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Ruminantia - Web Magazine del mondo dei Ruminanti

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Io ed Alfonso Piscopo, Veterinario presso l'Azienda Sanitaria Provinciale di Agrigento, ci inseriamo nell'ultima pubblicazione del mese tematico dei formaggi a pasta semicotta con un articolo di sicurezza alimentare dedicato ad un importante elemento della produzione di formaggi per i quali è necessario un periodo di stagionatura: il legno. Lo facciamo sfruttando un precedente articolo del Dott. Piscopo scritto proprio sull'argomento nel 2016 ed aggiustando il tutto per i casari agricoli che leggono gli articoli di Ruminantia, visto che lo scopo di questi articoli è quello di contribuire alla diffusione della cultura della sicurezza alimentare.

L'uso del legno nella stagionatura dei formaggi è una pratica comune nelle produzioni artigianali che seguono metodi tradizionali. Ci sono delle ragioni precise alla base di questa scelta produttiva, al di là del motivo del metodo tradizionale che accompagna molti formaggi e che è accettato anche a livello normativo, soprattutto con i requisiti specifici da disciplinare di produzioni DOP, IGP ed STG (si pensi alla stagionatura sugli assi di abete condotta per il Nostrano Valtrompia DOP, ad esempio). Caseifici e stagionatori impiegano legno per tre aspetti importanti:

scambio di umidità tra il legno e il suo ambiente diretto e quindi creazione di un microclima favorevole che promuove lo sviluppo di una flora superficiale del formaggio;

cessione di molecole antimicrobiche, come i polifenoli, tra il legno e i prodotti a contatto con esso;

microflora presente sulla superficie del legno che svolge una serie di funzioni metaboliche a carico del formaggio.

Da un punto di vista della sicurezza alimentare, il legno può svolgere alcune interessanti funzioni: le proprietà igroscopiche permettono l'essiccazione che inibisce la crescita microbica. Alcuni tipi di legno hanno proprietà antimicrobiche, probabilmente legate alla presenza di polifenoli: le specie legnose che mostrano le capacità antimicrobiche più efficaci sono quercia e pino. Inoltre, la colonizzazione con un biofilm positivo inibisce la creazione e la crescita di Listeria monocytogenes (Mariani et al., 2011), probabilmente attraverso un processo di competizione nutrizionale (Guillier et al., 2008). Questo è vero soprattutto nel caso formaggi ricchi di una propria microflora contaminante, come ad esempio i formaggi lavorati a latte crudo. La biodiversità della microflora che costituisce questi biofilm è determinata dal tipo di formaggio e dalle pratiche di pulizia utilizzate. Le assi in legno fungono dunque da serbatoio della biodiversità microbica contribuendo alla qualità, alla sicurezza e al carattere finali dei formaggi. Il legno, come strumento per regolare lo sviluppo della microflora utile alla maturazione del formaggio e all'umidità dell'area di maturazione, si è rivelato difficile da sostituire con altri materiali di origine sintetica. L'uso del legno è cruciale nell'equilibrio tra idratazione e essiccazione del formaggio, che è successivamente importante per lo sviluppo dell'ecosistema microbico atteso sulla crosta del formaggio.

Nell'evoluzione tecnologica del settore lattiero-caseario, dobbiamo rammentare che si tratta di un comparto popolato da numero piccole e medie imprese, che producono ancora prodotti di nicchia, frutto di una lavorazione artigianale e talvolta familiare che si tramanda nel tempo, accostando all'innovazione dell'industria metodi di produzione artigianali. Tutto ciò consente di realizzare prodotti eccellenti dal punto di vista qualitativo, organolettico e sensoriale, ma fase di maturazione dei formaggi non è priva di inconvenienti, dovuti al contatto diretto del formaggio con le essenze legnose. Per superare queste difficoltà di ordine igienico-sanitario è opportuno sottoporre i pianali in legno utilizzati per la stagionatura, sani e non trattati, a lavaggio ed igienizzazione periodici con appositi prodotti specifici per la sanificazione, per i quali sia stata dimostrata sicurezza d'uso e capacità biocida nei confronti della flora microbica dannosa che si sviluppa man mano che la maturazione dei formaggi prosegue.

Da un punto di vista normativo, il Reg. (CE) n. 852/2004 prescrive, tra i requisiti specifici applicabili ai locali all'interno dei quali i prodotti alimentari vengono preparati, lavorati o trasformati, che le superfici (comprese quelle delle attrezzature) nelle zone di manipolazione degli alimenti e, in particolare, quelli a contatto con questi ultimi debbano essere mantenute in buone condizioni ed essere facili da pulire e, se necessario, da disinfettare, ed in particolare richiede a tal fine materiali lisci, lavabili, resistenti alla corrosione e non tossici, a meno che gli operatori alimentari non dimostrino all'autorità competente che altri tipi di materiali utilizzati sono adatti allo scopo. Dal momento che il legno è poroso, ad esso si preferisce l'acciaio. Bisogna tuttavia ricordare che lo stesso Reg. (CE) n. 852/2004 ammette una certa flessibilità per permettere di continuare ad utilizzare metodi tradizionali in ogni fase della produzione, trasformazione o distribuzione di alimenti e in relazione ai requisiti strutturali degli stabilimenti. Tuttavia, questa flessibilità non dovrebbe compromettere gli obiettivi di igiene alimentare. Tenendo a mente poi il contatto diretto tra formaggio posto a stagionare sulle assi di legno, l'uso del legno è disciplinato dal Reg. (CE) n. 1935/2004 riguardante i materiali e gli oggetti destinati a venire a contatto con i prodotti alimentari. Questo regolamento stabilisce che i MOCA non dovrebbero trasferire componenti agli alimenti in quantità tali da mettere in pericolo la salute umana, provocare un cambiamento inaccettabile nella composizione del cibo o indurre un deterioramento delle sue caratteristiche organolettiche. In questo particolare contesto normativo, vediamo che l'uso del legno a contatto con gli alimenti è sì strettamente regolato, ma godrebbe della flessibilità prevista per le produzioni tradizionali, a patto che sia garantita la sicurezza alimentare. Vediamo dunque in pratica cosa andrebbe fatto per adempiere alla normativa.

Uno degli adempimenti a carico dell'operatore del settore alimentare è la realizzazione e il mantenimento di un manuale di autocontrollo. Per quanto riguarda l'uso del legno in stagionatura, il manuale dovrà fare riferimento ad esso come materiale a contatto e dovrà esserci evidenza del fatto che il legno è stato scelto ed è impiegato da parte del produttore in funzione di un'attenta autovalutazione, tenendo conto dei requisiti di igiene e sicurezza: dovrà quindi essere un legno sano e non trattato con sostanze chimiche. Inoltre, dovrà essere riportata una procedura di pulizia apposita per la sanificazione e la manutenzione del legno nella sala di stagionatura. Se del caso, la manutenzione può anche prevedere la piallatura del legno.

Il legno maggiormente utilizzato per l'impiego di utensili domestici è rappresentato da legni duri, come il faggio ( Fagus sylvatica) - che è tra l'altro l'essenza legnosa maggiormente presente nelle sale di stagionatura, il noce ( Juglans regia L.), il ciliegio ( Prunus avium L.), la robinia ( Robinia pseudoacacia L.), l'acero montano ( Acer pseudoplatanus L.), il carpino bianco ( Carpinus betulus L.) ( progetto CAST). In base alle proprietà meccaniche (durezza e resistenza alla trazione, compressione e flessione) il legno di faggio è caratterizzato da un tessuto legnoso, particolarmente duro e compatto, privo di odori che possono essere ceduti alle matrici alimentari, particolarmente resistente e duraturo. Le tavole devono essere possibilmente realizzate da un'unica asse, senza parti assemblate o incollate; quelle realizzate con tale criterio presentano, in superficie, una venatura del legno continua, senza interruzioni, e per tale motivo sono maggiormente resistenti e hanno una durata maggiore rispetto alle tavole assemblate. Nessun trattamento di impermeabilizzazione del legno deve essere applicato al fine di evitare cessioni di sostanze chimiche al formaggio.

In merito alla sanificazione, studi di ricerca hanno dimostrato che il metodo che sembra più appropriato per la decontaminazione è la spazzolatura con detergente delle assi di legno, seguito da un trattamento termico. Zangerl (2009), in una ricerca, ha dimostrato che l'uso di ripiani in legno non influisce sulla sicurezza igienica dei formaggi se tali ripiani sono in buono stato di manutenzione e vengono accuratamente puliti e disinfettati mediante trattamento termico. In particolare, dopo aver inoculato delle assi di legno con Listeria monocytogenes ed aver incubato per 24 ore a temperatura ambiente, le tavole sono state pulite immergendole per 15 minuti in una soluzione di detergente alcalino caldo seguita da spazzolatura e risciacquo con acqua calda. Alcune delle tavole pulite sono state successivamente trattate termicamente a 80° C per 5 minuti e a 65° C per 15 minuti, rispettivamente. La sola procedura di pulizia non era sufficiente per rendere inattivo L. monocytogenes dallo strato di legno superiore di 2 mm. Nel caso di entrambe le combinazioni temperatura-tempo per la disinfezione termica, tuttavia, L. monocytogenes non era rilevabile. In un lavoro successivo, l'autore (Zangerl et al., 2010) ha consigliato una temperatura minima di 70 °C per 30 minuti al centro della tavola. Dopo questo trattamento termico, gli autori non sono stati in grado di isolare Listeria monocytogenes, nonostante una significativa contaminazione artificiale iniziale. In pratica, una procedura valida di pulizia dopo l'uso prevede una fase di spazzolatura con acqua (fredda o <35 °C) e quindi una fase di pulizia ad alta pressione a 85 °C in un tunnel. I ripiani vengono puliti alla fine di ogni ciclo di stagionatura; il tempo che intercorre tra una pulizia e l'altro dipende dal tipo di formaggio. Mariani et al. (2011) hanno dimostrato che i materiali in legno tenuti in buone condizioni e soggetti a pulizia periodica, lavati e disinfettati con trattamento termico, disattivano completamente le cariche potenzialmente patogene. Secondo i ricercatori, non esiste alcuna ragione affinché il legno utilizzato per la maturazione del formaggio, sia sostituito con altro materiale idoneo. Alcuni batteri, come ricordato all'inizio persistono negli impianti di maturazione, e sono rilevabili soprattutto nelle croste dei formaggi, ma sono determinanti durante il ciclo di maturazione (batteri buoni).

Una tecnica di sanificazione efficace è quella condotta con ozono, che si è rivelata essere una pratica ideale per le sale di stagionatura. Infatti l'ozono ha dimostrato una massima capacità sanitizzante e biocida con un abbattimento totale della carica batterica virale e delle muffe, oltre a consentire l'eliminazione di cattivi odori, annullare i residui chimici e permettere la riduzione di sanificanti chimici e di acqua, oltre ai tempi di trattamento e la manodopera. Essendo un gas, l'ozono ha un'ottima capacità di penetrazione ed elevato potere ossidante ed è in grado di arrivare in qualsiasi angolo da sanificare che sarebbe difficilmente raggiungibile con altri sanificanti o con i normali metodi tradizionali. Un interessante studio di Guzzon et al. (2015) mostra i risultati ottenuti diffondendo l'ozono su superfici legnose nelle sale di stagionatura di formaggi a crosta dura, seguendo diversi criteri d'indagine. Dalla ricerca è emerso che sanificando gli scaffali di stagionatura con l'ozono in combinazione con una regolare pulizia degli stessi si ottiene una completa sanificazione del legno, che di riflesso permette un'adeguata maturazione del formaggio, garantendo la sicurezza del prodotto dal punto di vista microbiologico (assenza di microrganismi alteranti) e della palatabilità (esaltazione delle componenti sensoriali).

Concludendo, possiamo dire che il legno nella stagionatura dei formaggi è un materiale insostituibile, per le funzioni tecnologiche svolte viste all''inizio di questo breve articolo. Tuttavia, non si possono escludere problematiche legate alla sicurezza alimentare: la scelta corretta del legno e la sua sanificazione sono importanti elementi per proporre al consumatore un formaggio sicuro e qualitativamente valido.

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Autori

Alfonso Piscopo, Dirigente Veterinario ASP Agrigento

Elisa Tavilli, Tecnologo alimentare

Bibliografia

Guillier L., Stahl V., Hezard B., Notz E., Briandet R., 2008. Modelling the competitive growth between Listeria monocytogenes and biofilm microflora of smear cheese wooden shelves. International Journal of Food Microbiology, 5th International Conference on predictive modeling in foods, 128 (1): 51-57

Mariani C., Oulahal N., Chamba J.-F., Dubois-Brissonnet F., Notz E., Briandet R., 2011. Inhibition of Listeria monocytogenes by resident biofilms present on wooden shelves used for cheese ripening. Food Control

IDF Factsheet - November 2016. Use of wood in cheese ripening.

Piscopo A., 2016. La trasformazione lattiero-casearia: problemi connessi alla fase di stagionatura. SIMeVeP

Zangerl P., 2009. Survival of Listeria monocytogenes after cleaning and sanitation of wooden shelves used for cheese ripening. Holz als Roh- und Werkstoff
Zangerl, P., Matlschweiger C., Dillinger K., and Eliskases-Lechner F. 2010. Survival of Listeria monocytogenes after Cleaning and Sanitation of Wooden Shelves Used for Cheese Ripening. European Journal of Wood and Wood Products 68 (4): 415-19.
Guzzon R., Franciosi E., Carafa I., Larcher R, Tuohy K: L'ozono, un innovativo strumento per il controllo microbiologico in aziende lattiero-casearie tradizionali. Industrie alimentari, 2015

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L'impiego del legno nella stagionatura dei formaggi

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Io ed Alfonso Piscopo, Veterinario presso l'Azienda Sanitaria Provinciale di Agrigento, ci inseriamo nell'ultima pubblicazione del mese tematico dei formaggi a pasta semicotta con un articolo di sicurezza alimentare dedicato ad un importante elemento della produzione di formaggi per i quali è necessario un periodo di stagionatura: il legno.

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Gli acari dei formaggi - Dimensione Pulito

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di Chiara Dassi Brutti sono brutti, da ammirare? Per certi versi sì! Riescono a colonizzare gli ambi

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L'amaro del formaggio rappresenta sempre un difetto anche se la percezione dell'amaro è in parte soggettiva, con soglie di percezione variabili, senza contare che taluni non disdegnano una "punta" di amaro. Il difetto deriva principalmente dall'accumulo di peptidi (molecole più piccole derivate dalla scissione delle proteine) amari formati dall'azione di enzimi proteolitici sulle caseine. La caseina di per sé non è una proteina "amara" ma a seguito della scissione enzimatica può liberare numerosi peptidi, tra i quali alcuni risultano di sapore amaro. Tra i difetti del formaggio l'amaro è uno dei più seri e può interessare tutte le tipologie casearie anche se, i formaggi ottenuti da latte caprino manifestano meno frequentemente questo difetto. Anche l'alimentazione del bestiame, oltre al tipo di caglio e alle contaminazioni microbiche, può determinare l'insorgere di sapore amaro. Alcune piante della famiglia delle brassicaceae (rapa) sono causa di sapori amari.
Incide anche una salatura non corretta che può modificare la struttura della caseina modificando l'azione degli enzimi proteolitici. Questi ultimi sono presenti nei batteri psicrotrofi che possono favorire l'insorgere di tale sapore. Questa circostanza spiega il nesso tra la diffusione della refrigerazione del latte alla stalla e una maggior incidenza del difetto. Lo starter (innesti di microrganismi selezionati) può essere anch'esso causa di insorgenza di amaro in relazione all'apporto di alcuni batteri lattici del tipo dei lattococchi. La contaminazione del latte con batteri di origine fecale quali gli enterococchi può rappresentare un ulteriore fattore. Fortunatamente tra i batteri lattici presenti normalmente nel latte o aggiunti con l'innesto alcuni sono in grado di degradare, mediante gli enzimi da essi prodotti, anche i peptidi amari. Può pertanto accadere che lo stesso formaggio che ad un certo stadio di maturazione risulta difettoso dopo un ulteriore periodo di stagionatura perda il difetto amaro.

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I difetti del formaggio | Progetto FORME

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Per il consumatore è molto importante conoscere le qualità ma anche i difetti dei formaggi. Deve infatti sapere che in un formaggio artigianale la presenza di difetti è più probabile mentre in un formaggio industriale i difetti (almeno gravi) sono rari ma spesso si riscontra quello che per alcuni è un difetto da aggiungere a quelli classici: la banalità, la piattezza del gusto.

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Nella polvere di casa vi sono numerose componenti quali: funghi, residui alimentari, granuli di pollini, forfore di animali, insetti (ad es.: scarafaggi), acari. Sono proprio gli acari, presenti in tutte le case, i maggior responsabili dei sintomi allergici (rinite, congiuntivite, tosse, asma, dermatite, prurito) nei soggetti sensibilizzati a tali allergeni.

Sono animaletti microscopici, ARTROPODI della classe degli ARACNIDI, invisibili ad occhio nudo (misurano circa 1/3 di millimetro), comparsi sulla terra da circa 300 milioni di anni. Ne sono state individuate addirittura 50.000 specie, tuttavia quelle più allergizzanti (detti ACARI MAGGIORI) che popolano le nostre case sono:

Dermatophagoides pteronissynus (Dp)

Dermatophagoides farinae (Df)

Accanto a questi vi sono gli ACARI MINORI o delle derrate alimentari così chiamati perché rappresentano dall'1 al 15% della popolazione acaridica della polvere di casa, prediligono ambienti particolari (silos, magazzini alimentari, granai, fienili) e sono allergeni meno potenti.
Acari minori e loro habitat:
Acaro siro: croste di formaggio, farine e cereali

Lepidoglyphus destructor: salumi, fieno e cereali

Tyrophagus putrescentiae: prosciutti, formaggi, grano, farina, e coltivazioni di funghi

Glycyphagus domesticus: dolciumi, formaggi, grano e farine

Gohiera fusca: vari cereali e sedie impagliate

Gli acari hanno una vita media di 2-4 mesi (80 giorni i maschi e 160 giorni le femmine). Durante questo periodo di vita hanno 1 o 2 accoppiamenti dopo i quali la femmina depone complessivamente 20-50 uova; nelle nostre abitazioni si possono così trovare da 100 a 1000 e più acari per grammo di polvere.

Lo sviluppo degli acari e la loro sopravvivenza sono favoriti da condizioni ambientali caldo-umide e dalla presenza di nutrimento:

Temperatura attorno ai 20°C

Umidità relativa tra 60 e 80%

Fonti di alimentazione: forfore derivanti dalla cute dell'uomo e degli animali domestici, muffe e residui alimentari

Queste condizioni di vita ci spiegano perché in genere il maggior sviluppo di acari si ritrova in località situate a meno di 1000-1500 metri di altitudine, ai cambiamenti di stagione (maggior umidità) ed in particolare in autunno.

Condizioni ideali per la sopravvivenza degli acari :

Nelle nostre abitazioni gli acari trovano le condizioni ideali di vita. Il riscaldamento permette il mantenimento di temperature attorno ai 20°C.

La riduzione degli scambi d'aria con l'ambiente esterno (ventilazione ridotta), conseguenza delle nuove tecniche di costruzione volte a garantire un risparmio energetico come ad esempio l'adozione di infissi ad elevata tenuta, porta ad un aumento dell'umidità nell'ambiente interno. Le attività domestiche quali cucinare, lavare (comprese docce e bagni) producono vapore acqueo. A livello del materasso il grado di umidità relativa si avvicina al 75% a causa del vapore acqueo prodotto dal nostro organismo stesso tramite la sudorazione e la respirazione (l'uomo produce in media 300 ml di acqua per notte) e la temperatura raggiunge i 22-26°C.

Il nutrimento è costituito dai residui cutanei eliminati dall'uomo e cioè da capelli, peli, derivati della normale desquamazione cutanea (in una notte si arriva a circa 200 mg). Gli animali domestici (gatto, cane...) tramite la loro forfora, i loro peli contribuiscono al nutrimento degli acari.

Il materasso è una nicchia ideale per la crescita dei Dermatofagoidi grazie al microclima e alle fonti di alimentazione che l'organismo dell'uomo stesso mantiene: nei materassi tradizionali dopo 4 mesi di utilizzo si possono ritrovare fino a 2 milioni di acari.

Arredi imbottiti, poltrone, divani, moquette, tende, tappeti e giocattoli di peluche rappresentano anche loro ambienti ideali per gli acari perché sono ricettacoli di detriti alimentari e forfore e al loro livello il grado di umidità relativa è elevato.
Sostanze allergizzanti contenute nell'acaro
Varie sono le sostanze allergizzanti dell'acaro responsabili (tramite inalazione o contatto) della comparsa di sintomi nel soggetto allergico. L'acaro in sé non è dannoso per l'uomo, ma è responsabile dei sintomi nel paziente allergico in quanto contiene sostanze allergizzanti dette "allergeni maggiori" presenti principalmente nelle particelle fecali e nel corpo dell'acaro morto. Gli allergeni dei Dermatofagoidi sono identificati in base alla nomenclatura internazionale con la sigla Der ed i più importanti dal punto di vista clinico appartengono ai gruppi I e II, indicati rispettivamente Der p 1 e Der f 1, Der p 2 e Der f 2.

Ogni acaro emette ogni giorno circa 6-40 pallottoline fecali di dimensione variabile tra 10-40 micron contenente ognuna 0,2 nanogrammi di allergene; queste particelle di poco peso fluttuano facilmente nell'aria e quando camminiamo sui tappeti o quando ci giriamo nel letto vanno a costituire un "aerosol biologico".
Misure di prevenzione ambientale
Per ridurre la concentrazione di acari nell'ambiente domestico, tenuto conto delle caratteristiche prima esposte, vanno adottate varie misure.
Misure Generiche:

Arieggiare un volta al giorno l'abitazione prevalentemente al mattino, nelle ore in cui l'inquinamento ambientale esterno e il traffico automobilistico sono minori, anche in inverno; aprire le finestre dopo l'uso dei fornelli, soprattutto se alimentati a metano (per allontanare il protossido d'azoto), quando si stira e durante le pulizie.

Cercare di mantenere una temperatura in casa non superiore a 20°C ed un grado di umidità relativa inferiore al 50%.

Evitare il fumo di tabacco (attivo e passivo), l'uso di profumi, insetticidi, vernici che rappresentano fattori irritativi per il soggetto allergico.

Preferire un arredamento semplice, facile da pulire, evitare librerie aperte, poltrone e divani imbottiti, ridurre il numero di soprammobili che accumulano polvere.

Eliminare tappeti e tendaggi complicati.

Mantenere i vestiti chiusi nell'armadio, evitare di cambiarsi le scarpe ed i vestiti polverosi in camera.

Evitare di mangiare in camera da letto.

Scegliere giocattoli in plastica od in legno piuttosto che in peluche e stoffa, se ciò non è possibile lavarli settimanalmente in lavatrice a temperature superiori a 60°C od in alternativa metterli in congelatore per 24 ore.

Ridurre il numero delle piante ornamentali in casa in quanto favoriscono lo sviluppo di muffe.

Posizionare il letto lontano dai caloriferi in quanto il calore emesso provoca un movimento di aria e quindi di polveri.

Pulire i termosifoni con cura e nelle case dotate di aria condizionata applicare filtri da cambiare frequentemente.

Evitare di tenere animali in casa (gatti, cani, criceti) la cui forfora è un ottimo nutrimento per gli acari.

Lavare la biancheria (federe, lenzuola,...) in lavatrice a temperature di almeno 60°C, ogni settimana.

Evitare di asciugare la biancheria in casa per non aumentare il grado di umidità interna.

Esporre le coperte ed i cuscini e se possibile il materasso ai raggi solari per alcune ore.

Utilizzare per le pulizie un panno umido e/o aspirapolveri dotati di microfiltri HEPA (dall'inglese High Efficiency Particulate Arrestance), in grado di rimuovere fino al 99,5% delle particelle di 0,3 micron) per pulire superfici polverose, materassi, divani, ecc. Si segnala che l'efficacia degli aspirapolveri con filtri HEPA nel ridurre la concentrazione delle particelle allergizzanti dell'acaro, migliora se usati in combinazione con filtri ad acqua. In questo sistema di filtrazione combinata acqua-filtro HEPA, il sacchetto di carta viene sostituito dall'acqua che funziona da primo filtro dell'aria aspirata mentre il filtro HEPA montato in successione aumenta l'abbattimento delle particelle più piccole. Con questo apparecchio viene ridotta la dispersione dell'allergene nell'ambiente durante le pulizie.

Non usare gli umidificatori in quanto aumentando il livello di umidità relativa favoriscono la proliferazione degli acari, anche i deumidificatori in realtà non sono di grande aiuto in quanto quelli disponibili attualmente in commercio consentono il raggiungimento della soglia del 60% di umidità.

Evitare l'uso degli ionizzatori in quanto possono sviluppare sostanze irritative per le vie respiratorie quale l'ozono.Misure specifiche:

Prodotti chimici

I prodotti chimici disponibili sul mercato sono di 2 tipi: Acaricidi e Denaturanti proteici.

Gli acaricidi più facilmente reperibili in commercio sono sostanze chimiche a base di piretroidi o di benzil benzoato che uccidono gli acari, mentre i denaturanti proteici, acido tannico e un suo derivato il tanacetano, denaturano le proteine allergeniche degli acari e degli animali domestici. Questi prodotti sono utilizzabili su materassi, cuscini, mobili imbottiti, tappeti e moquette, interni di auto ecc...; dopo il trattamento occorre rimuovere gli acari morti (ancora in grado di scatenare reazioni allergiche) e la polvere con appositi aspirapolvere.Le prove scientifiche su efficacia ed innocuità di questi prodotti chimici (il più studiato è il benzil benzoato) non sono ritenute sufficienti da consentirne un uso esclusivo per realizzare la prevenzione ambientale, la loro efficacia clinica è inoltre influenzata dal loro corretto uso (quantità, tempo d'azione, penetrazione in profondità).Prodotti barrieraI prodotti barriera sono rappresentati da fodere (coprimaterasso, copricuscino, copripiumino) che hanno lo scopo di impedire il passaggio degli acari e dei loro allergeni verso l'esterno e di ostacolare la penetrazione dei derivati epidermici dell'uomo all'interno. Per essere efficaci queste fodere devono essere fatte con tessuti impermeabili agli allergeni, traspiranti per consentire il passaggio del vapore acqueo prodotto dalla respirazione corporea con maggior confort per il paziente, confezionati in modo da chiudere completamente il materasso, il cuscino od il piumone con sistemi di chiusura a cerniere lampo o di velcro. Tutti i materassi e i cuscini presenti nella camera devono essere ricoperti con queste fodere.Obiettivi della prevenzione ambientale
Prevenzione secondaria non farmacologicaGli studi hanno dimostrato che l'adozione di misure di controllo ambientale, per ridurre l'esposizione agli allergeni degli acari domestici aiutano il paziente a prevenire le riacutizzazione dei sintomi con miglioramento della qualità di vita, minor consumo di farmaci e mantenimento della malattia ad un livello di minore gravità.

Prevenzione primaria
La riduzione dell'esposizione agli allergeni degli acari nel corso del primo anno di vita ritarda la comparsa della malattia in soggetti geneticamente predisposti.

Premesso che non potremo sterminare gli acari, che sono d'altronde sopravissuti a tutti quei cambiamenti avvenuti nei tempi, l'impegno delle famiglie nell'adottare i vari provvedimenti illustrati per ridurre gli acari nell'ambiente, in base alle loro possibilità, è un punto fondamentale per il raggiungimento nel trattamento delle allergie dei seguenti obiettivi:

prevenire le riacutizzazioni

evitare il peggioramento della malattia

prevenire l'insorgenza della malattia nei figli dei soggetti allergici

Un gruppo internazionale di esperti (Association of Allergology and Immunology e Organizzazione Mondiale della Sanità) ha proposto dei livelli soglia di concentrazione di allergeni per realizzare una casa a basso rischio di allergia.

Meno di 10 microgrammi di allergene maggiore, equivalente a 500 acari per grammo di polvere, per ridurre il rischio di comparsa di manifestazioni acute (riacutizzazioni) in pazienti allergici agli acari.

Meno di 2 microgrammi di allergene maggiore, equivalente a 100 acari per grammo di polvere, per prevenire la sensibilizzazione verso gli acari in bambini predisposti geneticamente.
Controllo di efficacia delle misure di prevenzione ambientale
Per controllare i risultati ottenuti con le misure preventive sono disponibili sul mercato vari metodi:

Dosaggio indiretto della quantità di acari presenti nel campione di polvere in base al contenuto di un loro prodotto di escrezione (guanina). E' un metodo colorimetrico realizzabile a casa.

Dosaggio diretto della quantità di allergene maggiore nel campione di polvere mediante test immunoenzimatico (ELISA), che utilizza anticorpi specifici verso gli allergeni degli acari. Sono disponibili in commercio un Kit rivelatore eseguibile in casa e di più recente introduzione un test da eseguire in laboratorio.

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Unità Semplice Dipartimentale di Allergologia

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Per formaggio si intende il prodotto ottenuto da latte intero, parzialmente scremato, scremato oppure dalla crema, crema di siero o di latticello, soli o in combinazione tra loro, in seguito a coagulazione acida o presamica, anche facendo uso di fermenti o cloruro di sodio.
Gli unici ingredienti ammessi per la produzione del formaggio sono il latte, il caglio, (i fermenti) e il sale.

Con questi ingredienti sono prodotti moltissime varietà di formaggi con caratteristiche sensoriali, aspetto esteriore e consistenza della pasta diversi l'uno dall'altro.

La composizione chimica del formaggio rispecchia quella del latte di partenza, in particolare riguardo al contenuto di grassi e proteine, ma allo stesso modo dipende da numerosi altri fattori tra cui: qualità della flora microbica, procedimenti di lavorazione, grado di stagionatura.

Prima di iniziare la caseificazione può essere necessaria la correzione della quantità di grassi contenuti nel latte.

In alcuni casi il latte viene pastorizzato. La pastorizzazione del latte si rende necessaria soprattutto per i formaggi freschi, mentre per quelli a lunga stagionatura possono essere sufficienti mungitura, raccolta e trasporto rigorosamente igienici, in quanto eventuali germi patogeni non sopravvivono alle condizioni chimico-fisiche della maturazione (pH acido, NaCl, presenza di antibiotici naturali e metabolici inibenti)

Nei primi le colture sono fatte crescere nel latte, vengono utilizzati per produrre formaggi molli come crescenza, stracchino, gorgonzola.

Nei secondi i microrganismi vengono coltivati nel siero del latte , vengono utilizzati per produrre formaggi a pasta cotta come il Parmigiano Reggiano e il Grana Padano.

Gli innesti fungini sono particolari tipi di innesti composti da muffe del tipo Penicillum roqueforti o camemberti o Aspergillus, che vengono aggiunti in seguito alla formazione della cagliata sottoforma di spore che germineranno durante la maturazione. Tramite questi innesti si producono i formaggi "blu", come il Gorgonzola, il Roquefort, lo Stilton.

La cagliata è una massa gelatinosa di paracaseinato bicalcico che forma un reticolo tridimensionale, nelle cui maglie sono intrappolati i globuli di grasso e il siero, e che tende a contrarsi trattenendo i primi ed espellendo il secondo.

Nel primo caso si ottiene una cagliata piuttosto tenace ed elastica, che ben si presta ad essere spurgata dal siero e quindi a produrre formaggi a pasta semidura e dura, che possono essere stagionati anche a lungo. Nel secondo caso la cagliata è poco compatta, impalpabile, con una consistenza simile allo yogurt.

Estrazione e messa in forma
La cagliata viene estratta dal siero e riposta in stampi o fascere di forma e dimensioni tipiche del formaggio da produrre. Prosegue lo spurgo dal siero, che può essere facilitato dalla pressatura che conferisce inoltre al formaggio la compattezza e la forma propria.

La salatura preserva la superficie esterna del formaggio dallo sviluppo di muffe, ne accentua il sapore e contribuisce alla formazione della crosta.

Nel corso della maturazione si completano la trasformazione dei glucidi (lattosio), delle proteine e dei lipidi, per azione di enzimi (microbici e del latte).

Queste modificazioni sono condizionate dalla quantità di acqua e sale, dal grado di acidità della pasta casearia, dalla temperatura e dall'umidità dell'ambiente, dalla forma e dalle dimensioni del formaggio.

Nei formaggi freschi e molli la maturazione dura qualche giorno, per i formaggi a pasta dura e a lunga stagionatura le forme vengono lasciate riposare per un tempo variabile.

Questa operazione può durare da qualche giorno a più di due anni, e avviene in celle di stagionatura (casere) a temperatura e umidità costante.

Una volta veniva effettuata in grotte dove spesso il formaggio sviluppava una microflora caratteristica che conferiva particolari sapori e aromi.

La maturazione avviene a temperature di 5-10 gradi per i formaggi a pasta molle, e 15-20 gradi per quelli a pasta cotta.

Durante la maturazione avviene la degradazione dei macronutrienti da parte di enzimi del latte e dei batteri naturalmente presenti, o aggiunti volontariamente.

le principali trasformazioni che avvengono durante la maturazione sono:

Una volta conclusa la fase di spurgo, il contenuto idrico diminuisce lentamente per evaporazione e per osmosi. A seconda del tipo di formaggio, la perdita di acqua va dal 25 al 60% della quota iniziale, ed è maggiore per quelli a lunga stagionatura e a pasta dura.

Sulla crosta di alcuni formaggi come il brie e il camembert vengono fatte sviluppare muffe, in altri come il taleggio queste si sviluppano naturalmente: in entrambi i casi esse contribuiscono a caratterizzare le qualità organolettiche del prodotto.

Il lattosio presente nella cagliata viene trasformato dai batteri lattici in acido lattico, alcool etilico e anidride carbonica. Quest'ultima è responsabile dell'occhiatura di alcuni formaggi come l'emmenthaler.

L'acido lattico viene poi trasformato in composti aromatici o viene trasformato in un sale, il lattato, responsabile delle piccole macchie bianche del formaggio grana.

a trasformazione della caseina produce le variazioni più evidenti a carico della pasta, che diventa più o meno morbida e colorata, e del sapore.

L'acido lattico prima e gli enzimi proteolitici poi causano la scissione di parte della caseina in amminoacidi e peptidi, che conferiscono aromi e sapori particolari. Queste scissioni rammoliscono la pasta: dunque sono molto più spinte nei formaggi molli (come la crescenza e il gorgonzola) rispetto a quelli duri.

I lipidi vengono attaccati dagli enzimi dei microorganismi, che sono debolmente attivi ma producono forti modificazioni delle caratteristiche del formaggio poiché liberano sostanze fortemente aromatiche come gli acidi grassi a catena medio-corta tipici del latte.

I formaggi di pecora e capra hanno un sapore più piccante e aromatico grazie al contenuto maggiore di acidi grassi a catena medio-corta (capronico, caprilico e caprinico): questa differenza si evidenzia solo quando questi acidi grassi vengono scissi dai trigliceridi con la maturazione.

I formaggi molli sono quelli più interessati dalla trasformazione dei lipidi, in particolare dalle e alcuni composti come i muffe aggiunte nei formaggi erborinati (gorgonzola, roquefort, ecc.), che producono l' irrancidimento chetonico metilchetoni, che conferiscono il particolare sapore piccante a questi formaggi.

La classificazione dei formaggi può essere effettuata in base ad una serie di parametri fisici e tecnologici:
Tipo di latte
Se la temperatura di cottura è superiore a quella di formazione della cagliata si parla di formaggi cotti, quelli a pasta cruda non subiscono nessun trattamento termico.

Pasta cruda: se la cagliata non subisce temperature superiori a 38°C, (crescenza, gorgonzola, taleggio); Pasta semicruda: massimo 48 gradi (fontina, asiago, provolone);

Contenuto in grassi (sul secco)
Grassi: grasso sul secco superiore al 42%;

Consistenza della pasta
I formaggi freschi a pasta molle Il loro contenuto in acqua è compreso tra 45 e 70%.

Formaggi freschi: quando non subiscono stagionatura, e sono consumati entro pochi giorni dalla produzione (mozzarella, Bel paese, formaggi bianchi); Formaggi stagionati a maturazione breve: quando la stagionatura non supera i 20-40 giorni (crescenza, taleggio); Formaggi stagionati a maturazione media: quando la stagionatura non supera i 6 mesi (Fontina, Gorgonzola, formaggi pressati); Formaggi stagionati a maturazione lenta: quando la stagionatura dura più di 6 mesi (Parmigiano, Emmenthaler);

1. Gli operatori del settore alimentare che fabbricano prodotti lattiero-caseari devono porre in atto procedure intese a garantire che, immediatamente prima della trasformazione:

a) il latte crudo di vacca utilizzato per fabbricare i prodotti lattiero-caseari abbia un tenore di germi a 30 °C inferiore a 300.000 per ml;

b) il latte di vacca trasformato utilizzato per fabbricare i prodotti lattiero-caseari abbia un tenore di germi a 30°C inferiore a 100.000 per ml.

2. Se il latte non risponde ai criteri di cui al punto 1, gli operatori del settore alimentare devono informare l'autorità competente e prendere misure volte a correggere la situazione.

Il latte deve essere inoltre privo di antibiotici e deve avere caratteristiche sensoriali normali.

La fermentazione del latte è il risultato dell'azione di enzimi apportati con il caglio o naturalmente presenti nel latte e dell'attività metabolica esercitata dai microrganismi.

I microrganismi possono essere naturali contaminanti del latte ovvero aggiunti deliberatamente sotto forma di colture starter.

La fermentazione del latte è una fase del processo produttivo che, secondo le varie tipologie di formaggi, può durare da 1 a 5 ore. Essa inizia con la coagulazione del latte, che comporta il passaggio del latte dallo stato liquido allo stato di gel e avviene mediante modificazione fisico-chimica delle caseine del latte. L'azione del caglio e dell'acido lattico prodotto dai batteri lattici provoca la formazione di una rete proteica (insolubilizzazione delle micelle di caseine a formare un gel) che ingloba il siero e gli altri costituenti.

La destabilizzazione (precipitazione) delle caseine avviene quindi come conseguenza delle modificazioni del pH (acidificazione) e dall'aggiunta di enzimi proteolitici (caglio). La coagulazione nella produzione dei formaggi è sempre di tipo presamico-acida, con prevalenza della coagulazione presamica. Di seguito riportiamo alcune considerazioni sulle caratteristiche della coagulazione acida e di quella presamica.

La coagulazione acida è ottenuta per aggiunta di acidi o per fermentazione microbica.

L'abbassamento del pH determina il rilascio da parte delle caseine di P e Ca, con conseguente demineralizzazione e disgregazione delle micelle. Intanto, il raggiungimento del punto isoelettrico determina perdita di cariche elettriche residue e conseguente disidratazione. Il risultato è la instabilità delle micelle caseiniche e quindi la loro precipitazione.

Il caglio o presame usato nella coagulazione presamica del latte, è una soluzione enzimatica (95% chimosina e 5% pepsina) prodotta dall'abomaso di ruminanti lattanti. Presenta azione proteolitica specifica sulla K-caseina e azione proteolitica generale. La sua attività ottimale si ha a valori di pH intorno a 5 e a temperature tra 32 e 40°C. Il titolo del caglio indica la sua capacità di coagulare una definita quantità di latte in condizioni definite (es: 1:10.000 indica che 1 ml di caglio è in grado di coagulare 10.000 ml (10 L) di latte a 35°C in 40 minuti. In genere si usa caglio liquido di vitello con titolo 1:10000 in quantità di 18-20 ml/100 l di latte per avere coagulazione in 15-20 min. I meccanismi della coagulazione presamica si possono così riassumere:

* la chimosina degrada specificamente la K-caseina idrolizzando il legame Fenilalanina-Metionina in posizione 105-106, con produzione di caseino-macropeptide solubile in acqua (quindi rimane nel siero) e para-K-caseina insolubile, che rimane legato alla micella;

* aggregazione delle micelle modificate mediante legami minerali (Ca e P) con formazione del gel (coagulo);

* il distacco del caseinoglicopeptide determina la perdita dello stato di idratazione delle micelle e la loro flocculazione.

Nel corso della maturazione della cagliata (fermentazione), prima che essa sia formata, i batteri lattici, naturalmente presenti o aggiunti come colture starter (a livelli di 106 UFC/ml) fermentano il lattosio con produzione di acido lattico e, intrappolati nella fase solida, si moltiplicano fino a raggiungere livelli di 109- 1010 UFC/g, conferendo alla cagliata le caratteristiche desiderate, preparandola alla fase successiva di stagionatura. In questa fase sono prodotti anche altri metaboliti che contribuiscono a conferire al formaggio aroma, sapore e struttura proteggendolo al tempo stesso dallo sviluppo di batteri indesiderati (produzione di batteriocine attive contro patogeni e alterativi).

In maniera schematica si può dire che le trasformazioni enzimatiche riguardano e determinano:

metabolizzazione dell'acido lattico da parte di lieviti, muffe e batteri propionici;

idrolisi dei trigliceridi in acidi grassi liberi;

idrolisi delle caseine in peptidi, aminoacidi e composti aromatici;

modificazioni del pH e dell'attività dell'acqua;

sviluppo dell'aroma e del sapore del formaggio;

colonizzazione microbica della crosta.

I microrganismi coinvolti nel processo di maturazione appartengono a gruppi e specie differenti, e le popolazioni dominanti possono variare in funzione della tecnologia di produzione a cui è stato sottoposto il formaggio.

Tra i batteri predominano ceppi e specie di batteri lattici quali Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus, Leuconostoc ed Enterococcus, ma anche ceppi e specie di micrococchi e stafilococchi, propionibatteri, corinebatteri. Occasionalmente possono essere presenti batteri alterativi (clostridi, bacilli, coliformi) e patogeni (L. monocytogenes, Salmonella e altri).

Anche alcuni lieviti ( Debaryomyces hansenii, Kluyveromyces marxianus, Yarrowia lipolytica) svolgono un ruolo importante nella maturazione dei formaggi, soprattutto nella metabolizzazione del lattato e, in alcuni casi, per la loro attività lipolitica, contribuendo a determinare le caratteristiche tipiche dei formaggi. Nella maggior parte dei formaggi lo sviluppo di muffe non è gradito ed è considerato segno di alterazione. Per contro, in alcuni formaggi, detti a crosta fiorita (ammuffimento superficiale della crosta) ed erborinati (sviluppo del micelio fungino all'interno della pasta), le muffe sono inoculate come colture selezionate. Esempi tipici di formaggi a crosta fiorita sono il Camembert e il Brie, in cui la muffa maggiormente utilizzata è costituita da ceppi non micotossinogeni di Penicillium candidum, che si sviluppa sulla superficie dei formaggi con un denso micelio bianco. Tra i formaggi erborinati, un tipico esempio è rappresentato dal Gorgonzola (ma anche il Roquefort, lo Stilton ecc.) in cui sono inoculati i conidi di Penicillium roqueforti come muffa tipica che si sviluppa all'interno del formaggio con un micelio di colore verde-azzurro. Il ruolo delle muffe è quello di svolgere principalmente le seguenti azioni:

utilizzazione del lattato, con conseguente disacidificazione e addolcimento del prodotto;

attività lipolitica e proteolitica i cui prodotti di degradazione conferiscono al prodotto le caratteristiche sensoriali ed organolettiche tipiche.

Microflore di alcuni formaggi
Alterazioni biologiche dei formaggi

Difetti della pasta
Gonfiore precoce: tipico di formaggi freschi e a pasta molle. Si manifesta con occhiature della pasta che compaiono entro le prime 24 ore dalla produzione. Sono dovute ad uno sviluppo non controllato di batteri gasogeni come coliformi, lieviti e batteri lattici eterofermentanti. Cause: latte con antibiotici o contenuto microbico troppo elevato; fallimento dello starter per attacchi batteriofagici.

Gonfiore tardivo : tipico di formaggi a lunga stagionatura (>3 mesi). Si manifesta con occhiature della pasta (a volte localizzate a formare delle grosse caverne) causate da batteri anaerobi come clostridi e propionici, che utilizzano il lattato trasformandolo in acido butirrico o acido propionico e CO ₂ e H ₂. Cause: latte molto contaminato da clostridi e propionici; errate condizioni di stagionatura (temperature troppo elevate); errori tecnologici (insufficiente acidificazione o salatura).

: dovuto ad una eccessiva proliferazione di microrganismi fortemente proteolitici che determinano alterazioni di tipo putrefattivo. Difetti di superficie o della crosta
Colorazioni anomale : sviluppo superficiale indesiderato di batteri e muffe pigmentate.
Cancro o vaiolo : si verifica su formaggi a lunga stagionatura. E' dovuto allo sviluppo di funghi a micelio rado (Es.: Scopulariopsis spp.) ed a una conseguente invasione di acari che si nutrono delle strutture riproduttive di questi funghi, i quali, per sfuggire all'attacco degli acari si affondano nella pasta producendo delle profonde cavità che diventano evidenti dopo la toelettatura delle forme.

Il Regolamento (CE) n. 2073/2005 del 15.11.2005 sui criteri microbiologici applicabili ai prodotti alimentari, stabilisce i seguenti criteri per il formaggio:a) Criteri di sicurezza alimentare: definiscono l'accettabilità di un prodotto alimentare messo in commercio;

b) Criteri di igiene del processo: definiscono il funzionamento accettabile del processo di produzione; sono limiti consigliati per valutare se sono necessarie misure correttive per l'igiene del processo.

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Per formaggio si intende il prodotto ottenuto da latte intero, parzialmente scremato, scremato oppure dalla crema, crema di siero o di latticello, soli o in combinazione tra loro, in seguito a coagulazione acida o presamica, anche facendo uso di fermenti o cloruro di sodio.

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Avete mai provato a fare il formaggio in casa o a scuola? Ecco due modi semplici e divertenti per diventare piccoli casari.

Ingredienti:

2 litri di latte intero pastorizzato

1 yogurt naturale

1 cucchiaino di caglio o 2 limoni

sale

Con il caglio

1. Versare il latte pastorizzato nella casseruola e portare a 35°C. Aggiungere quindi lo yogurt naturale ed il caglio, precedentemente sciolto in pochissima acqua tiepida (temperatura ottimale dell'acqua: 35°C).

2. Mescolare il latte con lo yogurt ed il caglio sciolto e lasciar riposare per 2 ore. Durante la fase di riposo le proteine del latte hanno il tempo necessario per coagulare: dopo 2 ore, il latte, trasformatosi in cagliata, avrà assunto una consistenza gelatinosa, molto simile a quella di un budino. La cagliata è un reticolo tridimensionale, nelle cui maglie sono intrappolati i globuli di grasso ed il latticello (goccioline di siero) con zuccheri (lattosio) e sali minerali.

3. Accendere il fuoco sotto alla pentola e scaldare la cagliata per circa un minuto, senza mescolare. Si procede ora con la rottura della cagliata, ovvero con la separazione della cagliata dal siero. Per i formaggi a pasta molle, l'ideale è "rompere" la cagliata con un frustino, in modo molto delicato.

4. Lasciar riposare nuovamente la cagliata per 15 minuti: così facendo, verrà facilitata la precipitazione della parte solida. Trasferire la cagliata in appositi colini di plastica. Lasciar gocciolare la cagliata.

Con il limone

1. Mettere in una pentola il latte e portare a ebollizione

2. Aggiungere quindi il succo di limone poi il sale

3. Mescolare e continuare a far cuocere per 5 minuti

4. Spegnere il fuoco, si vedranno separare piccoli grumi dalla parte acquosa (siero)

5. Lasciare raffreddare nella pentola di cottura per circa 10 minuti senza mescolare

6. Prelevare i grumi con un piccolo colino o colapasta a buchi stretti.

7. Coprire con la pellicola e collocare sopra alla pellicola un piccolo peso

8. Dopo 2-3 minuti il formaggio è pronto

Cosa fare del siero? Il siero non dev'essere considerato un prodotto di scarto: infatti aggiungendo un acidificante (es. aceto, limone, acido citrico oppure acido lattico), un pò di sale e scaldandolo, è possibile ottenere la ricotta.

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2 facili modi per fare il formaggio in casa o a scuola!

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Avete mai provato a fare il formaggio in casa o a scuola? Ecco due modi semplici e divertenti per diventare piccoli casari. Ingredienti:2 litri di latte intero pastorizzato 1 yogurt naturale 1 cucchiaino di caglio o 2 limoni sale Con il caglioVersare il latte pastorizzato nella casseruola e portare a 35°C.

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Dal latte alla stagionatura

Poche operazioni, ma mirate, meticolose e puntuali. Che devono essere fatte solo da mani esperte. Scopriamo come lavora il casaro

Dal latino medievale (caseum) formaticum (cacio) messo in forma, il formaggio si ottiene dal latte intero, parzialmente o totalmente scremato dalla crema di latte. Il latte può essere crudo o pastorizzato e la coagulazione della caseina, proteina appartenente quantitativamente a circa il 75% delle proteine totali del latte, avviene con l'aggiunta di caglio, di coagulante (presamica), oppure attraverso una coagulazione acida.

Pastorizzazione

E' un trattamento termico che serve ad abbattere la carica batterica patogena del latte, dannosa al nostro organismo, salvaguardando la carica utile alla caseificazione. La pastorizzazione è sovente praticata per guidare meglio le fermentazioni che avvengono con l'innesto di batteri conosciuti. Si ottiene portando il latte alla temperatura di 72° e mantenendola costante per 15''. E' una tecnica adatta alla trasformazione del latte in formaggi che non superano i 60 giorni di maturazione, mentre per i formaggi D.O.P. non è necessaria, ma in alcuni casi concessa. Oltre alla pastorizzazione, in caseificio avviene la termizzazione, utilizzata per ottenere il lattoinnesto.

Prematurazione e affioramento

Quando il latte appare troppo "pulito" è necessario maturarlo, ovvero lasciare che la carica batterica cresca di numero per determinare maggiore fermentazione. Normalmente il latte viene lasciato in sosta a temperature variabili, a seconda del formaggio da ottenere, fra i 10 e i 20°. Un'ulteriore tecnica utilizzata prima della caseificazione è la sosta per affioramento del grasso: avviene, per i formaggi a latte parzialmente scremato, dentro bacinelle a temperatura ambiente o in vasi di rame immersi in acqua corrente fredda.

Il latte in caldaia

Il latte della lavorazione deve essere immesso in appositi contenitori di diverse tipologie: il classico paiolo o la caldaia di rame semisferica riscaldata a fuoco diretto a legna o a gas; la c aldaia tronco-conica adatta per i formaggi a pasta dura tipo grana; il tino di coagulazione; la pentola in acciaio inox a forma cilindrica; i macchinari complessi come le polivalenti, le quali permettono al casaro di guidare le varie fasi attraverso comandi elettrici o elettronici che normalmente sfruttano il calore del vapore.

Innesto di fermenti lattici

Il latte deve mantenere una carica batterica utile alle fermentazioni che avvengono nelle varie fasi della vita del formaggio. Partendo dal latte crudo, il casaro può decidere di innestare ugualmente per aumentare la carica batterica. Normalmente per fare questo si aggiunge il lattoinnesto o il sieroinnesto, che permettono l'uno di ottenere (genericamente) formaggi a pasta semidura e dura, l'altro formaggi a pasta dura. Nel caso di latte pastorizzato, c'è la possibilità di innestare sia il lattinnesto, sia il sieroinnesto, oppure fermenti lattici liofilizzati o congelati (fattibile anche nel latte crudo). Insieme all'inoculo dei fermenti lattici è possibile, per quei formaggi che lo richiedono, innestare le muffe classiche dei formaggi a crosta fiorita o erborinati: il Penicillium candidum o il Penicullium roquefort.

Formaggi a coagulazione presamica

Caglio o coagulante

Per ottenere la cagliata il latte deve coagulare, cioè diventare della consistenza di una gelatina. Per centrare questo risultato bisogna aggiungere al latte, dopo l'inoculo dei fermenti lattici, una dose di caglio o coagulante. Il caglio è di origine animale, viene estratto dal quarto stomaco dei lattanti di origine bovina, ovina e caprina, animali quindi che non hanno ancora assunto erba come alimento. I coagulanti, invece, possono essere estratti da vegetali come il fico, la papaya, il cardo, ecc... Oppure possono essere microbici o fungini. Hanno la stessa funzione del caglio, ma agiscono in modo più blando.

Coagulazione

Il caglio, composto da alcuni enzimi fondamentali, ha la capacità di coagulare il latte in un tempo determinato e previsto dal casaro. La cagliata avviene per azione delle caseine del latte e racchiude all'interno del reticolo caseinico i globuli di grasso e l'acqua, capace di mantenere in soluzione i sali minerali e le vitamine.

Rottura cagliata

Affinché la cagliata si trasformi in pasta, che in seguito diventerà formaggio, è necessario metterla in condizione di spurgare l'acqua che contiene. La rottura, impiegando attrezzi taglienti come lo spino, la lira, o altri tipici in legno, permette alla cagliata di perdere la quantità di siero necessaria a ottenere formaggi a pasta molle, semidura o dura. Questa prima azione meccanica sarà seguita, come si vedrà, da altre fasi il cui scopo è identico.

Estrazione

Le prime fasi tecnologiche che determinano la tipologia del formaggio desiderato si concludono in caseificio con l'estrazione della pasta, indipendentemente dal fatto che siano formaggi a pasta molle o a pasta dura. I metodi sono tanti, dall'estrazione manuale con secchi a quella con teli, oppure con caduta delle polivalenti che, sopraelevate dal pavimento, consentono la fuoriuscita della pasta, tramite tubazione, direttamente sul tavolo spersore.

In tutti i casi, la pasta, che sta per diventare formaggio, viene poi posta dentro f uscelle in giunco o in plastica, oppure in fascere di legno o in teflon.

Molti formaggi, in particolare quelli a pasta molle, a questo punto devono stufare, ovvero rimanere al caldo umido, per un determinato tempo. Altri, in particolare quelli a pasta semidura o dura, vengono pressati con pesi, presse meccaniche o idrauliche. Tutti i formaggi, salvo qualche piccola eccezione, verranno poi salati in salamoia o a secco.

Stagionatura o maturazione

Sono rari i formaggi non soggetti a maturazione. La maggior parte di loro, seppure per poche ore o giorni, deve maturare, ovvero subire mutazioni fisiche, organolettiche e microbiologiche che permettano alla primitiva pasta di assumere sapori, odori e aromi, nonché la tessitura che il casaro ha progettato.

Formaggi a coagulazione lattica (acida)

Le prime fasi già descritte, quelle del latte crudo o pastorizzato e quella dell'innesto di fermenti lattici, sono applicabili anche a questa tipologia. In questo caso, però, non è previsto l'utilizzo di caglio o coagulanti.

La cagliata

Parlare di rottura è impreciso, essendo la stessa operazione evitata per non determinare uno spurgo dannoso per una cagliata molto debole che, se compromessa, perderebbe le sue caratteristiche. I bicchieri in cui è stata completata la coagulazione vengono rivoltati direttamente dentro fuscelle forate che permettono un lento spurgo della cagliata fragile. Si può quindi considerare questa operazione come un'estrazione della pasta.

Il latte

Proteine, grassi, lattosio, sali minerali e vitamine

I componenti del latte, sia pure di lattifere diverse, sono sempre influenzati dall'alimentazione dell'animale, dal clima e dai fattori ambientali.

Il latte è un prodotto di derivazione animale che, per uso caseario, viene munto dalla vacca, dalla pecora, dalla capra e dalla bufala. La caratteristica principale è il suo uso naturale, ovvero l'allattamento. Il genere umano, essendo mammifero, allatta il figlio nei primi tempi dopo la nascita, così come le lattifere, che l'allevatore munge regolarmente dopo aver lasciato l'animale allattare il cucciolo. Definiamo anche dal punto di vista legislativo cos'è il latte: il latte alimentare è il prodotto ottenuto della mungitura regolare, completa e ininterrotta della mammella di animali in buono stato di salute e nutrizione. Già da questa definizione si intuisce che il latte deve avere caratteristiche salutistiche essenziali. Proviamo ora a entrare nel latte, cosa troviamo? Innanzitutto tanta acqua, ma anche tanta vita. Il latte, all'interno della mammella, è sterile e inizia la sua vita durante e dopo la mungitura, quando, contaminato dall'ambiente, assume una carica batterica. La carica batterica è, dal punto di vista caseario, indispensabile per innescare le fermentazioni naturali, o indotte, se inoculata con innesti o fermenti selezionati. Il formaggio è una sostanza solida che ha derivazione proteica e lipidica, essendo la massa prevalente della pasta del formaggio derivante dalla proteine (caseine) e dal grasso (lipidi). Le proteine, influenzate dalla presenza del caglio o dall'acidità del latte e a causa di un enzima, la chimosina, vengono destabilizzate, avviene il distacco della K caseina e le micelle si avvicinano e si uniscono fra loro, determinando un gel, ovvero la cagliata, che ha una struttura simile alla gelatina, al budino. I globuli di grasso che non sono influenzati dalla chimosina, vengono intrappolati dal reticolo caseinico. Nasce così il formaggio. Ma nel latte, disciolte nell'acqua, sono presenti anche vitamine e sali minerali, componenti essenziali per l'alimentazione. Non manca, inoltre, lo zucchero, il lattosio, che è la base delle fermentazioni microbiche, essendo l'alimento dei batteri. Il latte, quindi, è un prodotto alimentare complesso, al quale non manca nulla: le proteine, i grassi, il lattosio, i sali minerali, le vitamine. Qualità che vengono trasferite, tramite le operazioni casearie, nel formaggio, laddove trovano un habitat naturale che ne migliora ogni aspetto: chimico e fisico.

Latte vaccino, ovino, caprino, bufalino

Il territorio italiano per la sua morfologia e per il clima si presta all'allevamento delle grandi famiglie di lattifere: la vacca, la pecora, la capra e la bufala. Il latte vaccino viene impiegato sia per l'alimentazione, sia per per la trasformazione casearia. Le altre tipologie di latte vengono usate in particolare per la trasformazione casearia. La produzione è molto diversa tra loro: nel 2009 (anno di riferimento) sono state prodotte 10.500.000 tonnellate di latte vaccino; 441.000 di latte ovino; 22.600 di latte caprino e 175.000 di bufala. Valori molto diversi fra loro, come diverse sono le composizioni delle varie tipologie di latte, anche solo raffrontando il contenuto di proteine e grassi, come riportato nella seguente tabella.

Il latte di vacca ha un contenuto proteico decisamente inferiore a quello di pecora, ma anche a quello di bufala, così anche per il grasso. Questi valori influenzano sia la resa casearia, sia il contenuto della pasta del formaggio. Il Pecorino, per fare un esempio, avrà conseguentemente un contenuto di grasso superiore a quello di un formaggio di vacca. Un altro fattore importante di differenza sono le dimensioni delle micelle caseiniche e dei globuli di grasso. Per fare un raffronto tra due tipologie di latte le cui peculiarità sono sostanzialmente differenti, è sufficiente analizzare le micelle caseiniche del latte vaccino e caprino, così come i globuli di grasso. Dalle evidenti differenze dimensionali si evince che il latte vaccino, quello ovino e quello di bufala si prestano particolarmente alla coagulazione presamica, la quale determinerà una cagliata compatta, elastica, mentre il latte caprino è idoneo alla coagulazione lattica, generando una cagliata fragile, maggiormente soggetta alla sineresi. Ragionamento che ci porta a una conclusione: il latte di capra non è adatto per paste filate. Sempre in virtù di queste caratteristiche, dal punto di vista alimentare il latte di capra è più digeribile degli altri. I componenti del latte, sia pure di lattifere diverse, sono sempre influenzati dall'alimentazione dell'animale, dal clima e dai fattori ambientali. Dal punto di vista organolettico il formaggio che deriva dal latte di diverse lattifere presenta differenze a volte sostanziali. Ciò è determinato, durante la stagionatura del formaggio, in particolare dalla degenerazione dei globuli di grasso (lipolisi) e dall'acido da loro prodotto. Quest'ultimo, nel latte caprino e ovino determinerà l'ircino, l'aroma animale che meglio rappresenta la capra e la pecora. Nel latte vaccino e bufalino, invece, gli acidi grassi prodotti influenzano l'aroma del formaggio in modo meno caratteristico e solo la lunga stagionatura è in grado di far affiorare i sentori animali.

Lattifere

L'elemento numero 1 del formaggio? L'animale

Il latte è prima di tutto un prodotto di origine animale. E siccome il formaggio è il risultato della lavorazione del latte da parte dell'uomo, senza gli animali ci scorderemmo tanto ben di Dio. L'animale è l'elemento numero 1 del formaggio, pertanto gli vanno riconosciuti onori e gloria. In questo spazio, vengono elencate le lattifere coinvolte, suddivise prima per genere animale (bovini, caprini, ovini) poi, fotograficamente, per razze. Ovviamente abbiamo preso in esame solo le razze prevalenti nel territorio nazionale.

OVINI

Coadiuvanti

Dai fermenti lattici al caglio

Il latte impiegato per fare il formaggio può essere crudo o pastorizzato: in tutti e due i casi è possibile introdurre in caldaia Dovendo effettuare la trasformazione del latte, il casaro ha la necessità di scegliere i coadiuvanti che, utilizzati in modo consapevole, aiuteranno il latte a diventare formaggio. fermenti lattici, che possono essere prodotti direttamente in caseificio (lattoinnesto o siero innesto), oppure ceppi batterici provenienti da laboratorio, detti fermenti (liofilizzati o congelati). Una menzione speciale meritano il lattoinesto (nella foto), che deriva dal latte crudo termizzato e lasciato maturare, e il siero innesto, ricavato dal siero residuo di una lavorazione posto a maturare. I fermenti lattici, quindi, servono ad acidificare il latte per la sua fermentazione. Un altro coadiuvante è il caglio, che si estrae dal cagliolo, quarto stomaco dei lattanti di vacca, pecora, capra. Poco usati, invece, i coagulanti di derivazione vegetale, fungina o microbica. Questi ultimi particolarmente graditi dai vegetariani. Al termine del ciclo produttivo, il formaggio viene salato, quindi c'è da registrare anche l'uso del sale da cucina, come prevede la normativa. Tutto qui.

Stagionatura

Come e perché il formaggio invecchia

La stagionatura è una fase tecnica delicata della produzione casearia e la si può definire come il processo di invecchiamento del formaggio, diverso da tipologia a tipologia. Processo che vede la pasta maturare gradualmente, più o meno rapidamente. Un'evoluzione che parte da un concetto fondamentale: il latte ha al suo interno una carica batterica necessaria per le fermentazioni lattiche, le quali iniziano prima ancora di addizionare il latte con il caglio e non terminano più. Per questo motivo, il formaggio viene definito un alimento a fermentazione naturale. Le fermentazioni nei vari stadi produttivi, quindi anche durante la maturazione, trasformano chimicamente la pasta del formaggio, vuoi per un processo di modifica del Ph, vuoi per l'azione diretta dei batteri sul lattosio, vuoi per altre azioni che avvengono direttamente sulla superficie esterna del formaggio, come il lavaggio della crosta con salamoia. Gli altri fattori che influenzano la maturazione durante la stagionatura sono il tipo di caglio utilizzato, l'ambiente in cui viene posta la forma, la temperatura e altri mille fattori autoctoni.

L'importanza dell'acqua

Il formaggio, che altro non è che una massa composta da proteine, grassi, vitamine e sali minerali, deve il suo corpo, la sua struttura in particolare alle proteine, nel qual caso le caseine, e ai grassi, ma naturalmente anche a quella che è spesso la sua maggiore componente: l'acqua. La cui attività è determinante nel processo di maturazione del formaggio. Nelle paste molli, superando il 45% del peso del formaggio, l'acqua inibisce una lunga maturazione, mentre nelle paste dure, dove l'acqua è anche inferiore al 30%, la stagionatura può prolungarsi per anni. Attraverso un procedimento di degradazione, detta proteolisi, delle caseine, le proteine si trasformano in composti più semplici, i peptidi, e poi in molecole, gli amminoacidi. Il processo di demolizione continua poi con la produzione di ammoniaca e anidride carbonica. La proteolisi contribuisce alla formazione di odori e aromi ma, soprattutto, è determinante nella modificazione della pasta, grazie all'azione degenerante e progressiva sul reticolo caseinico.

Lipolisi e proteolisi

Un'altra azione importante nella maturazione della pasta del formaggio è la lipolisi, ovvero la degenerazione dei globuli di grasso provocata dalla presenza della lipasi, un enzima naturale del latte che si trova anche nel caglio. Avviene che i trigliceridi vengono idrolizzati in glicerina e acidi grassi, i maggiori responsabili degli odori e degli aromi del formaggio. La proteolisi e la lipolisi decidono le caratteristiche organolettiche definitive del formaggio e la loro azione avviene nel tempo. I formaggi freschi, infatti, sono quasi sempre di bassa intensità aromatica perché gli enzimi proteolitici e lipolitici non hanno il tempo per dare vita a un'elevata aromaticità.

Le muffe

A monte, altri fattori che influenzano gli aromi del formaggio sono l'alimentazione delle lattifere e l'uso di penicillium, muffe che influenzano in modo importante la proteolisi, ma anche la lipolisi. Difatti, i formaggi a crosta lavata devono alla presenza di batteri e muffe sulla loro superficie esterna l'azione proteolitica della pasta del sottocrosta, che spesso appare cremosa, determinando una maturazione centripeta, cioè dall'esterno verso l'interno del formaggio. Allo stesso modo le muffe di un formaggio erborinato possono cremificare la pasta.

Le "puzze"

Gli odori del formaggio, soprattutto quelli forti, spesso definiti puzza, sono causati dall' azione lipolitica che libera acidi grassi, diversi nelle varie tipologie di latte. Il latte di capra, ad esempio, ha caratteristiche tali da produrre odori molto accentuati nel formaggio.

Lo sapevi che...

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Poche operazioni, ma mirate, meticolose e puntuali. Che devono essere fatte solo da mani esperte. Scopriamo come lavora il casaro Dal latino medievale (caseum) formaticum (cacio) messo in forma, il formaggio si ottiene dal latte intero, parzialmente o totalmente scremato dalla crema di latte.

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Applicazione di tecniche di spettroscopia infrarossa per la certificazione del formaggio: una review – Ruminantia – Web Magazine del mondo dei Ruminanti

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Ruminantia - Web Magazine del mondo dei Ruminanti

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La spettroscopia a infrarossi ha dimostrato di essere valida nell'autenticazione del formaggio grazie ai vantaggi dell'elevata sensibilità e velocità di analisi, specialmente se associata alla chemometria. Questa review prende in esame le metodiche di certificazione, i principi delle tecniche del vicino e del medio infrarosso e l'importanza della chemometria per l'autenticazione del formaggio. Le tecniche spettroscopiche si sono rivelate promettenti per l'identificazione dell'origine geografica del formaggio, per l'analisi degli adulteranti e per il monitoraggio delle fasi di maturazione. L'applicazione dell'analisi delle componenti principali, dei minimi quadrati parziali e dell'analisi discriminante lineare in associazione alla spettroscopia ha fornito potenti strumenti per la certificazione del formaggio. INDICE Introduzione Autenticità del formaggio Tecniche spettroscopiche ad infrarosso Chemometria e autenticità del formaggio Applicazione di tecniche di spettroscopia per l'autenticazione del formaggio Conclusioni Riferimenti
Introduzione

La genuinità è un fattore determinante nella qualità del formaggio, uno dei latticini più consumati e richiesti al mondo (Vásquez et al. 2018; Bergamaschi et al. 2020). I prodotti con un valore elevato o che hanno una filiera di lavorazione complessa, nella quale sono previste più fasi, come il formaggio, sono più vulnerabili ad azioni che ne possono compromettere la genuinità e, sebbene esistano standard nazionali e internazionali per stabilire la conformità di questi prodotti, la frode per sofisticazione è ancora una cosa comune (Abbas et al. 2018). La genuinità dei formaggi può risultare compromessa per diversi motivi, ma spesso è legata al profitto economico ottenuto dall'intenzione di migliorare la qualità percepita del prodotto o di ridurre i costi di produzione o di commercializzazione. Indipendentemente dalla natura dell'adulterazione, la determinazione dell'autenticità del formaggio può essere legata: (i) all'identificazione della sua origine, che rappresenta un valore aggiunto alle caratteristiche specifiche di una determinata regione (Oca et al. 2012; Ottavian et al. 2012; Danezis et al. 2020; Jabri et al. 2020); (ii) all'analisi delle frodi in seguito ad adulterazione, che può verificarsi aggiungendo ingredienti/adulteranti o sostituendo specifici componenti del formaggio (Leite et al. 2019; Visconti et al. 2020); e (iii) alla verifica del tempo di maturazione, che corrisponde all'età del formaggio e allo sviluppo di caratteristiche proprie di ciascuna fase (Andrade et al. 2018; Alinovi et al. 2019). Con l'aumento delle tendenze riguardanti l'adulterazione dei formaggi (Jabri et al. 2020; Jesus et al. 2020), la capacità di rintracciarle in modo rapido ed efficiente è un modo per proteggere il consumatore e assistere le autorità nel controllo della circolazione di questi prodotti nel mercato. Per valutare l'autenticità dei formaggi sono già stati applicati numerosi metodi basati su tecniche elettroforetiche, cromatografiche e spettrometriche (Gan et al. 2016); tuttavia, nonostante la loro buona sensibilità, sono molto costose e richiedono una complessa preparazione del campione e lunghi periodi di analisi. L'utilizzo di tecniche spettroscopiche come il vicino infrarosso (NIR) e il medio infrarosso (MIR) promette di fronteggiare le sfide riguardanti la certificazione e la garanzia della qualità del formaggio, poiché sono in grado di assicurare analisi rapide, sono di costo relativamente basso e non richiedono l'impiego di reagenti. Queste tecniche rappresentano una potenziale alternativa per le analisi di routine nelle industrie e nei laboratori di riferimento, soprattutto vista la tendenza ad adottare strumenti a infrarossi portatili/manuali e all'applicazione di strumenti chemometrici per la valutazione dell'analisi degli alimenti, tra cui i latticini come il formaggio (Karoui 2017). L'informazione analitica contenuta nello spettro infrarosso ha un gran numero di variabili di natura chimica complessa ed è altamente correlata, il che richiede tecniche multivariate come metodi di interpretazione e classificazione (Lerma-García et al. 2010a; Cevoli et al. 2013a) e modelli di discriminazione o regressione (González-Martín et al. 2014; Currò et al. 2017), utili per determinare l'autenticità. L'obiettivo di questa review era quello di presentare studi che affrontassero l'applicazione delle tecniche spettroscopiche MIR e NIR per la valutazione dell'autenticità dei formaggi. Sono state inoltre chiarite alcune particolarità dell'autenticazione relative all'identificazione dell'origine, le cause di adulterazione, il tempo di maturazione, i principi delle tecniche e l'importanza della loro applicazione unitamente all'analisi chemometrica.

Autenticità del formaggio

Il formaggio è uno degli alimenti più antichi e tradizionali prodotti al mondo, molto importante per il consumo umano visto il suo elevato contenuto di proteine, lipidi, vitamina A e minerali, come calcio e fosforo (Vásquez et al. 2018). Esistono più di 1000 varietà di formaggio prodotte nei diversi paesi (McSweeney et al. 2004), ognuna con proprie peculiarità, formati, consistenze e sapori e, vista la loro richiesta, alcune hanno un ruolo importante nella produzione e nell'esportazione all'interno del mercato lattiero-caseario, con grande valore commerciale aggiunto (Bergamaschi et al. 2020). Tra il 2015 e il 2019, tra i paesi esportatori di formaggio l' Unione Europea ha rappresentato oltre il 40% del mercato mondiale, con un fatturato di 840 milioni di dollari, che sommato al fatturato mondiale, ha raggiunto circa 2,09 miliardi di dollari, con buona parte del mercato occupato da formaggi come Mozzarella, Parmigiano, Camembert, Cheddar, Edam ed Emmental, tra gli altri (USDA 2019). Le basi della lavorazione del formaggio (Figura 1) sono le stesse per le varie tipologie esistenti. Tuttavia, sono presenti particolarità nel processo di produzione che si traducono in diverse proprietà tecnologiche e in diversa composizione finale (Codex Alimentarius 2018; FAO2019).

Il contenuto di grassi, proteine e umidità sono determinanti nella qualità del formaggio e ne influenzano direttamente la consistenza e il sapore, che possono essere influenzati anche dall'origine della materia prima, dall'utilizzo per la caseificazione di latte proveniente da specie diverse, dalle tecniche di lavorazione e dalle reazioni che si verificano nel processo di maturazione, particolarità che portano alla sua diversificazione e anche all'apprezzamento da parte del consumatore (Visconti et al. 2020). Un prodotto autentico mostra la veridicità delle informazioni riportate sull'etichetta ed è conforme alla legislazione (UE 2011; Brasile 2017; Codex Alimentarius 2018). Prodotti come il formaggio che hanno un prezzo elevato, una complessa filiera di lavorazione e di approvvigionamento, con più fasi, sono vulnerabili alla sofisticazione (Figura 1), un problema che appare urgente, poiché le adulterazioni possono compromettere la qualità del prodotto, la sicurezza e la soddisfazione del consumatore (Kamal e Karoui 2015). La genuinità del formaggio è stata una delle principali preoccupazioni dell'industria alimentare, dei ricercatori e dei consumatori, poiché negli ultimi decenni sono state segnalate adulterazioni e non conformità in una varietà di prodotti lattiero-caseari, compreso il latte in polvere (Wu et al. 2008), il latte liquido (Gonc alves et al. 2020), il siero di latte (Andrade et al. 2019), il burro (Koca et al. 2010), il latte fermentato (Genis et al. 2019) e i formaggi (Cevoli et al. 2013b). Indipendentemente dalla natura dell'adulterazione, l'autenticazione del formaggio può riguardare l'identificazione della sua origine, la determinazione delle cause di adulterazione, l'analisi degli adulteranti e la verifica delle fasi di maturazione (Abbas et al. 2018; Danezis et al. 2020), che verranno esaminate di seguito.
Identificazione dell'origine geografica.
La genuinità dei formaggi è un aspetto molto importante, soprattutto quando vengono presi in considerazione prodotti la cui origine ha grandi valori culturali e commerciali. L'origine dei formaggi può avere la sua identità legata alle condizioni edafo-climatiche stabilite dall'ambiente, dove il clima può influenzare la composizione e la qualità della materia prima utilizzata. Anche il luogo di origine e le tecniche di allevamento del bestiame possono influenzare la composizione del microbiota del latte e generare specifici cambiamenti biochimici nel formaggio. Inoltre, anche l'utilizzo di ingredienti e di processi specifici influenzati da aspetti culturali e locali può attribuire al prodotto un insieme di caratteristiche che fanno riferimento all'essenza del territorio, che ne determinano il terroir (Karoui et al. 2005a; 2005b; 2006; 2007). Fattori climatici, bioma e indice di piovosità possono interferire con le caratteristiche finali della materia prima, perché il foraggio offerto all'animale subisce l'influenza di questi aspetti esogeni e interferisce in modo significativo nella composizione del latte utilizzato come materia prima. Questi aspetti associati alle tecniche di produzione locali portano ad avere caratteristiche differenti nel prodotto finale e alla presenza di peptidi specifici, influenzando anche altri parametri come a w, pH, colore e parametri di consistenza (Bergamaschi et al. 2020; Silva et al. 2021). Sebbene gli studi sui formaggi siano ancora poco approfonditi, anche il contenuto di specifici elementi (oligoelementi e terre rare) riflette le condizioni di produzione in un determinato ambiente e i rapporti degli isotopi (es. carbonio, idrogeno, azoto, zolfo, stronzio e piombo) possono fornirci delle impronte digitali rappresentative univoche, consentendo la discriminazione dell'origine del latte e dei formaggi (Danezis et al. 2020; Jabri et al. 2020). L'identificazione delle origini geografiche è un'efficace forma di differenziazione per ridurre possibili perdite e valorizzare gli aspetti regionali del prodotto. Tuttavia, sono ancora molti i formaggi oggetto di sofisticazioni, compresi quelli di origine protetta, per i quali questa documentazione rappresenta una garanzia implicita di un processo di lavorazione tradizionale, con maggior valore aggiunto (Dias e Mendes 2018). La Denominazione di Origine Protetta (DOP) viene attribuita ai formaggi prodotti con materia prima specifica e definita zona geografica e detiene il maggior numero di registrazioni tra i formaggi prodotti nel mondo, come ad esempio Pecorino, Grana, Gouda, Parmigiano Reggiano, Gruyère e Camembert. L'Indicazione Geografica Protetta (IGP) fa riferimento alla registrazione di una sola fase del processo produttivo (Emmental, Formaggi Erborinati, Tomme de Savoie e Danablu) e la specialità tradizionale garantita (STG) comprende prodotti aventi una caratteristica tradizionale, sia nella composizione che nella produzione, ad esempio Mozzarella in Italia (EU 2002). Con il termine indice di provenienza (IP) si intende il nome del luogo riconosciuto per la produzione dei prodotti, come i formaggi Serro, Canastra e Minas, e la denominazione di origine (DO) si riferisce al luogo che designa prodotti/servizi con caratteristiche riconducibile alla provenienza geografica (formaggio Serrano Artigianale) (Wilkinson et al. 2017). Negli ultimi anni diversi criteri sono stati importanti per identificare l'origine dei formaggi e differenziarli. Sono state condotte indagini relative alla differenziazione per origine geografica (Danezis et al. 2020; Silva et al. 2021) e alle fluttuazioni climatiche o stagionali, prendendo in considerazione le variazioni nel contenuto e nel profilo di acidi grassi e di composti volatili presenti nel latte e nei formaggi (González-Martín et al.2011a). Nella distinzione dei formaggi sono stati presi in considerazione anche aspetti relativi al suolo (Karoui et al. 2005a), all'altitudine (Cozzi et al. 2009) e all'alimentazione del bestiame (Guerra et al. 2014) poiché la diversificazione della composizione botanica può influenzare il microbiota del latte e le caratteristiche del formaggio. Inoltre, è stato valutato anche il trattamento termico applicato al latte, poiché la presenza o l'assenza di specifici enzimi termosensibili ne consente una differenziazione (Alewijn et al. 2018). I peptidi sono stati ampiamente utilizzati come marker di specie nei formaggi e la loro applicazione si è contraddistinta anche per l'identificazione dell'origine di questi prodotti (Guerreiro et al. 2013; Fontenele et al. 2017). Tecniche analitiche come la cromatografia, l'elettroforesi e la spettrometria di massa sono già state utilizzate per indagare l'autenticità in relazione all'identificazione dell'origine, al fine di ottenere la DOP; tuttavia, gli studi sull'applicazione delle tecniche spettroscopiche sono ancora scarsi (Silva et al. 2016; Pax et al. 2019).
Adulterazione
Negli ultimi decenni, una varietà di alimenti è stata oggetto di frode dovuta a sofisticazione (Lerma-García et al. 2010a; Leng et al. 2020; Lima et al. 2020; Milani et al. 2020; Xu et al. 2020). Nei formaggi può verificarsi questa tipologia di adulterazione che prevede l'aggiunta e la sostituzione deliberata di ingredienti, il mescolamento di latte proveniente da specie diverse o l'errata etichettatura. La tipologia più comune di adulterazione prevede l'aggiunta di ingredienti utili a modificare la composizione del formaggio o ad aumentarne il volume e, a seconda del livello di adulterazione, la sua individuazione diventa difficile (Kamal e Karoui 2015; Abbas et al. 2018; Montgomery et al. 2020). A seconda della natura e della concentrazione degli additivi, il loro utilizzo indiscriminato può rappresentare un rischio per il consumatore, non solo per ragioni economiche ma anche per ragioni di sicurezza e di salute pubblica, da qui l'importanza del rispetto della normativa. L'utilizzo di regolatori di acidità, conservanti, pigmenti, agenti di maturazione e addensanti (0.05%-5%) è consentito se vengono rispettati i limiti consigliati, a seconda della tipologia di formaggio e della legislazione specifica di ciascun paese (Codex Alimentarius 2018). Inoltre, l'utilizzo di cellulosa e biossido di silicio (<1.0%) e il mescolamento del latte di specie diverse sono consentiti solo quando la specifica è disponibile in etichetta (EU 2011; FDA 2018). Recentemente sono state riscontrate diverse adulterazioni, come la presenza in eccesso di additivi ammessi e di sostanze non autorizzate utilizzate per aumentare il peso e il volume dei formaggi a pasta dura da grattugia (Visconti et al. 2020), la sostituzione del grasso del formaggio con oli vegetali (Leite et al.; 2019) e l'impiego di adulteranti o di miscele di latte provenienti da specie diverse utilizzate per la produzione di formaggio, senza specificarlo in etichetta (Cuibus et al. 2014), con percentuali di livelli di adulterazione medio-alti (>30%) (Soto-Barajas et al. 2013; González-Mart in et al. 2017). Pertanto, l'adozione di metodi di controllo adeguati ed efficienti è essenziale per una rapida tracciabilità, sia per i servizi di ispezione ufficiali sia per i laboratori che certificano l'autenticità al fine di ridurre le possibilità di frode (Medina et al. 2019).
Identificazione del tempo di maturazione
I formaggi stagionati sono prodotti con elevato valore commerciale, nei quali il sapore e la consistenza vengono esaltati tramite il processo di maturazione, e sono il risultato di modificazioni biochimiche di proteine, lipidi e lattosio residuo che avvengono in seguito a proteolisi, uno dei passaggi più importanti per lo sviluppo delle specifiche caratteristiche di questi formaggi (Gan et al. 2016). La frode derivante dalla falsificazione della stagionatura del formaggio è frequente ed è necessario effettuare una sua verifica, poiché i prodotti con un grado di maturazione illegittimo possono avere conseguenze negative per il consumatore e il produttore, in termini di sicurezza alimentare, qualità e prezzo (Loudiyi et al. 2018). I cambiamenti che si verificano durante la proteolisi si basano sui concetti di estensione e di profondità, dove l'indice di estensione quantifica le proteine idrolizzate in peptidi ad alto e medio peso molecolare (insolubili) e l'indice di profondità quantifica le proteine idrolizzate in peptidi a basso peso molecolare (solubili), valutando il grado di degradazione dei peptidi ad amminoacidi dovuto all'azione degli enzimi proteolitici e/o all'azione della chimosina e della plasmina. Vi sono anche reazioni legate al metabolismo del lattosio residuo per azione dei batteri lattici, che sintetizzano composti antimicrobici, come gli acidi organici, che contribuiscono alla stabilità microbiologica e allo sviluppo delle caratteristiche tipiche dei formaggi stagionati (Pagthinathan e Nafees 2015). I formaggi stagionati richiedono del tempo prima di essere commercializzati e, a seconda della tipologia, vengono classificati come molli/semiduri/duri con la loro specifica maturazione o il loro periodo di stagionatura specificati. Tuttavia, la falsificazione delle fasi di maturazione è stata osservata in seguito a riduzione del periodo ottimale per le reazioni o all'utilizzo di temperature inappropriate e all'impiego di enzimi esogeni e colture starter che accelerano la velocità di maturazione, dando luogo a formaggi commercializzati ma con specifiche inadeguate (Visconti et al. 2020). Di grande importanza è l'applicazione di metodiche corrette per la previsione o l'identificazione del tempo e della fase di maturazione dei formaggi al fine di garantirne la qualità. Tale monitoraggio avviene controllando la concentrazione di peptidi, di amminoacidi e di acidi organici, che sono indicatori del processo di maturazione (Martín-del-campo et al. 2007a; 2007b; Currò et al. 2017), valutando le caratteristiche chimico fisiche della pasta e della crosta (Alinovi et al. 2019; Jesus et al. 2020), dovute all'azione dei microrganismi durante la maturazione (Cattaneo et al. 2008) e anche analizzando le caratteristiche reologiche e fisico-chimiche (Kraggerud et al. 2014; Loudiyi et al. 2018).

Tecniche spettroscopiche ad infrarosso

Diverse metodologie come l'elettroforesi, la cromatografia e la spettrometria di massa sono state applicate per rilevare l'autenticità dei formaggi (Gonc alves et al. 2016; Bergamaschi et al. 2020); tuttavia, questi sono metodi laboriosi e costosi e, sebbene sensibili, non sono praticabili quando il flusso di lavoro è veloce e la manodopera è ridotta (Esteki et al. 2018). La spettroscopia a infrarossi rappresenta un'ottima alternativa per l'autenticazione del formaggio in quanto è una tecnica rapida e non distruttiva che richiede una preparazione minima del campione e non richiede l'utilizzo di reagenti. Garantisce l'analisi di più componenti e l'ottenimento dell'impronta digitale, con risparmio di tempo e denaro, diventando un prezioso strumento di screening, soprattutto per la versatilità delle apparecchiature e la tendenza all'adozione di strumenti portatili/manuali per l'analisi dei prodotti lattiero-caseari (Karoui 2017). La spettroscopia studia l'interazione della radiazione elettromagnetica con la materia al fine di valutare i legami chimici, che acquisiscono moti vibrazionali e rotazionali, e la differenza tra la radiazione emessa e la radiazione assorbita dal campione dà origine allo spettro. I gruppi funzionali delle molecole hanno una frequenza di vibrazione unica e questi gruppi possiedono un'impronta digitale che può essere applicata per confermare l'identità dei formaggi (Pasquini 2018). Gli spettri di assorbimento, di emissione e di riflessione nell'infrarosso (IR) delle specie molecolari derivano dalle variazioni di energia prodotte dalle transizioni molecolari da uno stato energetico vibrazionale o rotazionale all'altro. La frequenza della radiazione assorbita corrisponde alla frequenza della vibrazione molecolare generata dall'assorbimento, che è principalmente limitata a specie molecolari con piccole differenze di energia (Karoui 2017). Affinché una molecola assorba la radiazione IR, deve esserci una variazione nel momento di dipolo durante il suo movimento rotatorio-vibratorio, che causa variazioni nelle posizioni e nell'ampiezza degli atomi, che non sono fisse e oscillano continuamente. Le vibrazioni possono essere classificate nelle categorie di stiramento e deformazione, dove una vibrazione di stiramento comporta una variazione continua della distanza interatomica lungo l'asse di legame tra due atomi e le vibrazioni di deformazione sono caratterizzate dalla variazione dell'angolo tra due legami (Lohumi et al.; 2015). Nella regione dell'infrarosso, maggiore enfasi è stata data alle tecniche spettroscopiche nel NIR e nel MIR che, in associazione alla chemometria, sono state utilizzate con successo per l'autenticazione dei formaggi, attraverso analisi qualitative e quantitative (Kamal e Karoui 2015; Medina et al. 2019). Le informazioni strutturali fornite dagli spettri NIR sono il risultato della transizione di due o più livelli di energia (armonici) a causa della anarmonicità delle vibrazioni fondamentali. Le bande sono più larghe, meno intense e più sovrapposte rispetto alla regione nel MIR e sono correlate a combinazioni e coinvolgimento di legami H con O, N e C (C-H, N-H e O-H) (Tabella 1) (Visconti et al. 2020). Le misure di riflettanza e trasmittanza vengono comunemente utilizzate, con la riflettanza che risulta essere maggiormente applicata nell'analisi del formaggio. Questa tipologia di misurazione è adatta per campioni solidi intatti, come il formaggio, ed è stata spesso utilizzata per analisi non distruttive e dirette di varie tipologie di campioni solidi come frutta, carne, cereali, alimenti e mangimi (Currò et al. 2017). Nell'analisi, la radiazione NIR viene proiettata sul campione e avviene l'interazione tra la radiazione e i costituenti del campione; la radiazione emessa dal campione viene raccolta e analizzata. L'assorbimento e la diffusione delle radiazioni sono i fenomeni che differenziano la tecnica e influenzano lo spettro di riflettanza, in quanto sono capaci di analizzare i campioni in modo non invasivo mediante riflettanza diffusa per produrre informazioni analitiche utili (Pasquini 2018). Gli spettri del MIR si verificano per vibrazioni molecolari rotazionali-vibrazionali fondamentali e hanno bande più intense, relativamente a O-H, C-H, C = O, C-N e N-H (Tabella 1). L'introduzione della tecnica della spettrofotometria infrarossa a trasformata di Fourier in riflettanza totale attenuata (FTIR-ATR) ha favorito l'utilizzo dell'infrarosso per l'analisi del formaggio, principalmente nella regione del MIR, poiché consente un'analisi ancora più veloce. Ciò è possibile perché la lettura avviene sulla superficie del campione e l'analisi viene eseguita contemporaneamente dall'interferometro, che è costituito da un divisore di fascio (uno specchio fisso e uno mobile) (Cevoli et al. 2013a). Il fascio risultante dalla combinazione della radiazione proveniente dai due specchi entra in contatto con la porzione superficiale del campione, dove avvengono assorbimenti, trasmissioni e/o riflessioni, generando l'interferogramma. Quando si applica la trasformata di Fourier, la conversione dei dati avviene nel grafico rappresentato dalla radiazione in funzione della frequenza di radiazione (numero d'onda), chiamato spettro, consentendo di effettuare analisi più veloci (Lei e Sun 2019). La valutazione della genuinità dei formaggi mediante MIR o NIR si basa sull'analisi del comportamento spettrale o di bande specifiche, poiché queste riflettono le variazioni che si verificano negli aspetti fisico-chimici, di struttura o di composizione (Gori et al. 2012). Per l'identificazione dell'origine sono state utilizzate le bande originate dalla vibrazione dei gruppi funzionali legati all'acqua (umidità o attività dell'acqua) e dei grassi per indicare le differenze riguardanti la tipologia di lavorazione e di latte utilizzati, così come le proteine/ammidi che consentono l'individuazione di peptidi regione-specifici e possono verificarsi delle variazioni nell'assorbimento di queste bande (Figura 2; Karoui et al. 2005b; Sara et al. 2018). Le adulterazioni dovute all'aggiunta o alla sostituzione di componenti vietati dalla legge possono portare a variazioni del profilo lipidico, proteico e glucidico (lattosio) o alterazioni dell'umidità, riscontrabili nelle bande relative ad acqua, grassi, proteine/ammidi e carboidrati (Leite et al. 2019; Visconti et al. 2020). Le diverse fasi di maturazione che influenzano le caratteristiche fisico-chimiche e strutturali del formaggio e la sua genuinità possono essere analizzate dalle bande riferite a proteine/ammidi, grassi e carboidrati (lattosio) per l'identificazione di peptidi o altri prodotti, specifici del processo di proteolisi (Andrade et al. 2018; Alinovi et al. 2019; Jesus et al. 2020). Il MIR e il NIR associati alla chemometria sono stati in precedenza applicati a diversi prodotti caseari (latte fluido, latte in polvere, burro e siero di formaggio) per la previsione della composizione chimica e fisico-chimica (Koca et al. 2010), per la quantificazione di adulteranti e ricostituenti (Botelho et al. 2015; Andrade et al. 2019) e per l'identificazione di miscele di latte provenienti da specie diverse (Silva et al. 2020); pertanto, l'applicazione di MIR e NIR ha anche dimostrato di essere un'alternativa emergente e innovativa per valutare l'autenticità dei formaggi (Jesus et al. 2020; Silva et al. 2021).

Chemometria e autenticità del formaggio

I dati spettrali ottenuti nell'analisi ad infrarosso hanno diverse variabili, con diverse informazioni di natura chimica e fisica, che sono complesse, altamente correlate (multicollinearità) e distribuite su tutto lo spettro (Lei e Sun 2019). L'applicazione e il successo dei metodi che coinvolgono la spettroscopia ad infrarossi dipendono direttamente dall'applicazione di appropriate tecniche multivariate e, senza di esse, la spettroscopia avrebbe un'applicazione limitata. Con l'analisi multivariata è possibile favorire la riduzione della dimensionalità e l'estrazione di informazioni essenziali dal set di dati. Ciò consente l'utilizzo della spettroscopia a infrarossi per certificare l'origine dei formaggi in termini di provenienza geografica, tipologia di latte utilizzato, processo di produzione, determinazione dei parametri di qualità, dati di composizione e assenza di frodi per sofisticazione, con specificazione sull'etichetta del formaggio (Abbas et al. 2018; Medina et al. 2019). L'analisi ad infrarossi associata alla chemometria prevede dei passaggi essenziali: (i) preparazione del campione, anche se minima; (ii) ottenimento; (iii) trattamento degli spettri; (iv) analisi multivariata; e (v) applicazione a campioni commerciali, a seconda dell'obiettivo dell'analisi (Lohumi et al. 2015; Esteki et al. 2018; Pasquini 2018). Per la maggior parte dei ricercatori, la preparazione dei campioni di formaggio è minima e ciò che di solito avviene è una riduzione delle sue dimensioni con una grattugia (Loudiyi et al. 2018; Visconti et al. 2020). L'ottenimento e l'analisi degli spettri, in alcuni casi, avvengono o con gli spettri grezzi o viene pre-elaborato con analisi di applicazione come la correzione moltiplicativa della dispersione (MSC), la variata normale standard (SNV) e le derivate prime e seconde (Martens et al. 1983; Barnes et al. 1989; Cevoli et al. 2013a; González-Martín et al. 2014). La MSC trasforma gli spettri grezzi linearizzandoli da uno spettro ideale (spettro medio) mantenendo la scala originale delle variabili e la SNV opera singolarmente, utilizzando i dati di ciascuno spettro, modificando la scala. Di contro, la MSC richiede la memorizzazione dei parametri derivati ​​dal set di calibrazione degli spettri, utilizzati per trasformare nuovi spettri, mentre la SNV è autosufficiente e utilizza i dati dello spettro individuale nella trasformazione. L'applicazione della derivata prima o seconda permette di correggere le informazioni contenute lungo le lunghezze d'onda rimuovendo gli effetti additivi di base dello spettro (Pasquini 2018). L'uso di SNV, MSC e derivate ​​è stato ampiamente applicato negli ultimi anni perché sono disponibili in pacchetti software chemometrici commerciali di facile utilizzo. La sua applicazione può aumentare la robustezza del modello contro diverse fonti di variabilità inter o intra-strumento mantenendo la qualità dei risultati (Andrade et al. 2018; Silva et al. 2021). L'applicazione dell'analisi chemometrica può avvenire attraverso l'uso di metodi qualitativi di classificazione e riconoscimento di pattern e metodi quantitativi di regressione. I metodi qualitativi possono essere applicati attraverso il metodo di apprendimento supervisionato o non supervisionato (Figura 3a). I metodi di apprendimento non supervisionato raggruppano il data set senza la preventiva definizione di categorie specifiche; le tendenze tra i campioni sono identificate senza informazioni preliminari su standard o gruppi. Al contrario, i metodi supervisionati hanno una fase di training/calibrazione, basata su una precedente assegnazione di classi, al fine di costruire modelli matematici che verranno utilizzati per prevedere oggetti sconosciuti e allocarli in gruppi a cui è più probabile che appartengano, tramite correlazioni tra classi, che sono reciprocamente indipendenti (Esteki et al. 2018). Per l'organizzazione dei set di dati (formazione e validazione) e la selezione delle variabili si può applicare il metodo random o l'algoritmo di Kennard-Stone (Kennard e Stone 1969), che garantisce la selezione dei campioni più rappresentativi, attraverso una scansione uniforme di dati spettrali (Botelho et al. 2013). La maggior parte della ricerca che riguarda l'autenticazione del formaggio inizia con l'analisi esplorativa dei dati non supervisionati e prosegue con fasi di apprendimento supervisionate, quando l'obiettivo principale include la caratterizzazione del prodotto e la differenziazione tra di essi (González-Martín et al. 2011a; Cevoli et al. 2013a; Alinovi et al. 2019), oppure può anche essere condotta direttamente applicando metodi lineari o non lineari per la classificazione (Sanchez et al. 2018; Bergamaschi et al. 2020). Sono stati riscontrati studi per l'autenticazione del formaggio che utilizzavano strumenti chemometrici qualitativi, con approcci esplorativi e raggruppamento di dati, in modo non supervisionato, come l'analisi delle componenti principali (PCA), l'analisi dei cluster gerarchici (HCA) e l'analisi dei componenti comuni e del peso specifico (CCSWA) (Andrade et al. 2018) e in modo supervisionato, utilizzando la morbida modellazione indipendente per analogia di classe (SIMCA), l'analisi discriminante lineare (LDA) e l'analisi discriminante dei minimi quadrati parziali (PLS-DA) (Karoui et al. 2007; Visconti et al. 2020). Tra i metodi qualitativi, la LDA è stata il più utilizzato. Metodi quantitativi, di regressione e calibrazione multivariata sono stati utilizzati per analizzare la relazione tra variabili dipendenti e indipendenti, attraverso la costruzione di equazioni matematiche per eseguire la stima e la quantificazione delle componenti (come la stima del tempo di maturazione e i livelli di adulterazione nel formaggio) (González- Martín et al. 2011b; Visconti et al. 2020). La Figura 3 (b) mostra che utilizzando MIR o NIR, le analisi chemometriche più utilizzate per l'autenticazione del formaggio sono PCA, PLS (PLS-DA/PLSR) e LDA/FDA. Metodi lineari, come la regressione lineare multipla (MLR) e la regressione dei minimi quadrati parziali (PLSR) (Jesus et al. 2020) e metodi non lineari, come le reti neurali artificiali (ANN) (Cevoli et al. 2013a; Guerra et al. 2014), sono stati applicati per valutare la genuinità dei formaggi, con il PLS che risulta essere il più utilizzato. Questi studi hanno utilizzato parametri come l'errore quadratico medio (RMSE), sia per i set di calibrazione (RMSEC) che per la convalida (RMSEV), la deviazione predittiva residua (RPD) e il rapporto di errore di intervallo (RER) e il coefficiente di determinazione ( R ²) per valutare rispettivamente il tasso di errore, la precisione dei modelli sviluppati e la correlazione tra le variabili (Lima et al. 2020). Potenziali approcci statistici non ancora utilizzati per l'autenticazione dei formaggi, ma applicati agli spettri infrarossi dei prodotti caseari, sono i metodi bayesiani, che meritano di essere segnalati (Bonfatti et al. 2017; Jabri et al. 2019). Questi metodi fanno riferimento all'applicazione di modelli statistici per ridurre la dimensionalità dei dati (regressione di cresta bayesiana) e anche all'applicazione di equazioni di calibrazione per prevedere con precisione tratti o caratteristiche di interesse nel prodotto caseario. Pertanto, è necessario sottolineare l'importanza di inserire metodi predittivi sempre più promettenti e accurati per i formaggi (Ferragina et al. 2015; Stocco et al. 2019; Bittante et al. 2022).

Applicazione di tecniche di spettroscopia per l'autenticazione del formaggio
Vicino infrarosso
Il vicino infrarosso è stato ampiamente applicato per l'identificazione della provenienza, l'analisi dell'adulterazione e la verifica delle fasi di maturazione del formaggio. La tabella 2 presenta numerosi studi che sono stati trovati su queste applicazioni del NIR e i principali punti salienti osservati sono riportati di seguito. Per quanto riguarda l'identificazione della provenienza, la maggior parte delle indagini con il NIR riguardava la differenziazione per origine geografica (Silva et al. 2021), principalmente di formaggi ad origine protetta (Cattaneo et al. 2008; Oca et al. 2012). Anche il tipo di lavorazione, le filiere produttive (Karoui et al. 2006; Cozzi et al. 2009), l'alimentazione animale (Andueza et al. 2013; Bergamaschi et al. 2020) e la stagionalità (González-Martín et al. 2011b; 2014) sono stati criteri utilizzati per differenziare i formaggi a seconda dell'origine (Tabella 2). L'utilizzo del NIR a questo scopo è avvenuto su campioni grattugiati provenienti dal formaggio intero come presentato da Cozzi et al. (2009) e Andueza et al. (2013) e su crosta o scaglie di formaggio con caratteristiche diverse nella sua parte interna ed esterna a causa del processo di maturazione, come osservato da Karoui et al. (2005b) e Bergamaschi et al. (2020). Per quanto riguarda l'ottenimento e l'analisi degli spettri, la maggior parte degli autori, come Pillonel et al. (2003) e Karoui et al. (2005b), hanno utilizzato spettri grezzi, mentre Oca et al. (2012) hanno applicato la SNV per la correzione della luce e Cevoli et al. (2013a) e Cevoli et al. (2013b) hanno utilizzato le MSC, ottenendo una riduzione del numero di variabili latenti in applicazione dell'analisi multivariata e una maggiore percentuale di spiegazione della variabilità dei dati originali (>91%). La composizione chimica e le caratteristiche fisico-chimiche dei formaggi si riflettono negli spettri del NIR, parametri che hanno contribuito alla differenziazione per origine in diversi studi (Cozzi et al. 2009; González-Martín et al. 2011a; Oca et al. al. 2012; Silva et al. 2021). Nello studio di Silva et al. (2021) il NIR è stato utile nella discriminazione dei formaggi Coalho provenienti da diverse regioni del Brasile nord-orientale a causa dei diversi biomi e delle condizioni climatiche. Decisive nella differenziazione sono state tre regioni spettroscopiche (1400-1650 nm (OH), 1700-1850 nm (CH) e 2100-2300 nm (NH)) associate al contenuto di grassi, proteine e acqua, i componenti principali del formaggio. Utilizzando la PCA sono stati osservati comportamenti distinti nello spazio bidimensionale e con l'applicazione della LDA è stata ottenuta la corretta classificazione tra il 70% e il 90% dei campioni per regione; questo risultato era simile a quello riscontrato nelle analisi fisico-chimiche. González-Martín et al. (2011a) e Oca et al. (2012) hanno sottolineato che le differenze spettrali possono essere correlate al cibo consumato dagli animali, alle condizioni del pascolo, alla razza e allo stadio di lattazione degli animali o anche al trattamento termico utilizzato per il latte, e secondo Cozzi et al. (2009), l'analisi delle bande relative allo stiramento e alla deformazione dei gruppi CH e CH ₂ delle molecole lipidiche può aiutare a identificare i formaggi prodotti in luoghi diversi e nella visualizzazione delle differenze esistenti per quanto riguarda il contenuto e il profilo degli acidi grassi. Secondo la tabella 2, i metodi chemometrici comunemente usati per la differenziazione tra i campioni in base all'origine applicavano principalmente LDA/FDA, ma sono stati osservati anche lavori che impiegavano PCA e PLS-DA. Karou et al. (2005b) hanno differenziato i formaggi Emmental provenienti da diverse regioni europee attraverso il NIR e applicando LDA/FDA in base alle caratteristiche fisico-chimiche, ottenendo l'86.8-100% di classificazione corretta. Un risultato simile è stato ottenuto da Karoui et al. (2006) applicando la FDA con NIR su formaggi provenienti da diverse zone di produzione ottenendo, rispettivamente, il 90.7% e l'80.6% di corretta classificazione della calibrazione e della validazione. L'applicazione di PLS-DA nello studio di Ottavian et al. (2012) si è rivelata utile anche per differenziare gli spettri NIR in relazione al periodo di produzione dei formaggi Asiago d'Allevo, ottenendo una classificazione corretta al 100%, simile a quella ottenuta con la valutazione diretta delle proprietà chimiche. In alcuni studi è stato osservato anche l'utilizzo della PLSR per prevedere la percentuale di composti importanti per l'identificazione dell'origine. È stato osservato da Pillonel et al. (2007) che il NIR può essere utilizzato per stimare i parametri di colore nei formaggi Emmental provenienti da diverse regioni d'Europa, principalmente il valore b*, visto che sono stati ottenuti risultati soddisfacenti ( R ² = 0.82, RMSECV = 0.52) tramite l'applicazione di modelli di calibrazione. Anche la misurazione dei composti volatili nei formaggi Zamorano è stata eseguita attraverso la combinazione di NIR e PLSR nello studio di González-Martín et al. (2014) che hanno ottenuto RSQ = 0.600-0.903, confermando la robustezza del metodo quando viene applicato a nuovi campioni, di diversa composizione, non appartenenti alla fase di calibrazione. Per lo studio dell'adulterazione del formaggio, il NIR si è rivelato anche un utile, sensibile e buono strumento di tracciamento, soprattutto se associato a metodi chemometrici precisi. Come osservato in Tabella 2, l'applicazione del NIR unitamente alla PLSR ha portato a dei risultati rispetto a quando è stata applicata l'ANN per verificare l'adulterazione di formaggi fatti con miscele di latte vaccino, ovino e caprino nei formaggi Zamorano prodotti in laboratorio; per stimare la percentuale di latte aggiunta con la PLSR si è ottenuto un RSQ > 0.834 (González-Martín et al. 2007; 2009), mentre con ANN questa stima ha portato alla corretta classificazione del 75% dei campioni sconosciuti nella fase di convalida (Soto-Barajas et al. 2013). Anche Botelho et al. (2013) hanno applicato la spettroscopia NIR e la PLSR per indagare la conformità delle percentuali dei componenti della mozzarella (principalmente grasso e umidità) per eseguire il controllo ispettivo, ottenendo una buona stima di questi componenti, con RMSE soddisfacenti (tra 2.1 e 0.9%, rispettivamente). Visconti et al. (2020) hanno utilizzato il NIR per rilevare la presenza di additivi consentiti aggiunti in eccesso (cellulosa e biossido di silicio) e di additivi non consentiti (farina di frumento, semola di frumento e segatura) utilizzati per aumentare il volume dei formaggi a pasta dura in Argentina. Gli spettri sono stati pretrattati utilizzando MSC, SNV e le derivate prima e seconda per compensare le variazioni sistematiche della luce, e i dati sono stati randomizzati utilizzando l'algoritmo di Kennard-Stones; quando venivano applicate SIMCA e PLS-DA, la sensibilità, la specificità e la precisione ottenute erano del 100% nel discriminare i campioni nelle loro classi specifiche. L'indagine sulla fase di maturazione del formaggio è stata ampiamente svolta mediante il NIR e l'identificazione di proteine e aminoacidi, durante e dopo il processo di maturazione, si è rivelata importante per questa valutazione (Tabella 2). Micek et al. (2011) hanno applicato il NIR in modalità riflettanza per valutare lo stadio di maturazione del formaggio Edam, utilizzando un modello di calibrazione PLSR per la stima di azoto solubile, triptofano e tirosina, ottenendo coefficienti di correlazione rispettivamente di: R = 0.911, R = 0.929 e R = 0.959. Gli studi di González-Martín et al. (2007) e di González-Martín et al. (2009) hanno quantificato i peptidi idrofobi (più grandi) e idrofili (più piccoli) per identificare lo stadio di maturazione dei formaggi contenenti miscele di latte utilizzando il NIR associato alla PLSR, con RSQ = 0.879 e classificazione del 100% dei peptidi. Anche la percentuale di crosta di formaggi Parmigiano Reggiano stagionati (con DOP) è stata verificata da Cevoli et al. (2013a) e Alinovi et al. (2019), poiché questi formaggi devono rispettare il limite massimo consentito di <18% di crosta affinché sia garantita l'origine protetta. Gli autori hanno indicato che la crosta e la parte interna di questi formaggi sono state grattugiate separatamente per l'analisi e che i dati sono stati pretrattati con MSC, SNV e derivate ​​prime e seconde (Savitzky e Golay 1964), utilizzando tutti i dati spettrali e anche regioni selezionate. È stato visto che le bande più importanti includevano le regioni comprese tra 1064-1335 nm e 1933-2357 nm che presentavano un'assorbanza diversa in base alla riduzione dell'umidità della scaglia di formaggio. Cevoli et al. (2013a) hanno applicato l'ANN e ottenuto una classificazione degli stadi di maturazione >90%, e Alinovi et al. (2019) con la PLSR ha riscontrato un contenuto di pasta del formaggio con una previsione soddisfacente, con R ² > 0.93 in calibrazione e validazione incrociata. Nello studio di Revilla et al. (2009), le fonti spettrali del NIR riflettevano anche i cambiamenti strutturali che si erano verificati nel formaggio durante la maturazione, con l'applicazione della spettroscopia con calibrazione PLSR nei formaggi Zamorano; è stata ottenuta una buona capacità predittiva con RSQ = 0.961 (Tabella 2).
Medio infrarosso
Il medio infrarosso è stato impiegato per valutare l'autenticità del formaggio con una diffusa applicabilità nella ricerca scientifica. Come mostrato nella tabella 3, in diversi studi sono stati trovati metodi correlati all'identificazione dell'origine, all'analisi degli adulteranti e all'identificazione della stagionatura, con non soltanto la discriminazione tra i diversi formaggi ma anche con la quantificazione e la stima di sostanze e composti desiderati o indesiderati (Rodriguez-Saona et al., 2006; Sanchez et al., 2018). Per l'analisi della determinazione dell'origine, è stato osservato che nella regione spettroscopica del MIR, FTIR-ATR ha avuto una maggiore applicazione tra il 2002 e il 2021, con LDA/FDA e PCA come gli strumenti chemometrici più studiati per discriminare i formaggi (Tabella 3). L'origine di formaggi a denominazione di origine protetta come Gruyère e L'Etivaz è stata studiata da Karoui et al. (2005a) e da Karoui et al. (2007), ed entrambi gli studi hanno utilizzato spettri grezzi, senza un precedente trattamento per l'applicazione dell'analisi multivariata. La FDA è stata applicata ai punteggi PCA in regioni spettrali di 900-1500 cm⁻¹ (correlati ai legami C, H e O, in riferimento ai carboidrati), 1500-1700 cm⁻¹ (correlati ai legami C, H e O, in riferimento ai carboidrati), 1500-1700 cm⁻¹ (riguardanti le ammidi I e II) e 2800- 3000 cm⁻¹ (corrispondenti ai gruppi metilico e metilenico degli acidi grassi e allo stiramento NH delle proteine/ammide A), ottenendo tassi di classificazione corretti, variabili tra l'80% e il 90.9%. I risultati trovati da Gori et al. (2012) e da Cevoli et al. (2013a) hanno indicato una discriminazione del 100% in relazione all'origine dei campioni grattugiati di Parmigiano Reggiano quando applicata l'LDA (Gori et al. 2012) e una corretta classificazione >93.2% utilizzando l'ANN (Cevoli et al. 2013a), dimostrando che FTIR-ATR ha una buona capacità predittiva ed è adatta alla classificazione e alla discriminazione di formaggi prodotti in località diverse. L'origine geografica dei formaggi Emmental è stata identificata dal MIR in base alla stagionalità negli studi di Pillonel et al. (2003), di Karoui et al. (2004a), di Karoui et al. (2004b) e di Karoui et al. (2005b), mentre Picque et al. (2002) hanno differenziato questi formaggi in base all'origine del latte utilizzato durante la produzione, applicando le analisi multivariate PCA, CCSWA e ALD e, per tutti gli studi citati, l'applicazione della LDA unitamente al MIR ha fornito la corretta classificazione dei formaggi, con una variabilità tra il 76.7% e il 100%. L'utilizzo della PLSR per stimare i parametri genetici, i processi di produzione e la composizione chimica del latte utilizzato, rispettivamente negli studi di Sanchez et al. (2018) e di Jabri et al. (2019), ha dato risultati migliori ( R ² = 0.66-0.89) rispetto a quelli ottenuti da Bergamaschi et al. (2020) che hanno utilizzato la LDA per discriminare la produzione di formaggi, in quanto hanno ottenuto una corretta classificazione del 73.5% in fase di validazione. L'indagine sulle adulterazioni nel formaggio tramite MIR si è dimostrata efficace, soprattutto se associata alla chemometria. La FTIR-ATR si è rivelata utile per identificare diverse fonti di grasso aggiunte al formaggio. Secondo gli studi presentati nella tabella 3, Cuibus et al. (2014) e Leite et al. (2019) hanno ritrovato, rispettivamente, come grasso l'olio di palma e l'olio di soia nel formaggio Dalia e nel formaggio Butter. Cuibus et al. (2014) hanno utilizzato un modello di regressione PLS per il rilevamento di piccole percentuali di olio di palma e hanno ottenuto risultati soddisfacenti con R ² = 0.9695, dimostrando una buona qualità nell'adeguamento del modello. Nel lavoro di Leite et al. (2019), i livelli di adulterazione con olio di soia riflettevano l'andamento degli spettri, nei quali le bande dei lipidi (1743 cm ⁻¹, 2852 cm ⁻¹, 2922 cm ⁻¹ e 3007 cm ⁻¹) relative a -C = C-H degli acidi grassi insaturi apparivano più intense nei formaggi adulterati, con R ² = 0.997-0.998 e bassi valori di RMSE (1.780-1.397, calibrazione e validazione, rispettivamente), indicando un buon aggiustamento del modello di regressione. Oltre all'applicazione diretta nei formaggi, il MIR è stato applicato anche per controllare le adulterazioni nel latte, riuscendo ad individuare la presenza di miscele di latte proveniente da specie diverse (Silva et al. 2020); la presenza di acqua o di siero di latte per aumentare il volume del latte, unitamente all'aggiunta di ricostituenti di densità (amido, saccarosio e urea); e i composti utilizzati per mascherare l'acidità (idrossido di sodio e bicarbonato di sodio), per conservare il latte (perossido di idrogeno) e per simulare l'aumento del contenuto proteico (urea) (Conceição et al. 2019). Silva et al. (2020) hanno utilizzato l'ANN per individuare le miscele di latte proveniente da specie diverse ed hanno ottenuto un RMSE = 0.23 e R > 95.5%, mentre Conceição et al. (2019) hanno ottenuto, nella stima di tutti gli adulteranti, un tasso di classificazione >76.6%; ciò indica che l'uso del MIR si è rivelato efficace per lo screening delle sofisticazioni del latte. È stato effettuato il monitoraggio del tempo di maturazione del formaggio con il MIR, principalmente associato a PLSR (Karoui et al. 2006; Kraggerud et al. 2014; Jesus et al. 2020) (Tabella 3). Karou et al. (2006) hanno quantificato e previsto il contenuto di azoto idrosolubile (WSN) nel formaggio Emmental, con R ² = 0,80. Risultati simili sono stati trovati anche da Fagan et al. (2007) durante la valutazione dei formaggi Cheddar ed hanno ottenuto un R ² = 0,88 nella stima di WSN e un R ² = 0,62 nell'identificazione del tempo di maturazione del formaggio, con maggiore enfasi sulle regioni 930-1767 cm⁻¹ e 2839-4000 cm⁻¹. Il MIR (FTIR-ATR) si è dimostrato efficace anche nell'individuare falsificazioni durante la stagionatura dei formaggi Minas Artesanal (Jesus et al. 2020). Nel valutare le frazioni di crosta e di parte interna dei formaggi, gli autori hanno ottenuto un modello migliore per la parte interna, con R ² = 0.92, RMSEV = 5.3 giorni e RPD = 3.79, con le variabili più importanti che erano: le bande 1628-1564 cm⁻¹ associate alle ammidi I e alle ammidi II, 1374-1311 cm⁻¹ e 1184-1135 cm⁻¹ relative a C-O, C-C e C-H in riferimento a esteri e lipidi, a conferma che si verificano dei loro cambiamenti durante la maturazione. In questo modo è stato possibile determinare il tempo di maturazione del formaggio, sottolineando come questa sia una tecnica sicura per verificare la genuinità del formaggio Minas Artisanal. Buone correlazioni sono state ottenute con l'applicazione di MIR per predire la maturazione dei formaggi Camembert, valutando le frazioni di azoto solubile e insolubile ( R ² = 0,96-0,97 e R ² = 0,73-0,84 rispettivamente per calibrazione e validazione) (Martín-del- Campo ed altri 2007a; 2007b). Le fasi di maturazione dei formaggi Pecorino sono state classificate anche da Lerma-García et al. (2010a) applicando la LDA sui dati spettrali del FTIR-ATR, e i modelli ottenuti sono stati in grado di discriminare i formaggi in 3 differenti stadi di maturazione con un tasso di classificazione >95% (Tabella 3). Come discusso da Silva et al. (2021) e da Pasquini (2018), il MIR ha una maggiore sensibilità e un limite di rilevabilità più elevato rispetto al NIR, viene così maggiormente applicato all'analisi dei micronutrienti del formaggio, come i peptidi e gli acidi grassi risultanti dal processo di maturazione, mentre il NIR viene applicato maggiormente per l'analisi, la determinazione e la quantificazione di macronutrienti o macroproprietà (es. contenuto di grassi, proteine e acqua). Questo perché le bande di assorbimento sono combinazioni di vibrazioni fondamentali e per questo motivo il loro assorbimento molare è basso e i limiti di rilevabilità sono ridotti e quindi hanno una bassa sensibilità. Metodi qualitativi come HCA e PCA associati a MIR sono stati applicati anche da Andrade et al. (2018) per i formaggi Pecorino e Gouda, nei quali è stata osservata una differenza tra gli spettri in funzione dell'aumento del tempo di stagionatura dei formaggi. Inoltre, queste differenze sono state evidenziate con la formazione di gruppi e cluster per tipologia di formaggio e di classi di stagionatura quando è stata applicata l'analisi multivariata. Le regioni delle ammidi I e II (da 1500 a 1700 cm⁻¹) e dei lipidi e carboidrati (da 3000 a 2800 cm⁻¹ e da 1765 a 1730 cm⁻¹) erano importanti per questa separazione. Gli studi presentati confermano che la spettroscopia MIR e la spettroscopia NIR sono metodi adeguati per verificare l'autenticità di formaggi con notevole applicabilità, poiché non solo consentono la discriminazione di campioni autentici da quelli non autentici, ma anche la stima di importanti componenti chimiche, soprattutto se combinati con strumenti chemometrici. Entrambe le tecniche sono state ampiamente prese in considerazione per l'applicazione nell'industria alimentare grazie all'elevata stabilità degli spettri e alla versatilità nell'applicazione, sia in analisi qualitative che quantitative, dimostrando il loro progresso e il continuo sviluppo (Esteki et al. 2018).

Conclusioni

La sicurezza alimentare e il consumo di prodotti con caratteristiche autentiche e/o regionali sono al centro dell'attenzione delle autorità di regolamentazione e anche dei consumatori. L'autenticità dei formaggi richiede un monitoraggio approfondito e lo sviluppo di metodi analitici efficienti, per garantire la sicurezza e la soddisfazione dei consumatori. In questa review è stato condotto uno studio sull'applicazione delle tecniche di spettroscopia infrarossa per l'autenticazione del formaggio in un modo specifico. Negli ultimi decenni le tecniche del medio e del vicino infrarosso si sono dimostrate come degli strumenti idonei per la verifica della genuinità dei formaggi. Sebbene sia richiesto un costo iniziale per l'acquisizione delle apparecchiature, ci sono diversi vantaggi in relazione alla loro applicazione, come la robustezza dei metodi, la capacità di rivelare preziose informazioni sulle caratteristiche qualitative e quantitative del prodotto utilizzando un'impronta digitale, il basso costo operativo, la rapidità di applicazione e anche la tendenza nell'impiego di strumenti a infrarossi portatili. L'associazione della spettroscopia con i metodi chemometrici rende ancora più promettente la possibilità di introdurre queste tecniche nei laboratori e nelle industrie di riferimento per lo screening dell'autenticità. La ricerca condotta negli ultimi anni ha indicato che il MIR (FTIR-ATR) ha dimostrato un'ampia applicabilità nell'identificazione dell'origine del formaggio, mentre il NIR (riflettanza) era maggiormente idoneo negli studi sulla stagionatura del formaggio, con PCA, PLS e analisi discriminante come le tecniche più applicate. Sono necessari studi più specifici che utilizzino il formaggio e gli estratti dei suoi composti e anche studi maggiormente comparativi tra i vari metodi spettroscopici per la classificazione, la discriminazione e la stima, al fine di ottimizzare le performance di entrambe le tecniche e migliorarne l'utilizzo durante il controllo accurato del prodotto.

Ringraziamenti

Gli autori desiderano ringraziare il "Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)" e "Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB)" per aver fornito borse di studio.
Contributi d'autore
Larissa KR Silva: Concettualizzazione; Cura dei dati; Indagine; Direzione del progetto; Scrittura - bozza originale; Scrittura: review e editing. Leandro S Santos: Concettualizzazione; Supervisione; Scrittura: review e editing. Sibelli P B Ferrão: Concettualizzazione; Supervisione; Scrittura: review e editing.
Informativa sulla disponibilità dei dati
I dati della ricerca non sono condivisi.

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Autori LARISSA K R SILVA,¹ LEANDRO S SANTOS² e SIBELLI P B FERRÃO2*
¹Center for Biological and Health Sciences, Federal University of Western Bahia, Campus Universitário, Barreiras, Bahia CEP 47810-047, e ² Program in Food Engineering and Science, State University of Bahia Southwest, Campus Universitário, Itapetinga, Bahia CEP 45700-000 Brasile

*Autore corrispondente. E-mail: sibpass@yahoo.com.br

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Applicazione di tecniche di spettroscopia infrarossa per la certificazione del formaggio: una review

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La spettroscopia a infrarossi ha dimostrato di essere valida nell'autenticazione del formaggio grazie ai vantaggi dell'elevata sensibilità e velocità di analisi, specialmente se associata alla chemometria. Questa review prende in esame le metodiche di certificazione, i principi delle tecniche del vicino e del medio infrarosso e l'importanza della chemometria per l'autenticazione del formaggio.