Durante la fermentazione, l'eventuale sviluppo di butirrici (Clostridia ) e/o i batteri coliformi nel latte può portare dei problemi. In tali casi, il salnitro (nitrato di potassio o di sodio) può essere usato per neutralizzare tali batteri. La dose da utilizzare deve essere determinata accuratamente tenendo conto principalmente della composizione del latte e del processo di caseificazione. Dosi eccessive di salnitro possono inibire la crescita delle colture starter , influire negativamente sul processo di maturazione al punto tale da bloccarlo, scolorire il formaggio e causare la formazione di striature rossastre o la perdita si sapore.

La dose massima permessa è di circa 30 mg di salnitro per 100 grammi di latte.

Nell'ultimo decennio, l'uso del salnitro è stato messo in dubbio dal punto di vista medico e, in alcuni Paesi, proibito.

Agenti coloranti

Il colore del formaggio, che subisce variazioni stagionali, è in gran parte determinato dal colore del grasso del latte. Nei Paesi in cui è consentito l'uso di coloranti, coloranti quali il carotene e l'anatto d'orleans sono usati per correggere le variazioni stagionali di colore.

Anche la clorofilla viene utilizzata come agente colorante, ad esempio nei formaggi venati di blu tipo Gorgonzola, per ottenere un colore ‘pallido' come contrasto al blu della muffa.

Caglio

Fatta eccezione dei formaggi freschi (formaggi in fiocchi ad esempio) dove il latte è principalmente coagulato dall'acido lattico, la caseificazione è basata sulla formazione della cagliata per azione del caglio o enzimi simili.

Nella caseificazione, la coagulazione della caseina è la fase principale. Generalmente, la coagulazione è svolta dall'azione del caglio – anche altri enzimi proteolitici possono essere usati – nonché dall'acidificazione della caseina fino al raggiungimento di un dato punto iso-elettrico (pH 4.6 – 4.7).

Il principio attivo del caglio è un enzima chiamato chimosina . Dopo l'aggiunta del caglio nel latte, inizia la coagulazione la cui durata è breve. Vi sono diverse teorie che tentano di spiegare il meccanismo della coagulazione, ma nessuna di esse ha dato una chiara e completa spiegazione. Tuttavia, è noto che tale meccanismo si svolge nelle seguenti fasi:

•  trasformazione della caseina in paracaseina per azione del caglio;

•  precipitazione della paracaseina in presenza di ioni calcio.

L'intero processo della coagulazione dipende dalla temperatura, acidità e contenuto di calcio nel latte, nonché da atri vari fattori. La temperatura ottimale del caglio è di circa 40°C, ma temperature più basse sono, nella pratica, normalmente adottate per evitare che il coagulo diventi eccessivamente duro.

Il caglio è estratto dallo stomaco dei vitelli e venduto in soluzione. Il titolo o forza del caglio è espresso dai ml di latte coagulati da 1 ml o da 1 g di caglio, alla temperatura di 35°C in 40'; per esempio il caglio dal titolo 1:10000 o 1: 15000 significa che 1 grammo di caglio può coagulare 10000 – 15000 parti di latte in 40 minuti alla temperatura di 35°C. Il caglio dei bovini e dei suini vengono anche utilizzati spesso in combinazione con il caglio di vitello (50:50, 30:70, ecc.). Il caglio in polvere è normalmente 10 volte più efficace di quello liquido.

Succedanei del caglio animale

Circa 50 anni fa sono state avviate delle ricerche per individuare alcuni succedanei al caglio animale. Queste ricerche sono state condotte per prima in India ed in Israele per i consumatori vegetariani contrari a mangiare formaggio ottenuto con caglio animale. Nel mondo islamico, essendo l'uso del caglio di suino fuori questione per i noti motivi religiosi, risultava importante trovare dei succedanei adeguati. L'interesse per i succedanei è cresciuto notevolmente negli ultimi anni per la carenza di caglio animale di buona qualità.

Vi sono due principali tipi di succedanei:

•  succedanei di origine vegetale;

•  succedanei di origine microbica.

Vari studi hanno dimostrato che la capacità di coagulazione dei succedanei di origine vegetale è generalmente abbastanza buona. L'unico svantaggio è che durante la conservazione il formaggio, molto spesso, sviluppa un sapore amaro.

Vari tipi di batteri e muffe sono state anche oggetto di studio: i succedanei di origine microbica e funginea portano diversi nomi commerciali. Di recente, molecole di DNA sono state usate al fine di produrre un caglio con caratteristiche identiche a quelle di origine animale. Il caglio prodotto attraverso l'uso del DNA è attualmente testato per verificarne la sua sicurezza.

La rottura del coagulo

Generalmente, il tempo della coagulazione è di circa 30 minuti. Una volta completata, e prima che avvenga la rottura del coagulo, si esegue un test finalizzato a determinare la qualità del siero espulso. Il test consiste, prima nell'infilzare un coltello nel coagulo e poi nel tirarlo fuori lentamente. La cagliata può essere considerata pronta per la rottura appena si osserva la fuoriuscita di uno ‘sfogo' dal taglio provocato a consistenza vitrea. L'azione di rottura consente di sminuzzare la cagliata in grani di dimensioni variabili dai 3 ai15 mm a seconda il tipo di formaggio. Per i formaggi molli la cagliata è sminuzzata in grani delle dimensioni di un'arancia o di una noce, per i formaggi a pasta semidura i grani dovranno avere le dimensioni di un fagiolo, infine per i formaggi duri la dimensione dei grani sarà pari a quelli di un chicco di riso. In altre parole, più fine è lo sminuzzamento, maggiore sarà lo spurgo e più asciutto e duro sarà il formaggio.

Pre-agitazione

Questa segue la rottura della cagliata. Essendo i grani della cagliata molto sensibili al trattamento meccanico, l'agitazione deve essere eseguita molto delicatamente e, allo stesso tempo abbastanza veloce ed energica al fine di mantenere i grani sospesi nel siero; la sedimentazione di grani sul fondo delle botti può comportare la formazione di grumi che potrebbero ostacolare il normale svolgimento dell'agitazione. Poiché la cagliata di formaggi magri ha una forte tendenza a depositarsi sul fondo delle botti, la sua agitazione deve essere eseguita in modo più energico rispetto a quello effettuato sulla cagliata con un maggiore contenuto di grasso. La formazione di grumi potrebbe inoltre danneggiare la struttura del formaggio e causare perdite di caseina dal siero.

Pre-spurgo del siero

Per alcuni formaggi come Gouda ed Edam, è preferibile stimolare l'eliminazione di notevoli quantità di siero dai grani in modo tale da fornire alla cagliata ed al siero, direttamente con acqua calda, il calore necessario per diminuire il contenuto di lattosio. Alcuni produttori facilitano lo spurgo anche al fine di per ridurre il consumo energetico necessario per il riscaldamento indiretto della cagliata. Per ogni tipo di formaggio è importante che la stessa quantità di siero – normalmente del 35%, ma qualche volta anche del 50% dell'intero volume – viene ogni volta eliminata.

Riscaldamento/cottura/stufatura

Durante la caseificazione, il trattamento termico ha lo scopo di regolare sia il grado di acidificazione che le dimensioni della cagliata. Il trattamento termico viene anche impiegato come mezzo per regolare la produzione di acido acetico visto che lo sviluppo dei batteri lattici viene rallentato dal calore. A prescindere dagli effetti batteriologici, il calore favorisce anche la sineresi e lo spurgo.

In base al tipo di formaggio che si intende produrre, il calore può essere erogato in diversi modi:

•  solo tramite vapore immesso nella vasca o nel suo rivestimento esterno.

•  tramite vapore immesso nel rivestimento esterno della vasca e l'aggiunta di acqua calda al miscuglio cagliata/siero;

•  solo tramite l'aggiunta di acqua calda al miscuglio cagliata/siero.

Il grado di temperatura ed il tempo del trattamento termico variano in base al metodo di riscaldamento impiegato ed al tipo di formaggio che si intende produrre. Il riscaldamento eseguito ad una temperatura superiore ai 40°C - a volte denominato anche con il termine di cottura - si svolge normalmente in due fasi generalmente denominate prima e seconda cottura. La prima cottura consiste nel portare la temperatura intorno ai 37-38 °C. Raggiunte queste temperature, alle quali l'attività dei batteri lattici mesofili viene ritardata, si interrompe il riscaldamento per poter controllare il livello di acidità. Dopo di ciò, il riscaldamento continua fino al raggiungimento della temperatura desiderata. La seconda fase o cottura consiste nel portare la temperatura sopra i 44°C per inattivare completamente i batteri mesofili; se la temperatura viene mantenuta intorno ai 52°C per 10-20 minuti, questi batteri vengono uccisi.

Il riscaldamento oltre i 44°C è chiamato anche scottatura . Alcuni formaggi come l'Emmenthal, il Gruviera, il Parmigiano ed il Grana sono scottati ad una temperatura superiore a 50-56°C; a queste temperature soltanto i batteri lattici termo-resistenti riescono a sopravvivere. Uno di questi batteri, importante nella formazione dei caratteri tipici dell'Emmenthal, è il Propionibacterium freudenreichii ssp. Shermanii .

Agitazione finale

La sensibilità dei granelli di cagliata diminuisce con il trattamento termico e con l'agitazione. Durante l'agitazione finale, sia per la continua produzione di acido lattico che per l'effetto dell'azione meccanica stessa, si ha lo spurgo di ulteriore siero dai grani. La durata dell'agitazione finale dipende dal livello di acidità che si desidera e dal contenuto di umidità del formaggio.

Espulsione finale del siero e principi della lavorazione della cagliata

Appena la cagliata presenta il livello di acidità ed il grado di compattezza voluto – entrambi i fattori sono controllati dal casaro – in base al tipo di formaggio che si produce, il siero residuo viene rimosso dalla cagliata in diversi modi.

Formaggio con struttura granulare

Una prima tecnica consiste nel prelevare il siero direttamente dalla caldaia; questa metodo è usato principalmente quando si lavora il formaggio nelle caldaie aperte. Dopo che il siero è stato rimosso, la cagliata viene posta in stampi. Con tale procedura, il formaggio acquisirà una struttura granulare , chiamata anche formaggio con occhi o buchi irregolari , figura 14.12.

I caratteristici ‘buchi' si formano principalmente in seguito alla formazione di anidride carbonica, un gas tipicamente prodotto dalle colture starter LD (Lactococcus lactis, Leuconostoc cremoris e Lactococcus diacetylactis ).

L'incapacità dei grani della cagliata di fondersi tra loro una volta che essi vengono a contatto dell'aria, comporta la formazione di un gran numero di minutissime cavità colme di aria nella parte interna del formaggio. Successivamente, durante la fase di maturazione, l'anidride carbonica formatasi viene rilasciata provocando l'aumento in volume di tali cavità fino alla formazione di veri e propri buchi. I buchi così formati presentano una forma irregolare.

Il siero espulso con la pressatura della cagliata attraversa un filtro vibrante o rotante e consente la separazione dei grani dal siero; i grani vengono poi posti direttamente in stampi. Con tale procedura il formaggio avrà una struttura di tipo granulare.

Formaggi con occhi tondi

I batteri simili a quelli sopra menzionati, cioè quelli che producono anidride carbonica, vengono impiegati anche nella produzione di quei formaggi caratteristici per la presenza di occhi circolari ed il cui metodo di produzione è differente.

In tempi passati, i metodi usati per la produzione ad esempio di Emmenthal consistevano nell'avvolgere la cagliata, ancora immersa nel siero, in una garza stamigna prima della sua messa in forme nelle quali la cagliata avrebbe subito una pressatura per favorire lo spurgo. Questa procedura che consentiva di evitare l'esposizione della cagliata all'aria era importante per ottenere la struttura che caratterizzava questi tipi formaggio.

Studi condotti sul processo di formazione degli occhi/buchi circolari hanno dimostrato che quando i grani della cagliata vengono raccolti sotto la superficie del siero, la cagliata stessa presenta all'interno delle cavità microscopiche colme di siero dove si accumulano i batteri starter. L'anidride carbonica prodotta da tali batteri durante la loro crescita, inizialmente si dissolve nel liquido, ma il continuo sviluppo batterico e, quindi, la continua produzione di CO2 porta ad un fenomeno di ipersaturazione responsabile della formazione di piccoli buchi. Una volta che, per mancanza del substrato utile per la crescita batterica la produzione di CO2 si arresta, la ‘diffusione' diventa il processo più importante. Durante la ‘diffusione' si ha l'allargamento di quei buchi già relativamente ampi, mentre quelli più piccoli scompaiono. L'allargamento dei buchi più grandi - a spese di quelli più piccoli - è conseguenza della legge della “tensione superficiale” secondo la quale la pressione gassosa necessaria per aumentare il volume dei buchi più grandi è minore rispetto a quella necessaria per allargare gli ‘occhi' del formaggio più piccoli.

Formaggi a struttura chiusa

I formaggi cosiddetti a struttura chiusa , tra i quali il Cheddar rappresentano un classico esempio, vengono normalmente prodotti usando colture starter contenenti batteri che non producenti CO2 –generalmente sono batteri lattici quali Lactococcus cremonis and Lactococcus lactis .

In questo caso, la tecnica di produzione potrebbe comunque consentire la formazione di cavità chiamate buchi meccanici . Mentre i buchi presenti sia nei formaggi granulari che in quelli con occhi circolari hanno la caratteristica di essere apparentemente lucidi, i buchi meccanici presentano una superficie interna ruvida.

Quando l'acidità del siero raggiunge circa i 0.2 – 0.22% di acido lattico (circa 2 ore dopo l'aggiunta del caglio) il siero è espulso e la cagliata è soggetta ad una speciale forma di lavorazione chiamata cheddaring . Dopo che tutto il siero è stato eliminato, la cagliata viene lasciata riposare per consentire al processo di acidificazione di continuare. Durante questa fase di riposo che dura di circa 2 – 2.5 ore, la cagliata è suddivisa in blocchi, capovolta e messa da parte.

Lavorazione finale della cagliata

Come precedente accennato, dopo lo spurgo la cagliata può essere trattata in vari modi. La cagliata può essere:

1. trasferita direttamente negli stampi (formaggi granulari);
2. pressata e tagliata in pezzi di adeguate dimensioni in modo tali da poterli porre negli stampi (formaggi con occhi circolari);
3. lavorata per la produzione di Cheddar, cheddaring , la cui fase finale comporta la frangitura della cagliata e la formazione di sottili filamenti che possono essere salati o tagliati, nel caso in cui si vuole ottenere formaggi a pasta filata, la cagliata viene trasferita ad una macchina per la filatura-cottura.

Pressatura

Dopo la messa in forme o il taglio, la cagliata subisce un'ultima pressatura che consente di:

•  facilitare lo spurgo del siero;

•  fornire la struttura;

•  dare la forma al formaggio;

•  formare una crosta utile per preservare il formaggio durante la conservazione.

Il grado di pressione da esercitare variano a seconda del tipo di formaggio che si produce. Inizialmente, la pressatura dovrebbe essere graduale poiché una forte pressione all'inizio comprimerebbe lo strato superficiale e bloccherebbe l'umidità nelle piccole cavità presenti nel formaggio.

Salatura

Nei formaggi, così come nella maggioranza dei cibi, il sale è utile per aumentare la sapidità. Il sale consente anche di ritardare l'attività sia delle colture starter che di tutti i batteri responsabili della maturazione del formaggio. Quando aggiunto alla cagliata, il sale causa una maggiore perdita di umidità per effetto osmotico e per l'effetto che il sale ha sulle proteine. La pressione osmotica è legata alla creazione di un fenomeno di suzione sulla superficie della cagliata che causa la perdita di umidità.

Solo in casi eccezionali, il contenuto di sale nel formaggio è di 0.5 – 2%. I formaggi tipo Gorgonzola e quelli conservati e venduti in vasetto (Feta, Domiati, ecc) hanno normalmente un contenuto di sale del 3 – 7%.

La presenza di sale, favorendo lo scambio di sodio di calcio nella para-caseina, favorisce anche la produzione di formaggi più consistenti ed omogenei. In generale, il sale è aggiunto alla cagliata quando questa possiede un pH di 5.3 – 5.6 e solo dopo l'aggiunta delle colture starter, a patto che il latte non contenga sostanze inibitrici dei batteri. La cagliata viene lasciata a contatto con il sale per circa 5-6 ore. La salatura può essere eseguita per via secca e per via umida .

Salatura per via secca

La salatura per via secca può essere fatta sia manualmente che meccanicamente. Il sale è sparso manualmente usando un secchio, o un contenitore simile, in cui vi è un quantitativo di sale adeguato (pesato) che è sparso il più uniformemente possibile sulla cagliata completamente spurgata. Per una distribuzione uniforme, la cagliata potrebbe essere agitata per 5-10 minuti.

Nel caso della salatura secca meccanica, vi sono diversi modi per distribuire il sale sulla cagliata. Uno di questi è simile a quello usato per spargere sale sui filamenti di cheddar durante la fase finale di lavorazione della cagliata per la produzione di tale formaggio.

Salatura per via umida o Salamoia

I sistemi disponibili che consentono di eseguire la salamoia possono essere piuttosto semplici o tecnicamente avanzati. Il sistema comunemente impiegato è quello di porre il formaggio in un contenitore con la salamoia. I contenitori dovrebbero essere realizzati in stanze fresche in cui la temperatura deve essere mantenuta a circa 12 – 14 °C.

Sistema per salamoia industriale.

Fonte : Dairy Processing Handbook, Tetrapak Svezia

Contenuto di sale in diversi tipi di formaggio

% sale

Formaggio Fresco 0.25 – 1.0

Emmenthal 0.4 – 1.2

Gouda 1.5 – 2.2

Cheddar 1.75 – 1.95

Limburger 2.5 – 3.5

Feta 3.5 – 7.0

Gorgonzola 3.5 – 5.5

Altri formaggi blu venati 3.5 – 7.0

Maturazione e conservazione del formaggio

Maturazione (essiccazione)

Dopo la lavorazione della cagliata il formaggio, fatta eccezione per quello fresco, subisce una serie di processi microbiologici, biochimici e fisici.

Questi processi che implicano numerose modificazione della composizione della pasta caseosa – influenzano lattosio, proteine e grasso – rappresentano la fase di maturazione del formaggio. La maturazione varia sia tra i vari tipi (a pasta dura, semi-dura o molle) che nell'ambito dello stesso tipo di formaggio.

Decomposizione del lattosio

Le tecniche impiegate per la produzione di vari tipi di formaggio sono finalizzate al controllo e regolazione della crescita e dell'attività dei batteri lattici. In questo modo è possibile regolare il grado e la velocità di fermentazione del lattosio. Come è stato precedentemente accennato nel caso della produzione del formaggio Cheddar , il lattosio viene già fermentato prima del taglio della cagliata. Per gli altri tipi di formaggio, la fermentazione del lattosio può essere controllata in modo tale che la maggior parte della decomposizione si ha durante la pressatura del formaggio o, al massimo, durante la prima o le prime due settimane dalla conservazione.

Nel formaggio, l'acido lattico prodotto è in gran parte neutralizzato dai componenti ‘tampone' del latte inclusi nella maggior parte nel coagulo. L'acido lattico è presente nel formaggio ultimato in forma di lattosio. Successivamente, il lattosio fornisce un ottimo substrato per lo sviluppo dei batteri proponici che sono un'importante parte della flora microbica dell'Emmenthal, del Gruviera e di formaggi simili.

Inoltre, l'acido propionico, acetico, e quantità considerevoli di anidride carbonica si formano e e rappresentano la causa principale responsabile della formazione dei grandi occhi circolari che caratterizzano vari tipi di formaggi sopra menzionati.

Il lattosio può essere anche scisso dai batteri butirrici nei casi in cui le condizioni sono favorevoli a questa fermentazione in cui si sviluppa idrogeno, alcuni acidi grassi volatili ed anidride carbonica. Questa fermentazione, inappropriata, si verifica solitamente nell'ultima stadio dove l'idrogeno può causare la bruciatura dei formaggi.

La fermentazione del lattosio è causata dall'enzima lattasi presente nei batteri lattici.

Decomposizione delle proteine

La maturazione dei formaggi, in particolare di quelli a pasta dura, è caratterizzata principalmente dalla decomposizione delle proteine. Il grado di tale decomposizione influisce sulla qualità del formaggio fino al punto da interessare considerevolmente la sua consistenza ed il suo sapore. La decomposizione delle proteine è svolta da un sistema di enzimi:

•  caglio

•  microrganismi

•  plasmina, una proteina che degrada enzimi.

L'unico effetto del caglio è di scindere la molecola di paracaseina in polipeptidi. Successivamente, l'azione del caglio è quella di facilitare la decomposizione della caseina da parte degli enzimi batterici più velocemente rispetto ai casi in cui tali batteri attaccano direttamente la caseina. Per i formaggi in cui sono state usate alte temperature per la cottura o scottatura (come nei casi dell'Emmenthal e del Parmigiano) la funzione della plasmina è quella di svolgere un primo attacco.

Nei formaggi a pasta semi-molle, come il Tilsiter e il Limburger, si hanno contemporaneamente due processi di maturazione: uno normale, tipico dei formaggi a pasta dura ed uno che si verifica nella sulla superficie del formaggio. In quest'ultimo processo, la decomposizione delle proteine si spinge fino alla produzione di ammoniaca come conseguenza della forte azione proteolitica dei batteri della crosta.

Conservazione

Lo scopo della conservazione è di creare delle condizione esterne necessarie a controllare il ciclo di maturazione del formaggio il più a lungo possibile. Per ogni tipo di formaggio, delle precise condizioni di temperatura ed umidità relativa (UR) devono essere mantenute nei locali dove avviene la conservazione e maturazione dei formaggi.

Diversi tipi di formaggio richiedono diverse condizioni di temperatura ed umidità relativa. Le condizioni climatiche sono di grande importanza per definire il grado di maturazione, per la perdita di peso, per la formazione della crosta e per lo sviluppo della flora batterica superficiale (in Tilsiter, Romadur ed altri tipi) – in altre parole per tutte le caratteristiche del formaggio.

I formaggi con crosta, i più comuni sono quelli a pasta dura o semi dura, possono essere forniti con un emulsione plastica, con paraffina o con uno strato di cera. I formaggi senza crosta vengono coperti con un film di plastica o una plastica ritraibile.

•  I formaggi Chedddar vengono stagionati a basse temperature - 4-8 °C - e con una UR inferiore all'80%. Tutto ciò tenendo conto che essi vengono confezionati in film o sacchetti di plastica e posti in box di legno o di cartone prima di essere trasportati ai vari negozi per la vendita. Per soddisfare le varie preferenze de consumatori il tempo di maturazione viene fatto variare da pochi mesi a 8-10 mesi.

•  I formaggi tipo Emmenthal possno essere conservati in appositi locali ‘verdi' a 8-12°C per 3-4 settimane; a ciò segue una conservazione in locali di fermentazione a 22-25 °C per 6-7 settimane. Infine, il formaggio viene conservato per diversi mesi in locali di maturazione a 8-12 °C. In tutti i locali, l'UR è normalmente dell'85-90%.

•  I formaggi tipo Tilsiter, Havarti sono generalmente conservati in locali di fermentazione per 2 settimane a 14-16 °C e con una UR del 90%; durante questo periodo la superficie è a crosta ‘lavata' formatasi a seguito dell'azione di specifiche colture batteriche presenti in una soluzione salina. Dopo la formazione della crosta ‘lavata', il formaggio viene trasferito in locali di maturazione a temperature di 10-12 °C e con una UR del 90% per più di 2-3 settimane.

•  I formaggi come il Gouda possono essere inizialmente (un paio di settimane) conservati in locali ‘verdi' a 10-12 °C e con una UR del 75-80%. Infine il formaggio viene trasferito in locali di conservazione con una temperatura di circa 10-12 °C ed una UR di circa il 75% dove vengono sviluppate le caratteristiche finali.

I valori dati per le temperature e per l'UR sono approssimative e variano per i vari tipi di formaggi nell'ambito dello stesso gruppo (a pasta dura, molli, ecc.).

Referenze
Adattato e riassunto dal Dairy Processing Handbook” , pubblicato da TetraPak, Svezia, http://www.tetrapak.com

Kosikowski, F.V., e V.V. Mistry. Cheese and Fermented Milk Foods. Volume 1: Origins and Principles . Terza edizione. Westport, Conn.: F.V. Kosikowski, 1997.

http://www.nationaldairycouncil.org