Propionibacterium
La diagnosi radiologica (raggi x) del Parmigiano-Reggiano ha permesso di osservare il tempo di manifestazione di gonfiore causato dallo sviluppo di batteri del genere Propionibacterium.
Introduzione
Proponiamo ai nostri lettori questa interessante ricerca (Rif. fine articolo) che parla della formazione di occhi un problema che rappresenta sempre un difetto per quei formaggi
che dovrebbero mostrare una pasta unita e con struttura omogenea come il Parmigiano-Reggiano o il Grana Padano.
Per altri formaggi, invece, come ad esempio l’Emmentaler Switzerland o il Gruyére de Comté la presenza della tipica occhiatura
dovuta allo sviluppo di batteri del genere Propionibacterium ne caratterizza la conformazione.
I principali tipi di gonfiore nei formaggi “grana” italiani sono distinti comunemente in precoce o tardivo
a seconda del tempo di manifestazione facendo riferimento al momento della stagionatura più o meno prossimo alla data di produzione del formaggio.
Tradizionalmente tra i responsabili dei difetti da gonfiore tardivo sono stati annoverati sia il Clostridium tyrobutyricum sia i batteri propionici.
Numerosi studi hanno dimostrato che effettivamente il gonfiore dovuto alla germinazione delle spore
e al successivo sviluppo nella pasta del formaggio delle cellule vegetative di Clostridium tyrobutyricum
insorge alcuni mesi dopo la data di produzione del formaggio mentre non è ancora del tutto conosciuto il momento in cui compare la piccola occhiatura dovuta alla fermentazione propionica.
Il tipo di occhiatura (occhi semplici o composti), la dimensione e la localizzazione degli occhi
e la determinazione quantitativa dei prodotti del metabolismo batterico (soprattutto degli acidi grassi volatili) permettono di individuare con certezza gli agenti della fermentazione anomala.
Nel latte i batteri propionici – microrganismi bastoncellari, non sporigeni, Gram +, microaerofili –
sono da considerarsi come componenti normali della microflora
ma possono essere causa di gonfi ore quando sviluppano in modo anomalo nella pasta del Parmigiano-Reggiano o del Grana Padano.
Nelle forme di Parmigiano-Reggiano interessate da questa imperfezione – “gonfiore propionico”
– si rileva una disseminazione omogenea su tutta la forma di occhi semplici, lisci e lucidi con diametro variabile dai 4 ai 10 mm;
in genere la pasta appare compatta, “saponosa” e tenace e l’aroma risulta simile a quello dei formaggi tipo Emmental.
L’origine di tale difetto è dovuta alla crescita di batteri che fermentando il lattosio o l’acido lattico producendo acido acetico, acido propionico e CO2.
La lenta formazione di CO2 e l’elevata solubilità – al contrario dell’idrogeno prodotto nella fermentazione butirrica –
di questo gas nell’acqua contenuta nella pasta del formaggio fa si che prima venga saturata la fase acquosa
e che solo successivamente si generino degli occhi in quelle zone con struttura più favorevole alla sua formazione
. Con il presente lavoro, utilizzando la diagnostica radiologica a raggi x, si sono approfondite le conoscenze sul momento in cui i batteri del genere Propionibacterium
si sviluppano nella pasta del formaggio e si sono esaminate le differenze compositive di una forma di Parmigiano-Reggiano interessata da gonfiore propionico rispetto a una scelta.
Propionibatteri, causa di gonfiore nel Parmigiano-Reggiano
Risultati
Nella figura 1 sono rappresentate le radiografie effettuate sulla stessa forma – a diversi mesi di stagionatura (rispettivamente al 1°, 2°, 4°, 6°, 8° e 12° mesi d’età).
Nella prima radiografia, effettuata dopo un mese dalla data di produzione del Parmigiano-Reggiano
risulta già evidente una diffusa alveolatura su tutta la superficie della forma e riferibile a cavità circolari del diametro di circa 2-3 mm.
Il meccanismo di formazione dell’immagine radiografica dell’apparecchiatura utilizzata per effettuare le radiografie è legato al diverso assorbimento delle radiazioni in funzione della variazione di spessore e della difformità nella densità.
Si tratta di una radiografia bidimensionale per cui la presenza di eventuali occhi o spacchi viene rappresentata, sovrapponendosi, su uno stesso piano pur potendo essere localizzati a diversa altezza.
L’immagine radiografica risulta, perciò, penalizzante rispetto a quanto è rilevato al momento del taglio della forma.
Le immagini radiografiche successive, eseguite al 2°, 4°, 6° e all’8° mese mostrano un progressivo e costante accrescimento delle dimensioni degli occhi già prima presenti.
Lo sviluppo degli occhi risulta, quindi, evidente già all’uscita delle forme dalla salamoia – dopo circa un mese dalla produzione – e il loro ingrandimento prosegue fino all’ottavo mese.
La radiografia effettuata al 12° mese testimonia, infatti, l’arresto del processo fermentativo con produzione di gas.
Nella figura 2 è raffigurata la sezione mediana della forma di Parmigiano- Reggiano a cui si riferiscono le immagini radiologiche precedentemente riportate e la figura n. 3 mostra un dettaglio della pasta in cui sono visibili alcuni occhi semplici di circa 5-6 mm di diametro.
La tabella 1 riporta i dati relativi al confronto – composizione chimica di base e proteolisi – tra il formaggio di 12 mesi interessato da gonfiore propionico e una forma scelta di Parmigiano-Reggiano di pari età e condizioni di stagionatura e la tabella 2 il contenuto di acidi grassi volatili e liberi e l’indice di lipolisi delle stesse forme.
I valori di umidità, il pH e il contenuto in proteina, grasso e cloruro di sodio delle due forme a confronto
non si differenziano in modo significativo e anche il coefficiente di maturazione, la ripartizione delle frazioni azotate e l’indice di deaminazione (rapporto percentuale fra N ammoniacale e N sol. APT) risultano simili.
Il formaggio con fermentazione propionica non presenta quindi ripercussioni negative sul piano organolettico e nutrizionale rispetto a quello esente da difetti.
Le quantità di acido acetico e butirrico del formaggio con gonfiore non si discostano sensibilmente da quanto trovato nella forma scelta mentre risulta superiore alla norma il contenuto in acido propionico (2,5 mg/100g) e, inoltre, l’indice di lipolisi è più elevato rispetto allo scelto.
D’altra parte diversi lavori hanno dimostrato che i batteri propionici possedendo lipasi aspecifiche, sono in grado di idrolizzare il grasso in quantità maggiore rispetto ai batteri lattici [6-8].
Questi microorganismi dunque provocano non solo delle modificazioni strutturali nella pasta (occhiatura)
ma intervengono anche nella formazione dell’aroma che può risultare diverso rispetto a quello del Parmigiano-Reggiano tipico.
Conclusioni
Nella coagulazione lattico-presamica, propria del formaggio Parmigiano-Reggiano, risultano di fondamentale importanza oltre che le proprietà native anche i trattamenti meccanici e fisici
che il latte subisce durante le operazioni di mungitura, stoccaggio e raccolta presso l’azienda di produzione e di trattamento e conservazione in caseificio prima della caseificazione.
Le buone caratteristiche reologiche e microbiologiche del latte, fondamentali per l’ottenimento di una massa caseosa permeabile, omogenea, contrattile e quindi adeguatamente e uniformemente disidratata,
possono, infatti, essere influenzate negativamente da una temperatura di conservazione non idonea o da eccessivi sbattimenti che modificano la struttura dei globuli di grasso,
rendendolo più sensibile ai processi ossidativi e favoriscono lo sviluppo di flore anticasearie tra cui i batteri del genere Propionibacterium.
In proposito si è rilevato che i principali fattori legati alla produzione del latte che predispongono allo sviluppo di una fermentazione propionica nel formaggio grana sono:
lo stoccaggio del latte in tank a temperature superiori a quelle considerate ottimali per il latte trasformato in Parmigiano-Reggiano (dai 18 ai 20°C);
l’utilizzo per la mungitura di pompe per la movimentazione del latte non idonee o impianti a lattodotto sottodimensionati o troppo lunghi che provocano la rottura della membrana dei globuli di grasso del latte;
gli eccessivi sbattimenti del latte durante il trasporto o le operazioni di carico/scarico in azienda o caseificio.
La composizione batterica naturale del latte crudo si modifica anche durante la lavorazione attraverso la selezione indotta da differenti impostazioni tecnologiche che possono agevolare o frenare le diverse specie e biotipi presenti naturalmente o aggiunti con il sieroinnesto.
Il gonfiore propionico può, quindi, anche essere favorito dalla tecnica applicata durante la caseificazione.
Ad esempio, un’impostazione tecnologica simile a quella utilizzata per la produzione dell’emmental – cagliata prettamente presamica con bassi dosaggi di siero-innesto,tempi lunghi di coagulazione e cottura, granulometria molto fine della cagliata, bassa temperatura di cottura, stazionamento delle forme in ambienti caldi prima della salatura e durante la maturazione –
può portare a ottenere una pasta dolce, molto elastica, compatta e poco permeabile che favorisce lo sviluppo dei batteri propionici nel formaggio grana.
Fonti – Flavio Tosi, Gianfranco Tedeschi, Sandro Sandri, Paolo Corradi, Centro Servizi per l’Agroalimentare
