Il caglio dei semi di Moringa oleifera come nuovo coagulante vegetale nella produzione di mozzarella

Introduzione

La mozzarella, originaria dell’Italia e oggi diffusa a livello globale, è apprezzata per la sua consistenza morbida e per le sue peculiari proprietà di elasticità e fusibilità. La sua produzione dipende in larga misura dalla coagulazione del latte e dall’idrolisi selettiva della κ-caseina, processo che consente l’aggregazione delle micelle di caseina e la formazione della caratteristica rete proteica del prodotto.

Tradizionalmente, il caglio di vitello (CR) rappresenta il principale coagulante utilizzato nella produzione casearia. Tuttavia, le crescenti preoccupazioni di natura etica, ambientale e legata alla sostenibilità, insieme alla disponibilità limitata di caglio animale rispetto alla domanda mondiale, hanno stimolato la ricerca di alternative vegetali e microbiche. I coagulanti alternativi attualmente disponibili, come quelli ottenuti da ananas, soia, papaina (PR) o microrganismi (MR), possono però presentare una ridotta capacità di coagulazione o un’eccessiva proteolisi, compromettendo la struttura, la modellabilità e l’elasticità della mozzarella rispetto ai prodotti ottenuti con caglio tradizionale.

In questo contesto, i semi di Moringa oleifera, una pianta nota anche come “albero miracoloso”, rappresentano una risorsa particolarmente interessante. I semi sono ricchi di oli, vitamine, polisaccaridi, minerali e proteine. Inoltre, dopo l’estrazione dell’olio rimane un residuo proteico ancora poco valorizzato, che potrebbe trovare nuove applicazioni nell’industria alimentare. Studi precedenti hanno dimostrato che il caglio ottenuto dai semi di Moringa oleifera (MSR) possiede una buona capacità di coagulazione del latte in un ampio intervallo di temperature e valori di pH, con caratteristiche comparabili a quelle dei coagulanti commerciali.

Sebbene l’MSR abbia già mostrato risultati promettenti nella produzione di formaggi non fermentati, il suo impiego nella produzione di mozzarella non era stato ancora studiato in modo approfondito. Per questo motivo, la ricerca ha utilizzato l’MSR come nuovo coagulante idrocolloidale di origine vegetale, confrontandone le prestazioni con quelle di tre cagli commerciali: caglio di vitello (CR), caglio di papaina (PR) e caglio microbico o da muffa nera di riso (MR).

Lo studio, pubblicato a settembre 2026 sul Journal of Dairy Science, ha valutato in modo sistematico gli effetti dell’MSR sulle caratteristiche fisico-chimiche della mozzarella, compresi contenuto di proteine, grassi e umidità, nonché sulle proprietà funzionali, come l’elasticità. Sono state inoltre analizzate le caratteristiche strutturali, comprese consistenza, organizzazione delle proteine e microstruttura del formaggio, oltre alle proprietà reologiche, fondamentali per comprendere il comportamento meccanico della mozzarella.

Materiali e  metodi

Il caglio estratto dai semi di Moringa oleifera (MSR) è stato preparato attraverso estrazione salina, precipitazione frazionata con solfato di ammonio, dialisi e liofilizzazione, ottenendo un’attività coagulante di 470,59 IMCU/g.

Il latte di bufala è stato pastorizzato, acidificato e inoculato con fermenti lattici, quindi sottoposto a coagulazione con i diversi cagli. La cagliata è stata successivamente tagliata, riscaldata, privata del siero e sottoposta a filatura.

I formaggi ottenuti sono stati analizzati per valutarne composizione fisico-chimica, resa, fusibilità, perdita di grasso, elasticità e consistenza. Sono state inoltre studiate la struttura secondaria e terziaria delle proteine, il contenuto di gruppi sulfidrilici, la microstruttura mediante microscopia elettronica e le proprietà reologiche attraverso la determinazione dei moduli elastico e viscoso. Tutte le prove sono state replicate e i risultati sottoposti ad analisi statistica.

Risultati

Indicatori fisico-chimici

La valutazione degli indicatori fisico-chimici ha evidenziato che il tipo di caglio influenza in modo significativo la composizione e la qualità nutrizionale della mozzarella. Il formaggio prodotto con caglio di semi di Moringa oleifera (MSRC) ha mostrato il più elevato contenuto proteico (27,71%), simile a quello del formaggio ottenuto con caglio di vitello (CRC; 26,42%) e superiore ai formaggi prodotti con caglio di papaina (PRC) e microbico (MRC).

Questo risultato sembra dipendere dalla specificità dell’azione proteolitica del MSR, che, analogamente al caglio di vitello, idrolizza preferenzialmente la κ-caseina preservando maggiormente α- e β-caseina. Ciò favorisce la formazione di una rete proteica più compatta e stabile, riducendo le perdite di proteine nel siero. Al contrario, la maggiore attività proteolitica di PR e MR determina reti proteiche più lasse e maggiori perdite durante la caseificazione.

Anche il contenuto di grassi è risultato simile tra MSRC e CRC, e superiore rispetto a PRC e MRC. I formaggi ottenuti con MSR e caglio di vitello hanno quindi mostrato una maggiore capacità di trattenere proteine e grassi, caratteristiche potenzialmente favorevoli anche per le proprietà sensoriali. La resa di MSRC è risultata comparabile a quella di CRC e MRC, confermando il buon potenziale tecnologico del caglio di Moringa.

Tabella 1 – Composizione chimica dei campioni di formaggio ottenuti con diversi tipi di caglio

Proprietà funzionali

Le proprietà funzionali hanno evidenziato importanti differenze tra i formaggi. Il PRC ha mostrato la maggiore fusibilità, probabilmente in relazione al suo più elevato contenuto di umidità, che rende la matrice proteica più facilmente deformabile durante il riscaldamento.

Il formaggio MSRC ha invece mostrato una fusibilità intermedia ma soprattutto la maggiore elasticità, raggiungendo un’estensione di 47 cm, superiore sia al CRC sia ai formaggi prodotti con papaina e caglio microbico. Anche la quantità di grasso libero rilasciata dopo il riscaldamento è risultata simile tra MSRC e CRC e superiore a quella osservata negli altri due formaggi.

Questi risultati indicano che il MSR favorisce la formazione di una matrice proteica sufficientemente compatta e interconnessa da mantenere il grasso e, al tempo stesso, consentire un’elevata capacità di allungamento dopo il riscaldamento, una caratteristica particolarmente importante per la mozzarella.

Caratteristiche di consistenza

L’analisi della consistenza ha confermato l’importanza del tipo di caglio nella determinazione delle caratteristiche meccaniche del formaggio. La durezza è risultata maggiore nel CRC, seguita da MSRC, PRC e MRC. Anche l’elasticità è stata significativamente superiore nei formaggi prodotti con MSR e caglio di vitello rispetto a quelli ottenuti con papaina e caglio microbico.

Il MSRC ha inoltre mostrato i valori più elevati di adesività, masticabilità e coesione, indicando una struttura interna ben organizzata. Queste caratteristiche sono attribuibili alla formazione di una rete proteica più compatta e caratterizzata da interazioni intermolecolari più forti. Al contrario, la minore durezza e coesione di PRC e MRC sembrano associate a una maggiore umidità, a un minore contenuto di grassi e a una struttura proteica meno stabile.

Nel complesso, la mozzarella prodotta con MSR ha mostrato proprietà di consistenza paragonabili a quelle ottenute con il caglio tradizionale, confermando il potenziale applicativo del coagulante vegetale.

Struttura secondaria delle proteine

L’analisi FTIR ha mostrato che i quattro formaggi possedevano gruppi funzionali sostanzialmente simili, mentre differivano nella distribuzione delle strutture secondarie delle proteine. In particolare, MSRC e CRC presentavano una maggiore proporzione di α-elica, associata a una struttura proteica più rigida, compatta e stabile.

I formaggi ottenuti con PR e MR hanno invece mostrato strutture relativamente più lasse. Le differenze nella conformazione delle proteine sembrano quindi riflettere il diverso meccanismo di idrolisi della caseina esercitato dai coagulanti.

I risultati indicano che il MSR, analogamente al caglio di vitello, è in grado di favorire una struttura proteica ordinata e stabile, fondamentale per la formazione della rete di gel caratteristica della mozzarella.

Struttura terziaria delle proteine

L’analisi della fluorescenza intrinseca ha evidenziato differenze nella struttura tridimensionale della caseina. CRC e MSRC hanno mostrato intensità di fluorescenza più elevate rispetto a PRC e MRC, suggerendo interazioni idrofobiche più forti e una maggiore stabilità della struttura proteica.

Anche l’analisi dei gruppi sulfidrilici liberi ha confermato queste differenze.

I risultati suggeriscono quindi che il caglio MSR favorisce una struttura proteica tridimensionale più stabile rispetto ai cagli di papaina e microbici, contribuendo alle migliori caratteristiche di consistenza ed elasticità osservate nel formaggio.

Microstruttura del formaggio

L’osservazione mediante microscopia elettronica a scansione ha evidenziato marcate differenze nella microstruttura dei formaggi. Il CRC presentava la rete proteica più densa e uniforme, con pochi pori, seguito dal MSRC, che mostrava anch’esso una matrice compatta e relativamente omogenea.

Le osservazioni microscopiche confermano quindi i risultati ottenuti dalle analisi della struttura proteica e della consistenza: il MSR consente di ottenere una rete di caseina compatta e ben organizzata, più simile a quella prodotta dal caglio di vitello rispetto agli altri coagulanti alternativi.

Figura 4 – Osservazioni al microscopio elettronico a scansione con un ingrandimento originale di ×3.000 di formaggi ottenuti con 4 tipi di caglio. (A) Formaggio con caglio di vitello (CRC), (B) Formaggio con caglio di semi di Moringa oleifera (MSRC), (C) Formaggio con caglio di papaina (PRC) e (D) Formaggio con caglio microbico (MRC). Barre di scala = 10,0 μm.

Proprietà reologiche

Nel complesso, i risultati indicano che il formaggio prodotto con MSR possiede un comportamento viscoelastico simile a quello di un gel più strutturato e resistente, coerente con la sua maggiore elasticità e con la microstruttura più compatta.

Analisi delle correlazioni tra composizione, struttura e funzionalità

Nel complesso, l’analisi delle correlazioni dimostra che le proprietà della mozzarella derivano dalla stretta interazione tra composizione chimica, organizzazione della rete proteica, microstruttura e comportamento reologico. Il caglio di semi di Moringa oleifera sembra favorire una combinazione particolarmente efficace di queste caratteristiche, consentendo la formazione di una mozzarella con elevato contenuto proteico, buona struttura, notevole elasticità e proprietà funzionali comparabili o, per alcuni parametri, superiori a quelle ottenute con il caglio tradizionale.

Conclusioni

I risultati hanno mostrato che la mozzarella prodotta con caglio di semi di Moringa oleifera (MSRC) presentava il più alto contenuto proteico e un contenuto di grassi favorevole, indicando un elevato valore nutrizionale. L’MSRC ha inoltre dimostrato proprietà di trazione, contenuto di grasso libero e fusibilità superiori rispetto ai gruppi di controllo, mentre la sua durezza ed elasticità erano paragonabili a quelle del formaggio prodotto con caglio di vitello.

Le analisi della struttura secondaria e terziaria delle proteine ​​hanno rivelato che l’MSRC possedeva una struttura compatta e stabile, ulteriormente supportata dalle osservazioni microstrutturali e reologiche. L’analisi di correlazione ha identificato grassi e proteine ​​come fattori chiave che influenzano la consistenza, con i grassi che agiscono come fase di riempimento all’interno della rete di caseina per migliorarne la durezza e l’elasticità.

Nel complesso, l’MSRC mostra un grande potenziale come nuovo caglio di origine vegetale nella lavorazione della mozzarella.

Fonte: “Moringa oleifera seed rennet as a novel hydrocolloid coagulant in the production of mozzarella cheese: Effects on function, texture, structure, and rheology”, Lu Zhang, Yan Yang, Ling Li, Youtao Deng, Guangqiang Wei, Yufang Li, and Xuefeng Wang. J. Dairy Sci. 109:9081–9095, https://doi.org/10.3168/jds.2026-28358.