformato in acido lattico ( acido 2-idrossipropanoico C₃H₆O₃) ; nella stagionatura a tempi lunghi si hanno trasformazioni più complesse a carico del lattosio e soprattutto della caseina che in parte si idrolizza dando luogo a formazione di polipeptidi, peptoni e amminoacidi.

Gli amminoacidi, almeno parzialmente, subiscono deaminazione ovvero fuoriuscita di un gruppo amminico con formazione di ammoniaca e acidi liberi diversi.

Una misura del grado di maturazione raggiunto si ottiene dal coefficiente di maturazione dato dal rapporto percentuale fra l’azoto solubile e quello totale.

A seconda del tipo di formaggio il grado di maturazione assume andamenti diversi: ad esempio nel gorgonzola è 0.56 dopo un mese e 0.68 dopo 2-3 mesi; nel grana è 0.17 dopo sei mesi e 0.21 dopo un anno.

Alcuni formaggi subiscono, dopo la preparazione, trattamenti speciali consistenti in una insementazione con speciali colture di microrganismi: così ad esempio il gorgonzola si ottiene in sementando con colture di Penicillium weidemanii che conferiscono al prodotto le caratteristiche erbori nature; alcuni formaggi tipici francesi subiscono trattamenti analoghi: così il roquefort è ottenuto per trattamento con colture di Pennicillium roquefort, il camembert con colture di Pennicillium candidum: l’emmenthal svizzero, caratteristico per le grandi occhiature e l’aroma, si ottiene per trattamento con particolari fermenti propionici.

Classificazione

La classificazione dei formaggi può essere fatta in base al contenuto di sostanza grassa e pertanto essi si dividono in

–         Grassi: sostanza grassa superiore al 42%

–         Semigrassi: sostanza grassa compresa tra il 42 e il 20%

–         Magri: sostanza grassa inferiore al 20%

In base alla consistenza della pasta i formaggi si dividono in:

–         Cremosi come la crescenza

–         Molli come la pastorella che è una tipica caciotta

–         Semiduri come la fontina

–         Duri come il pecorino

In base alla temperatura di trattamento della cagliata i formaggi si dividono in:

–         Crudi come taleggio, il gorgonzola

–         Semicotti come pecorino e fontina

–         Cotti come l’emmenthal

Tabella

Si riportano le percentuali minime di materia grassa presente in alcuni formaggi:

Come si può notare, salvo eccezioni il contenuti in grassi è mediamente alto.

Analisi dei formaggi

Le analisi sui formaggi sono sia di tipo organolettico che chimiche: con l’esame organolettico si tende a rilevare eventuali alterazioni dovute a fermentazioni anomale da infezioni batteriche quali gonfiore, marciume e rammollimento o a errori tecnologici quali fessurazioni e screpolature.

Le analisi chimiche consistono in:

–         Determinazione della sostanza secca: la sostanza secca nei formaggi è costituita dalle sostanze azotate come proteine o loro prodotti di idrolisi e da sostanze grasse; essa si determina per pesata del residuo ottenuto per eliminazione dell’acqua oppure per dosaggio dell’acqua presente

–         Determinazione del grasso totale: si può impiegare il metodo Gerber oppure, per misure più precise, il metodo basato sull’estrazione della sostanza grassa con solvente e successiva pesata

–         Identificazione della sostanza grassa: serve per verificare se sono stati aggiunti grassi estranei o se sono stati mescolati tipi di latte diversi da quelli ammessi ( es. aggiunta di latte di vacca a latte di bufala nel caso della produzione delle mozzarelle o di latte di vacca a latte di pecora nel caso della produzione del pecorino. In genere vengono effettuate analisi gascromatografiche

–         Determinazione dell’azoto totale e del coefficiente di maturazione: l’azoto totale si determina con il metodo Kjedhal sul prodotto tal quale, mentre l’azoto solubile viene determinato, con lo stesso metodo, sulla fase estratta dopo emulsione del prodotto con acqua tiepida e riposo per almeno 12 ore. Il coefficiente di maturazione si ottiene dal rapporto azoto solubile/azoto totale