Chimica
Gli esseri umani hanno utilizzato la conoscenza pratica della chimica e della biologia per conservare il cibo per millenni
LA CHIMICA DEL FORMAGGIO
di Cristiano Sandona’ 
e Federico Ottolini 
Adoriamo il formaggio. E ne stiamo mangiando sempre di più.
Per questo motivo ItalyVox ha voluto dedicare a questa eccellenza delle nostre tavole un articolo scritto a quattro mani…leggero e scientifico allo stesso tempo.
Per consentire anche ai meno avvezzi alla chimica di conoscere meglio le fasi produttive.
Pensate che negli ultimi 30 anni, il formaggio medio consumato a persona è aumentato del 41%, addirittura nello stesso periodo il consumo di mozzarella è aumentato del 178% dati che parlano da sé.
Ma il formaggio effettivamente è un po’ strano. È di fatto latte conservabile. Può durare settimane o anni in più del latte e c’è una tale varietà di formaggi che non basterebbe un’intera vita per descriverli tutti.
Ma quando abbiamo iniziato a mangiare il formaggio?
Non sappiamo l’origine esatta ma ad un certo punto qualcuno deve aver pensato:
“Sai quella roba sul fondo del latte?
Quella roba che si è seccata e si è fermata per settimane?
Lo mangerò!”
E quando sono sopravvissuti, è nato il proto-formaggio.
Gli esseri umani hanno utilizzato la conoscenza pratica della chimica e della biologia per conservare il cibo per millenni, molto prima della refrigerazione e di altre moderne tecnologie.
Per fare il formaggio, i batteri digeriscono gli zuccheri nel latte e producono acido lattico.
L’aggiunta di acido lattico abbassa il pH e ostacola la crescita di organismi nocivi.
Tutto il formaggio inizia come latte.
Trasformando il latte in formaggio, la sua durata di conservazione viene estesa da circa tre settimane a due decenni, o anche più a lungo.
Le fonti primarie sono il latte di mucche, capre e pecore, sebbene altri mammiferi come il bufalo d’acqua siano usati anche in tutto il mondo per la produzione di latte
Fondamentalmente, il formaggio di base è acido.
I passaggi di base nella produzione del formaggio sono:
l’aggiunta di batteri benefici al latte, la coagulazione del latte in una sostanza bianca morbida chiamata cagliata e la pressatura e il taglio della cagliata nella forma finita del formaggio.
Ma per ottenere un delizioso prodotto finale, il latte deve essere alla giusta temperatura e al giusto pH al momento giusto.
“Non puoi comprendere appieno il formaggio e la produzione del formaggio se non comprendi l’acidità e il pH”
afferma Paul Kindstedt, professore presso il Vermont Institute for Artisan Cheese, a Burlington, in Virginia.
Più la soluzione è acida, più basso è il pH, con 7 considerato “neutro” e superiore a 7, “base .”
Il pH misura la concentrazione di ioni idrogeno (H + ) in una soluzione, con la maggior parte delle soluzioni tra 0 e 14.
Il latte ha un pH compreso tra 6,6 e 6,7. Il pH è una scala logaritmica, quindi un’unità differisce di un fattore 10.
Un pH di 6 ha dieci volte la concentrazione di H + rispetto a una soluzione con un pH di 7.
Questa scala logaritmica è il motivo per cui anche differenze di pH apparentemente sottili possono essere piuttosto significative .
Per fare il formaggio, il latte viene pompato in una grande vasca e riscaldato alla giusta temperatura.
In questo processo vengono utilizzati due diversi batteri:
batteri mesofili e termofili.
I batteri mesofili crescono meglio a temperature moderate, in genere comprese tra 20 e 45 ° C (68 e 113 ° F)
I batteri termofili prosperano tra 45 e 122 ° C (113 e 252 ° F) e sono usati per produrre formaggi più piccanti come Gruyère, Parmigiano e Romano.
Nella vasca i batteri fermentano lo zucchero presente nel latte, chiamato lattosio (C 12 H 22 O 11 ), in acido lattico (CH 3 CHOHCOOH), come segue:
C 12 H 22 O 11 + H 2 O ⇾ 4 CH 3 CHOHCOOH
Man mano che viene prodotto più acido lattico, il pH del latte si abbassa.
“Il pH è il nostro indicatore di attività”,
afferma Antonio casaro presso l’altopiano di Asiago
“Quando il pH cambia, sappiamo che i batteri sono vivi e vegeti. Misurando il pH, misuriamo l’attività di questi batteri e assicuriamo che la cagliata fresca sia sulla strada giusta per diventare formaggio”.
Dopo che i batteri si sono replicati e hanno coltivato il latte alla temperatura ottimale, il latte coagula e si trasforma da liquido a materiale gommoso.
Questo cambiamento richiede un’ora o due ed è possibile a causa delle proteine della caseina nel latte.
Le molecole di caseina si aggregano in sfere chiamate micelle.
Lo strato esterno è caricato negativamente, il che consente alle micelle di rimanere disperse nel latte liquido. Per formare il formaggio, le proteine devono coagulare o aderire .
I formaggi a pasta molle, come la crema di formaggio, coagulano lentamente. Poiché i batteri producono acido lattico, l’altro strato della micella della caseina diventa sempre meno polare.
Le micelle iniziano ad attaccarsi insieme intorno a pH 5,3, con coagulazione completa dopo 24 ore, a pH 4,6.
I formaggi a pasta dura, richiedono una fase di coagulazione più rapida e una cagliata più soda, quindi i casari aggiungono una sostanza chiamata caglio.
L’enzima chimosina nel caglio taglia le estremità caricate negativamente sulla superficie delle micelle. Non più polari, le micelle vengono respinte dall’acqua e iniziano ad attaccarsi.
Le micelle formano catene, che si estendono in tutte le direzioni e si incastrano in una matrice tridimensionale per intrappolare le molecole di grasso del latte.
Più il latte è acido (minore è il pH), più veloce si verifica questa coagulazione e più compatta è la cagliata.
Il caglio si trova nello stomaco di un vitello, il suo quarto stomaco.
Come sono state scoperte le proprietà del caglio?
Gli enzimi non erano conosciuti allora. Si pensa che un precedente antenato avesse notato che il latte si coagulava prematuramente in contenitori ricavati dallo stomaco del vitello.
L’aggiunta di pezzi di stomaco essiccato o di un estratto ha avuto lo stesso effetto ed è stata realizzata un’innovazione nel formaggio.
I batteri hanno un intervallo di pH ottimale che consente loro di crescere; una soluzione al di fuori di tale intervallo impedirà la crescita batterica.
Allo stesso modo, gli enzimi funzionano meglio per un intervallo specifico di valori di pH.
Per creare l’ambiente ideale per i fermenti presamici, Gouda e cheddar devono essere coagulati a pH 6,55, mentre la coagulazione ottimale per mozzarella e formaggio Brie è a pH 6,45.
Una volta che il latte si è coagulato, la cagliata risultante viene tagliata a cubetti più piccoli, trasformandosi da un solido gommoso in cubetti galleggianti nel siero di latte liquido.
siero di latte
Il siero di latte non precipita poiché il pH scende a causa delle proteine presenti. Le proteine del siero di latte non contengono fosforo, quindi rimangono disciolte nella parte acquosa del latte.
Di conseguenza, il siero liquido viene espulso, rimuovendo l’acqua e concentrando ulteriormente i restanti componenti del latte.
Il siero di latte è il sottoprodotto liquido della caseificazione, contiene proteine solubili e talvolta viene utilizzato come sostituto del latte scremato o come fertilizzante.
Poiché la cagliata espelle più siero di latte, il risultato è un formaggio finale più secco. Per alcune varietà di formaggio, come il formaggio svizzero, la cagliata viene riscaldata per rimuovere ulteriormente l’umidità.
La cagliata di formaggio viene trasferita negli stampi per farla scolare completamente e dare al formaggio la sua forma definitiva.
A seconda del tipo di formaggio, la cagliata viene trattata in modo diverso, conferendogli la forma e la consistenza del formaggio che si acquista al negozio o al mercato contadino.
La cagliata morbida e spalmabile con un pH basso viene versata in sacchetti da appendere durante la notte e drenare.
La cagliata per i formaggi a pasta dura viene modellata in forme o in grossi blocchi e viene pressata o appesantita.
La pressione aggiunta drena il siero aggiuntivo e costringe la cagliata a formare la forma finale del formaggio.
La cagliata risulta da una variazione del livello di pH della soluzione di latte.
Diverse velocità di acidificazione
Mentre tutto il latte inizia all’incirca allo stesso pH e la maggior parte dei formaggi finisce a un pH simile, il tasso di acidificazione, o la velocità con cui il pH scende, è fondamentale per creare diversi tipi di formaggio.
Questo è un processo naturale che risulta dalla fermentazione. Ad esempio, quando si pressa la cagliata di formaggio Gouda negli stampi, dovrebbero avere un pH di circa 6,5; al contrario, la cagliata di mozzarella dovrebbe essere a pH 5,25.
Ma una volta finito, il pH del Gouda è più acido di quello della mozzarella.
Il gusto e la consistenza diversi si ottengono attraverso diverse velocità di acidificazione, insieme all’aggiunta di diversi organismi di coltura.
Per ottenere il giusto pH al momento giusto, i casari si affidano alle misurazioni.
“È un mix di arte e scienza”
afferma Antonio
“È necessario comprendere la scienza e disporre di strumenti di misurazione, ma è anche necessario sviluppare un’intuizione su quando e cosa da fare.”
Antonio utilizza strisce reattive di carta per misurare il pH dei formaggi nei punti critici del loro sviluppo.
Queste informazioni guidano la tempistica delle fasi del processo.
“Effettuiamo molte misurazioni del pH, ma ne scriviamo solo tre: 1) all’inizio, 2) quando viene aggiunto il caglio e 3) alla fine”
afferma Antonio.
“Per un tipico formaggio morbido e spalmabile, invece, controllo il siero di latte di tanto in tanto”.
Alcuni formaggi vanno direttamente sugli scaffali dei negozi, come la crema di formaggio e la ricotta.
I formaggi più morbidi, vengono stagionati per circa due mesi.
I più duri possono invecchiare per decenni.
I formaggi stagionano in un ambiente a temperatura e umidità controllata per periodi di tempo variabili a seconda della tipologia.
Man mano che il formaggio matura, i batteri scompongono le proteine, alterandone il sapore e la consistenza.
Le proteine si rompono prima in pezzi di media grandezza (peptidi) e poi in pezzi più piccoli (aminoacidi).
A loro volta, questi possono essere scomposti in molecole altamente aromatizzate chiamate ammine. In ogni fase vengono prodotti aromi più complessi.
Ognuno di questi formaggi inizia con il latte, ma diverse colture batteriche e diversi tassi di acidificazione rendono ogni varietà unica.
L’uso della produzione di acido lattico per conservare il cibo è un processo millenario che si traduce ancora oggi in cibo delizioso.
