IL FORMAGGIO

Il formaggio risulta dalla concentrazione selettiva del latte. L’acqua viene eliminata in proporzione variabile a seconda della varietà, portando con sé alcuni degli elementi solubili e delle proteine ​​non coagulate.

di Cristiano Sandona’

L’acqua trattenuta nel formaggio gioca un ruolo importante. Per i microrganismi, influenza, in base alla sua velocità, la velocità di fermentazione e maturazione, la durata di conservazione, la consistenza, contribuendo al contempo alla resa. 
Il grasso influisce sulla consistenza, sul sapore, sulla resa e in qualche modo sul colore. 

Il lattosio funge da substrato per la formazione di acidi con conseguenze sulla coagulazione del latte, sul drenaggio e sulla consistenza della cagliata nonché sulla crescita di microrganismi. 
Quanto alla caseina che, coagulando, costituisce la base della pasta di formaggio; la sua degradazione aiuta a generare una gamma di sapori. 
Dal canto loro, le proteine ​​del siero di latte trattenute nella cagliata contribuiscono al suo valore nutritivo e svolgono un ruolo nella maturazione. 
La materia minerale è coinvolta nella coagulazione del latte e ha un’influenza sul drenaggio e sulla consistenza del formaggio.

La lavorazione del formaggio avviene principalmente in due fasi: la cagliatura, o coagulazione, del latte e la disidratazione del coagulo. 
Per alcuni formaggi deve essere utilizzata una terza fase, quella della stagionatura, durante la quale l’azione di microrganismi ed enzimi apporta le modificazioni desiderate a seconda della varietà.

COAGULAZIONE DEL LATTE

Nella caseificazione vengono utilizzati due metodi per cagliare il latte: l’acidificazione e l’aggiunta di caglio; dando origine a due tipi di cagliata, quella acida e quella presamica. 
Le proprietà e il comportamento di ciascuno di essi differiscono notevolmente, quindi le loro differenze sono alla base della tecnologia e delle caratteristiche dei vari tipi di formaggio.

Coagulazione per acidificazione

La coagulazione della caseina per acidificazione (fermentazione) risulta dalla perdita della sua carica elettrica al suo punto isoelettrico (pH 4,6). 
L’abbassamento del pH per acidificazione (H ⁺ ione ) riduce infatti la ionizzazione negativa delle micelle di caseina fino a neutralizzarla. 
A pH 5,2 (a 20°C) diventano sufficientemente instabili da formare l’inizio dell’agglomerazione, mentre a pH 4,6 la loro carica elettrica si è completamente azzerata, portando così alla loro completa coagulazione.

Allo stesso tempo, l’acidità del mezzo ha l’effetto di aumentare la solubilità dei minerali, in modo che il calcio e il fosforo organici delle micelle passino gradualmente in soluzione nella fase acquosa. 
Ciò si traduce quindi in una cagliata parzialmente demineralizzata che permette al siero di passare facilmente.

Il coagulo ottenuto dall’acidificazione ha proprietà chimiche e fisiche che devono essere prese in considerazione nella produzione del formaggio. 
Così, sebbene di una certa compattezza, è poroso, friabile e incapace di contrarsi: il che rende difficile il suo indurimento, soprattutto perché non si presta a trattamenti meccanici.

La coagulazione per acidificazione è la tecnica regolare nel caso di formaggi freschi, come la ricotta. 

Il latte a riposo diventa un gel omogeneo per effetto del progressivo aumento di acidità delle colture lattiche.
La velocità di inoculo e la temperatura di fermentazione sono scelte in modo da ottenere, a piacimento, una coagulazione precoce o lenta. 
È importante che il latte sia idoneo alla fermentazione, privo di antibiotici e di qualsiasi agente inibitore, e che la coltura sia attiva.

Per alcune varietà di formaggio si avvia un’improvvisa coagulazione aggiungendo un acido direttamente al latte che viene poi riscaldato. 
In questo modo, però, non si ottiene un coagulo omogeneo, ma piuttosto un soffice precipitato. 
Questo processo permette di recuperare, oltre alla caseina, le proteine ​​del siero coagulabili dal calore in ambiente acido.

Coagulazione caglio

Nella caseificazione viene utilizzata una maggiore coagulazione presamica. In questo caso si tratta di aggiungere al latte un enzima che ha la proprietà di coagulare il complesso di caseina. 
In breve, è il fenomeno per cui il calcio fosfocaseinato allo stato solubile nel latte si trasforma, sotto l’azione di un enzima coagulante, in calcio fosfoparacaseinato insolubile. 
È importante notare che la cagliata presamica non è demineralizzata come la cagliata acida: questa è la differenza fondamentale tra le due. 
Il calcio in particolare, così come il fosforo, svolgono un ruolo importante nel meccanismo di coagulazione e rimangono elementi costitutivi del gel di caseina. 
Questa situazione gli conferisce proprietà speciali: è compatto, flessibile, elastico, impermeabile e contrattile.

Caglio

Il caglio è un enzima proteolitico secreto dalle mucose gastriche del quarto stomaco (sopra) dei giovani vitelli (anche capre e agnelli) prima dello svezzamento. 
Tale secrezione avviene nello stato di un precursore inattivo, il pro-caglio che, in ambiente neutro, non esercita alcuna attività enzimatica, ma diventa rapidamente caglio attivo in ambiente acido. 
Il caglio contiene, infatti, due enzimi: la chimosina come costituente principale, poi la pepsina. 
Allo svezzamento, la pepsina diventa fortemente dominante, mentre la produzione di chimosina si interrompe. Il caglio viene estratto dagli abomasum immergendoli in salamoia.

Tuttavia, il caglio di origine microbica sta sostituendo sempre più il caglio di vitello. 
Si preparano estraendo gli enzimi coagulanti secreti da alcuni microrganismi. 
Le più soddisfacenti sono le muffe del genere Mucor.

Alcuni di questi enzimi mostrano una maggiore stabilità al calore rispetto ai coagulanti di origine animale.

Le preparazioni caglio commerciali vengono dosate in modo da avere una determinata capacità coagulante, detta “forza”. 
La concentrazione del caglio è solitamente espressa come rapporto tra il volume del latte coagulato e il volume del caglio in condizioni specifiche.

L’attività proteolitica del caglio si esercita principalmente sulla caseina e, in misura minore, su altre proteine. Svolge quindi due ruoli principali. 
Il primo è quello di provocare la destabilizzazione delle micelle di caseina attaccando la k-caseina in un punto molto specifico della sua molecola, cioè il legame peptidico tra un aminoacido chiamato fenilalanina e l’amminoacido vicino, una metionina, che è chiamato PHE-MET link . 
La forza di un caglio è generalmente giudicata dalla sua efficacia nel tagliare questo legame peptidico, che avrà l’effetto di far coagulare il latte. 
Ci sarebbero più di 164 altri legami peptidici che possono essere tagliati sulla k-caseina, oltre a quelli esistenti sulle altre frazioni della micella.

Il secondo ruolo del caglio è quello di aggredire questi legami secondo un ordine di specificità caratteristico dell’enzima utilizzato. 
Questa azione secondaria della proteina inizia lentamente durante la lavorazione, dopo la coagulazione, e proseguirà durante la stagionatura del formaggio. 
La natura di questo sviluppo, unitamente all’attività delle proteasi del latte autoctone, delle proteasi della flora lattea originaria e di quelle del fermento, contribuirà a conferire al formaggio alcune caratteristiche della sua consistenza e del suo sapore.

Influenza di alcuni fattori sulla coagulazione presamica

L’andamento della coagulazione del caglio dipende da diversi fattori, tra cui la quantità di caglio utilizzata. 
In condizioni simili, la dose influenza proporzionalmente la velocità di coagulazione e le proprietà reologiche (compattezza) della cagliata.

Anche la temperatura gioca un ruolo importante in questo fenomeno. 
Una temperatura compresa tra 40°C e 42°C è ideale per la coagulazione del caglio, mentre a temperature inferiori a 10°C e superiori a 65°C non si verifica alcuna coagulazione. 
Espresso in termini relativi, il tempo di coagulazione, fissato a 1,0 per una temperatura di 40°-42°C, sarà dell’ordine di 1,4 per 30°C e 2,0 per 50°C. 
La temperatura ha un’influenza sul fenomeno globale della coagulazione, ma in misura diversa su ciascuna delle sue due fasi. 
La fase primaria, comprendente l’azione enzimatica sulla k-caseina, avviene anche a temperature inferiori a 10°C, mentre la fase secondaria più sensibile richiede temperature più elevate per ottenere la coagulazione vera e propria. 
Questo diverso comportamento rende quindi possibile avviare a freddo la fase primaria sottoponendo il latte cagliato ad una temperatura inferiore a 10°C, senza cagliare; quindi, dopo alcune ore, farlo coagulare istantaneamente riscaldandolo rapidamente a più di 20°C. 

Questo è il principio alla base della caglio a freddo o della coagulazione continua

Il pH modifica la velocità di coagulazione e la compattezza della cagliata. In ambiente alcalino il caglio è inattivato e quindi non provoca coagulazione.
L’abbassamento del pH, invece, favorisce l’azione del caglio sulla caseina, dato che l’acidità ne diminuisce la stabilità riducendone le cariche elettriche. 
Il pH ottimale per l’attività del caglio è 5,5. In condizioni identiche, il tempo medio di coagulazione sarà di 200 secondi a pH 6,6-6,7, 50 secondi a pH 6,1 e 30 secondi a pH 5,7. 
È importante notare che il coagulo ottenuto sotto l’azione congiunta di caglio e acidificazione ha caratteristiche diverse dalla cagliata puramente presamica.

Anche la concentrazione di ioni Ca ⁺⁺ è un fattore essenziale, non ha alcun effetto sulla fase enzimatica, ma solo sulla fase secondaria, quella della coagulazione vera e propria. 
Un contenuto anormalmente basso provoca una coagulazione lenta e una cagliata morbida. 
Il rimedio in questo caso è aggiungere al latte del cloruro di calcio (CaCl _{2 ).}

Da parte sua, il contenuto di fosfato di calcio colloidale interviene nel processo di coagulazione, essendo soprattutto responsabile della tensione del gel.

Coagulazione mista

Per la maggior parte dei formaggi la coagulazione del latte è determinata dall’azione combinata del caglio e dell’acidificazione con, generalmente, la predominanza dell’uno o dell’altro di essi. 
Questa coagulazione mista fornisce cagliate con proprietà intermedie, meno caratteristiche di quelle della cagliata ottenuta con un unico metodo di coagulazione. 
La rispettiva partecipazione di caglio e acidificazione può variare a piacimento a seconda delle tipologie di formaggio.

La caglio di un latte più o meno acido, così come l’acidificazione di un gel di caglio sono applicazioni di coagulazione mista. 
Si può notare, tra l’altro, che nel primo caso l’acidità diminuisce il tempo di coagulazione del caglio e, nel secondo, che il gel di caglio subisce una progressiva demineralizzazione.

SCOLARE LA CAGLIATA

I formaggi sono concentrati di latte. La concentrazione si ottiene per espulsione più o meno estesa dell’acqua e dei suoi elementi solubili. 
La pasta che ne risulta è costituita essenzialmente dalla caseina e dal grasso che vi aderisce fisicamente. 
Da parte sua, il siero di latte espulso trasporta la maggior parte del lattosio e della materia azotata non coagulata, oltre a una proporzione variabile di minerali.

Fondamentalmente, è la maggiore o minore quantità di siero trattenuto nella cagliata che determinerà e determinerà alcune caratteristiche che differenziano le varietà di formaggio: compattezza, consistenza, velocità e intensità di maturazione, ecc. 
Per questo le tecniche di lavorazione finalizzate alla sgrondatura sono di grande importanza, soprattutto perché è grazie al loro controllo che le varietà di formaggio rispetteranno gli standard richiesti per il loro estratto secco totale.

Il gel fresco, di origine acida o presamica, è instabile. 

Più o meno rapidamente, il siero imprigionato tende a ritirarsi ea separarsi dalla cagliata che, a sua volta, si ritrova a diminuire di volume. 
Questo è il fenomeno della sineresi. Con il termine generico drenante si intendono invece tutte le operazioni di sineresi ed evacuazione del siero, compreso lo sgocciolamento aggiuntivo durante la formatura, la pressatura e fino al momento della maturazione.

La sgocciolatura avviene in modo diverso a seconda che si tratti di una cagliata acida o presamica, e le paste che ne derivano hanno caratteri differenti.

Procedura di sgrondatura: Caso di cagliata acida

Il coagulo ottenuto esclusivamente per acidificazione non presenta più micelle strutturate. 
È costituito da molecole di caseina demineralizzate, quindi prive di connessione o coesione e incapaci di contrarsi. 
L’acqua è chimicamente legata alla fase solida e vi è fortemente trattenuta. 
In un coagulo fresco, la sineresi inizia spontaneamente e rapidamente, liberando il siero che passa facilmente attraverso la sua massa porosa. 
Tuttavia il fenomeno non si manifesta in modo avanzato, ma lascia una cagliata leggermente disidratata e molto umida. 
A maggior ragione, per la sua natura fragile e friabile, la cagliata acida non si presta a lavorazioni meccaniche. 

Le tecniche di quest’ordine che sono tuttavia necessarie nella caseificazione, come l’agitazione, devono essere applicate delicatamente, altrimenti si stacca, in eccesso,

Nella lavorazione della cagliata acida, il calore è generalmente utilizzato come mezzo per compensare la mancanza di effetto fisico rassodante; l’innalzamento della temperatura favorisce, infatti, un drenaggio più intenso e veloce.

Processo di drenaggio: Caso di cagliata presamica

La diversa natura della cagliata presamica influisce sul comportamento drenante. 
Durante la coagulazione, la caseina micellare mantiene la sua struttura e lega calcio e fosforo come elementi importanti che, tra l’altro, le conferiscono rigidità, coesione e impermeabilità. 
Per effetto del caglio si producono nuove obbligazioni.Diverse micelle sono collegate tra loro per formare reti allargate le cui maglie avvolgenti, come un tessuto spugnoso, trattengono meccanicamente una buona parte dell’acqua. 
L’interazione di tutti questi fenomeni fa tendere e restringere la rete
rendendo possibile l’espulsione del siero.

Tuttavia, la sineresi non inizia spontaneamente. Il coagulo impermeabile rende difficoltoso e lento il passaggio del siero. 
Ma per la sua coesione è in grado di sopportare interventi meccanici favorevoli al suo dispiegamento. 
Dal canto loro, anche la temperatura e il pH del mezzo influiscono sul drenaggio. 
È attraverso l’intervento combinato di tutti questi mezzi che si può controllare la velocità ed il grado di rassodamento della cagliata.A tal fine si effettuano le seguenti operazioni:

Taglio: E’ l’operazione che consiste nell’affettare in parti uguali la massa di latte coagulato. 

Si chiama anche “decaillage” Questa operazione aumenta la superficie totale di essudazione sierica e favorisce il drenaggio. In linea di principio, per i formaggi freschi e molli, la cagliata viene tagliata a cubetti più grandi, mentre per i formaggi a pasta dura vengono tagliati più piccoli.
Si ricerca una dimensione ottimale per il rassodamento desiderato.

Agitazione: L’agitazione meccanica dei grani di cagliata nel siero ha l’effetto di prevenirne l’agglomerazione e di accelerarne la disidratazione. 

Deve essere condotto in modo da evitare la rottura dei grani di cagliata e quindi portare a perdite. 
Deve essere debole con i fragili coaguli ottenuti per coagulazione acida. 
La cagliata presamica, invece, per i formaggi a pasta dura, resiste a un’agitazione più vigorosa e continua.

Pressatura: Questo processo permette di estrarre l’acqua libera dalla pasta di formaggio e completarne così la sgocciolatura. 

Ovviamente non si applica a tutti i tipi di formaggio, ma solo a quelli la cui struttura è in grado di resistere alla pressione diretta. 
Va da sé che le condizioni di pressatura, come intensità, progressione e durata, dipendono dalla natura delle forme e ad esse devono essere adattate.

Temperatura: È attivando le reazioni del caglio e diminuendo la viscosità del coagulo che l’aumento della temperatura favorisce la contrazione del gel e, quindi, l’espulsione del siero. 

Il grado di riscaldamento, o cottura, varia a seconda del tipo di cagliata, della sua acidità e della consistenza desiderata del formaggio. 
Temperature di 550-600 C possono essere raggiunte anche nella produzione di formaggi sodi e poco acidi, come quelli del tipo Gruviera, così come nel caso dei formaggi italiani, a pasta plastica.

Acidità: L’acidificazione del caglio gel provoca una riduzione dell’acqua di idratazione delle micelle, solubilizza parzialmente i sali di calcio aumentando così la permeabilità del coagulo, accelera i legami secondari favorevoli alla sua contrazione:

tutte queste condizioni intervengono per facilitare ed accelerare l’espulsione del siero di latte. 
L’efficacia dell’acidificazione sul drenaggio non è molto marcata fino a pH 5,5 ma da lì aumenta fino a pH 4,9 dove raggiunge il suo massimo. 
L’acidificazione regola l’associazione calcio-fosforo per conferire alla cagliata la sua elasticità e la sua fermentazione.

Altri fattori: Il drenaggio è legato alla tensione della cagliata: in generale, minore è il tempo di coagulazione, maggiore è la tensione della cagliata e migliore sarà il drenaggio. 

Tutto ciò che provoca una cagliata morbida compromette indirettamente il drenaggio. 
In questo modo possono essere coinvolti la dose di caglio e la sua attività proteolitica totale, la carenza di minerali nel latte, in particolare il calcio, nonché le proteine ​​solubili denaturate da forte riscaldamento. 
Si può anche notare che un maggiore contenuto di grassi rende più difficile la diffusione del siero attraverso il gel e, di conseguenza, il suo rassodamento più lento.

Procedura di sgrondatura: Caso di cagliata mista

I coaguli misti presentano caratteristiche intermedie tra la cagliata puramente presamica o quella acida. 
Il loro drenaggio avviene quindi in modo vario a seconda della predominanza dell’uno o dell’altro coagulante. 
La cagliata presamica mantiene la sua capacità di rassodamento anche se si demineralizza durante l’acidificazione. 
Da parte sua, l’acidità sviluppata attiva la sineresi. Vi è infatti un’interazione di tutti i fattori coinvolti.
La sgocciolatura avviene in modo più o meno avanzato a seconda dell’interazione controllata del ruolo del caglio, dell’acidificazione, delle modalità di taglio, miscelazione, cottura e pressatura. 
Riusciamo così ad ottenere dei formaggi con le loro proprietà specifiche.

MATURAZIONE DEL FORMAGGIO

La maggior parte dei formaggi non viene consumata fresca, ma dopo aver subito una stagionatura o un affinamento . 
Consiste in una trasformazione biochimica, graduale e più o meno approfondita, dei costituenti del formaggio in tanti prodotti più solubili responsabili di nuovi sapori e modificazioni fisiche dell’impasto, come una pasta più liscia, la presenza di aperture o “occhi » o anche la formazione di una crosta in superficie.

Il processo di maturazione è complesso a causa dell’intervento di molti parametri. 
Questa situazione è in primo luogo legata alla natura già complessa del substrato, la cagliata: composizione e struttura dei suoi costituenti, come il contenuto d’acqua e il suo grado di dispersione, la struttura della caseina, ecc. 
È anche dovuto alla varietà di agenti responsabili della maturazione e alle loro modalità di reazione a seconda delle condizioni ambientali.

La degradazione degli elementi organici del formaggio (affinamento) avviene attraverso l’azione combinata e variabile degli enzimi e della flora microbica.