Francesco Villani » 18.Microbiologia di prodotti alimentari: Latte crudo, Latte trattato termicamente, Latte fermentati

Microbiologia del latte crudo

Definizione

REGOLAMENTO (CE) N. 853/2004 DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 29 aprile 2004 che stabilisce norme specifiche in materia di igiene per gli alimenti di origine animale:

Allegato I

4. LATTE

4.1. «Latte crudo»: il latte prodotto mediante secrezione della ghiandola mammaria di animali di allevamento che non è stato riscaldato a più di 40°C e non è stato sottoposto ad alcun trattamento avente un effetto equivalente;

4.2. «Azienda di produzione del latte»: lo stabilimento in cui si trovano uno o più animali di allevamento destinati alla produzione di latte ai fini della sua immissione in commercio quale alimento.

Composizione chimica (percentuale media) del latte

Composizione chimica (percentuale media) del latte

Caratteristiche chimico-fisiche

Caratteristiche chimico-fisiche

Microbiologia del latte crudo

Quanti microrganismi?

• Le caratteristiche chimiche e chimico fisiche del latte sono tali da favorire la crescita di una vasta gamma di microrganismi.
• Anche raccolto asetticamente da mammelle sane il latte non è sterile, ma spesso contiene, anche se in basso numero, microrganismi denominati “commensali della mammella” e rappresentati soprattutto da micrococchi e streptococchi.

Il numero di batteri presenti varia in funzione:

• dello stato di salute dell’animale;
• delle condizioni di igiene ambientale;
• delle condizioni igieniche di mungitura.

In appropriate condizioni igieniche il livello di microrganismi contaminanti è minimo: < a 1.000 UFC/ml.

Latte fortemente contaminato: anche più di 1.000.000 di UFC/ml.

Contaminazione microbica

Imputabile ad una serie di cause:

• legate all’animale: superficie della mammella, la cute dell’animale, le mani del mungitore e le attrezzature usate per la mungitura. Le feci possono trasferire nel latte anche microrganismi patogeni;
• legate all’ambiente della stalla: il contenuto microbico dell’aria varia entro limiti molto ampi e dipende dalle condizioni ambientali. Tutte le operazioni che aumentano la quantità di pulviscolo portano ad un aumento della carica microbica dell’aria;
• condizioni di mungitura: la mungitura manuale comporta quasi sempre una maggiore contaminazione rispetto alla mungitura meccanica; condizioni igieniche (di sanificazione) delle attrezzature e dei recipienti di raccolta del latte.

Le operazioni di raccolta del latte rappresentano quindi la causa più importante di contaminazione microbica del latte.

Igiene della produzione (REGOLAMENTO (CE) N. 853/2004)

I. Requisiti sanitari per la produzione di latte crudo

1. Il latte crudo deve provenire da animali:

a) che non presentano sintomi di malattie infettive trasmissibili all’uomo attraverso il latte;

b) che denotano uno stato sanitario generale buono e non evidenziano sintomi di malattie che possano comportare una contaminazione del latte …..

c) che non sono affetti da ulcerazioni della mammella tali da poter alterare il latte;

• Per quanto riguarda la brucellosi, il latte crudo deve provenire da animali appartenenti ad un allevamento che, è indenne o ufficialmente indenne da brucellosi.
• Per quanto riguarda la tubercolosi, il latte crudo deve provenire da animali appartenenti a un allevamento che è ufficialmente indenne da tubercolosi.
  

Criteri per il latte crudo (REGOLAMENTO (CE) N. 853/2004)

Gli operatori del settore devono garantire che il latte soddisfi i seguenti criteri:

• Latte crudo di vacca
  • Tenore in germi a 30°C (per ml): ≤ 100.000
  • Tenore in cellule somatiche (per ml): ≤ 400.000
• Per il latte crudo proveniente da altre specie:
  • Tenore in germi a 30°C (per ml): ≤ 1.500.000
  • Tuttavia, se il latte crudo proveniente da specie diverse dalle vacche è destinato alla fabbricazione di prodotti fatti con latte crudo mediante un processo che non comporta alcun trattamento termico, il latte crudo utilizzato soddisfi i seguenti criteri:
  • Tenore in germi a 30°C (per ml): ≤ 500.000

Il latte crudo non deve essere immesso sul mercato se:

a) contiene residui di antibiotici …

Popolazioni microbiche

I microrganismi presenti nel latte appartengono ai tre gruppi: Alterativi, Patogeni e Utili o protecnologici.

Microflora iniziale

• Cocchi Gram-Positivi:
  • Micrococcus; Staphylococcus; Streptococcus; Enterococcus; Lactococcus;
• Bastoncini Gram-Positivi:
  • Microbacterium; Corynebacterium; Arthrobacter; Kurthia; Lactobacillus;
• Bastoncini Gram-Negativi:
  • Pseudomonas; Acinetobacter; Flavobacterium; Enterobacter; Klebsiella; Aerobacter; Escherichia; Serratia; Alcaligenes;
• Sporigeni: Bacillus spp.; Clostridium spp.
• Lieviti e muffe

Microbiologia del latte trattato termicamente

Tipologie

• Latte termizzato
• Latte pastorizzato
• Latte UHT
• Latte sterile

Definizioni:

• «trattamento termico»: ogni trattamento mediante calore avente come effetto, immediatamente dopo la sua applicazione, una reazione negativa al test della fosfatasi;
• «termizzazione»: riscaldamento del latte crudo per almeno 15 secondi a una temperatura compresa tra 57 °C e 68 °C di modo che dopo tale trattamento il latte presenti una reazione positiva al test della fosfatasi.

Microbiologia del latte trattato termicamente

Il latte pastorizzato deve:

1. Essere ottenuto mediante un trattamento che comporti un’elevata temperatura per un breve periodo di tempo (almeno 71,7 °C per 15 secondi o qualsiasi altra combinazione equivalente) o mediante un trattamento di pastorizzazione che impieghi diverse combinazioni di tempo e temperatura raggiungendo un effetto equivalente;
2. Presentare una reazione negativa alla prova di fosfatasi e positiva alla prova di perossidasi. È tuttavia autorizzata la produzione di latte pastorizzato che presenta una reazione negativa alla prova di perossidasi, a condizione che sul latte figuri una indicazione del tipo: «pastorizzazione alta»;
3. Immediatamente dopo la pastorizzazione, essere raffreddato al fine di raggiungere quanto prima una temperatura non superiore a 6 °C.

Categorie di latte pastorizzato

• Latte pastorizzato: sieroproteine non < dell’11% delle proteine totali.
• Latte fresco pastorizzato: unico trattamento termico entro 48 ore dalla mungitura, sieroproteine non < del 14% delle proteine totali.
• Latte fresco pastorizzato di alta qualità: come il fresco, sieroproteine non < del 15,5% delle proteine totali.

Criteri di igiene del Latte pastorizzato

Enterobacteriaceae: n=5; c=2; m<1 UFC/ml; M=5 UFC/ml

Azioni in caso di risultati insoddisfacenti: controllo dell’efficacia del trattamento termico; prevenzione della ricontaminazione; verifica della qualità della materia prima.

UHT

• Applicazione al latte crudo di un procedimento di riscaldamento a flusso continuo che richieda l’impiego di una temperatura elevata per un breve periodo di tempo (almeno +135 °C per almeno un secondo) allo scopo di inattivare tutti i microrganismi residui o le loro spore in modo tale che le variazioni chimiche, fisiche e organolettiche siano ridotte al minimo;
• Essere conservabile, in modo da non presentare, in caso di controllo per sondaggio, alterazioni palesi dopo essere stato per 15 giorni in un recipiente chiuso, alla temperatura di +30 °C o per sette giorni ad una temperatura di +55 °C. …
• Se il trattamento a «ultra-alta temperatura» viene applicato mediante contatto diretto del latte e del vapore acqueo, quest’ultimo deve essere stato ottenuto da acqua potabile e non deve cedere al latte sostanze estranee né esercitare su di esso effetti nocivi.

Latte fermentati

Definizione e tipologie

• Sono preparazioni ottenute da latte di specie differenti in cui il lattosio viene fermentato, da microrganismi naturalmente presenti nel latte o aggiunti come colture pure, in acido lattico e/o alcol etilico e anidride carbonica.
• Al momento del consumo presentano un elevato numero di microrganismi vivi e vitali e loro enzimi (β-galattosidasi, proteasi) che esercitano effetti benevoli sulla salute del consumatore.
• I latti fermentati prodotti oggi nel mondo sono molteplici e sono il risultato delle particolari condizioni ambientali, dei microrganismi utilizzati nel processo fermentativo e della tecnologia produttiva.

Una classificazione dei latte fermentati individua almeno 3 categorie:

• bevande acido-lattiche (Yogurt, Gioddu, Acidophylus Milk);
• bevande acido-alcoliche (Kefir, Koumys, Leben, Taryk);
• bevande acido-viscose (Taette, Ropy Sour Milk, Gros Lait).

Bevande fermentate lattiche più comuni

Bevande fermentate lattiche più comuni

Caratteristiche dei batteri lattici

Streptococcus thermophilus

• E’ omofermentante, possiede l’enzima β-galattosidasi. fermentazione del lattosio: <1% di acido lattico (L⁺).
• Temperatura: 42-48°C con limiti tra 19 e 52°C.
• Si sviluppa in presenza del 2,5% di NaCl ma non al 4%.

Lactobacillus delbruekii subsp. bulgaricus

• E’ omofermentante, possiede l’enzima β-galattosidasi.
• Fermentazione del lattosio: >1,5% di acido lattico (D^-).
• Temperature: 42-45°C fino a 48-52°C.

Fasi di produzione

Materia prima: il latte deve essere privo di residui di detergenti o antibiotici e di batteriofagi e deve avere una buona qualità microbiologica.

Preparazione della miscela lattea da inoculare:

• Depurazione fisica del latte.
• Standardizzazione del contenuto di grasso portandolo a 0,1% per lo yogurt magro e 3-3,5% per quello intero.
• Eventuale aggiunta di zucchero, prebiotici.
• Correzione del contenuto proteico per evaporazione o ultrafiltrazione o per aggiunta di proteine del latte fino a valori del 3,8-3,9%.
• Omogeneizzazione a temperature comprese tra 60 e 90°C e a pressioni tra 150-250 atm.
• Trattamento termico a 85-90 °C per 10-30 minuti.
• Miscela lattea pronta per essere inoculata con i batteri specifici.

Lo yogurt tradizionale può essere preparato secondo due tipologie: a coagulo rotto e a coagulo compatto.

Yogurt

Yogurt a coagulo rotto

• Miscela lattea pastorizzata: inoculo con S. thermophilus e Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus in rapporto 1:1 o 2:1 e nella misura dell’1%.
• Fermentazione: a 40-45°C per 3-9 h in fermentiere o maturatori.
• Rottura del coagulo.
• Raffreddamento a 20°C e lisciatura.
• Eventuale aggiunta di frutta o altri ingredienti.
• Confezionamento in vasetti.
• Conservazione a 4°C.

Yogurt a coagulo compatto

• Miscela lattea pastorizzata: inoculo con lo starter microbico
• Eventuale aggiunta di frutta.
• Distribuzione in vasetti.
• Fermentazione: a 40-45°C per 3-9h.
• Conservazione a 4°C.

Eventi connessi alla fermentazione operata dai batteri

L’associazione delle due specie microbiche porta a effetti sinergici che si traducono in una serie di eventi di natura microbiologica, chimico-fisica e nutrizionale.

L’evento più importante è quello relativo alla metabolizzazione del lattosio:

• Streptococcus thermophilus e Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus sono entrambi omofermentanti obbligati. Il glucosio è convertito secondo la via glicolitica ad acido piruvico e quindi, tramite l’enzima lattico-deidrogenasi, in acido lattico in quantità finale nello yogurt di 0,8 – 1,3% portando il pH a valori di 3,9-4,2.
• S. thermophilus produce acido lattico (L+).
• Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus produce acido lattico D(-).
• Il galattosio non è fermentato da nessuna delle due specie ed è trasportato all’esterno della cellula, accumulandosi nel prodotto.

Trasformazioni che avvengono durante la trasformazione di latte in yogurt

Composizione chimica (percentuale media) del latte

Effetti sinergici dell’associazione tra Lb. bulgaricus e S. thermophilus

L’associazione rappresenta il caso più noto di protocoperazione mutualistica; l’effetto sinergico della crescita in associazione si traduce in:

• riduzione del tempo necessario per la fermentazione;
• maggiore quantità di acido lattico di quella prodotta da ciascuna delle due specie quando crescono separatamente;
• aumento della formazione di composti aromatici (alldeide acetica).

• Lo sviluppo di S. thermophilus è stimolato da aminoacidi (valina, glicina, istidina, leucina) e da corti peptidi che sono prodotti dalle proteine da Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus.
• La crescita di Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus è invece stimolata da composti prodotti da S. thermophilus quali acido folico, anidride carbonica ed acido formico.
  

Limiti microbici

Durante la conservazione dello yogurt si assiste ad importanti variazioni del numero di Streptococcus thermophilus e di Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.

Dopo 30 giorni a 4°C il N° di batteri lattici si riduce a valori intorno a 107 UFC/g. Temperature maggiori (14-15°C) di conservazione portano ad una più rapida diminuzione della carica che può scendere anche al di sotto di 5×106 UFC/g prima della data di scadenza.

La legislazione Italiana indica i seguenti limiti microbici:

• N° totale batteri lattici alla produzione: fra 10⁸ e 10¹⁰ UFC/g;
• N° totale batteri lattici alla vendita: non inferiore a 5×10⁶ UFC/g;
• N° totale di ogni specie alla vendita: non inferiore a 1×10⁶ UFC/g;
• N° di coliformi alla produzione: non superiori a 10 UFC/g;
• Patogeni e loro tossine: assenti.

Caratteristiche

• Può essere preparato con latte di capra, vacca e pecora.
• Starter: granuli di kefir, di forma irregolare, di consistenza elastica, a struttura spugnosa e di colore leggermente paglierino.
• Microflora: molto complessa e costituita principalmente da:
  • batteri lattici mesofili omo e eterofermentanti (Lactobacillus brevis, Lactobacillus casei, Leuconostoc mesenteroides, Lactococcus spp., Enterococcus spp.);
  • batteri acetici (Acetobacter aceti) e lieviti (Saccaromyces spp., Kluyveromyces marxianus).
• Fermentazione: a temperature di 20-22°C.
• I batteri lattici fermentano il lattosio, con produzione di acido lattico (0,6-0,9%), di anidride carbonica e accumulo di polisaccaridi, mentre i lieviti producono alcool etilico (0,4-0,9%) ed anidride carbonica.

Considerazioni conclusive

Microbiologia del Latte crudo del latte trattato termicamente e dei latte fermentati

In questa lezione abbiamo considerato gli aspetti microbiologici del latte e delle bevande fermentate lattiche.

Alcuni punti di riflessione e studio sono i seguenti:

• Il latte presenta caratteristiche chimiche e chimico fisiche tali da favorire la crescita di una vasta gamma di microrganismi, sia utili che indesiderati.
• I vari trattamenti termici sono in grado di assicurare il risanamento igienico del latte e allo stesso tempo mantenere quanto più inalterate possibili le caratteristiche organolettiche del prodotto.
• Tra i latte fermentati, lo yogurt è sicuramente quello che ha trovato la massima diffusione. La sua produzione si avvale degli effetti sinergici dell’associazione tra Streptococcus thermophilus e Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.

Prossima lezione

Microbiologia di prodotti alimentari: Formaggi e burro.

Nella prossima lezione tratteremo gli aspetti microbiologici della produzione e conservazione dei formaggi e del burro.