Colture starter nel lattiero-caseario: gli starter primari e la loro selezione

È iniziato un nuovo focus per Domus Casei, questa volta interamente dedicato al settore dei microrganismi starter aggiunti ai processi di produzione dei prodotti lattiero-caseari.

Per coltura starter si intendono uno o più microrganismi deliberatamente aggiunti alla matrice per avviare un processo di trasformazione della stessa. Di fatto parliamo di colture pure di batteri lattici e non solo, selezionati sulla base delle loro caratteristiche, riprodotte in purezza su substrati o terreni di coltura particolari e in condizioni ideali, inoculate poi nel latte in caseificio per agire come microflora dominante nei processi di caseificazione.

L’aggiunta dei microrganismi starter, o più comunemente noti come colture starter, avviene durante le fasi di produzione di un prodotto lattiero-caseario, prima dell’aggiunta del caglio.

Esistono due tipologie principali di colture starter microbiche nel settore lattiero-caseario: gli starter primari e gli starter secondari.

I primari sono dei microrganismi che vengono volontariamente aggiunti al latte per creare acidificazione, quindi abbassamento del pH nella matrice per degradazione del lattosio in acido lattico, apportando modifiche organolettiche positive nel prodotto. L’abbassamento del pH è fondamentale anche per facilitare l’azione del caglio e agevolare la sineresi contribuendo allo spurgo del siero di caseificazione.

Gli starter secondari vengono invece aggiunti alla matrice con l’unico scopo di migliorare il processo di maturazione dei formaggi. A differenza degli starter primari che sono esclusivamente batteri lattici, agli starter secondari fanno riferimento muffe, lieviti, batteri propionici e corineformi.

In questo articolo andremo a conoscere la prima tipologia di starter, i primari.

Gli starter primari

Si definiscono starter primari quei microrganismi aggiunti al latte al fine di operare una acidificazione della matrice; parliamo di una moderata acidificazione che non ha lo scopo di coagulare il latte ma di migliorarne il gusto; quindi l’inoculo si fa, oltre che per creare acidificazione del mezzo, anche per motivi organolettici; tuttavia l’acidificazione risulta avere effetti positivi anche sulla coagulazione enzimatica rendendola più efficiente. Oltre ad un’azione tecnologica di acidificazione del mezzo e nel miglioramento delle caratteristiche organolettiche, l’applicazione degli starter ai prodotti lattiero-caseari è fondamentale per l’azione antimicrobica che possiedono: gli starter hanno infatti la capacità di inibire microflore patogene o dannose non solo grazie all’abbassamento del pH ma anche per l’innata competitività dei batteri lattici.

Quindi, il ruolo principale degli starter primari è quello di essere aggiunti al latte affinché, attraverso un processo fermentativo, ovvero la fermentazione lattica, producano acido lattico, necessario per acidificare il latte.

L’aggiunta dello starter avviene prima della fase di coagulazione, quindi prima rispetto all’aggiunta del caglio (leggi anche “Caglio: tipologie, utilizzo e fonti“).

Chi sono gli starter primari?

Gli starter primari più comunemente utilizzati nel settore lattiero-caseario appartengono alle specie: Lactococcus lacits, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus helveticus, Leuconostoc.

Questi microrganismi, a seconda della tipologia di formaggio per cui vengono utilizzati, possono essere mesofili o termofili, quindi nel primo caso crescono tra i 30-40°C nel secondo caso a temperature superiore a 40°C.

L’inoculo batterico può avvenire utilizzando i batteri in due differenti forme: starter commerciali e starter naturali. Vediamoli meglio.

Lo starter commerciale è un preparato liofilizzato che contiene uno o più specie di batteri lattici; questi starter sono detti definiti perché conosciamo esattamente l’identità dei microrganismi che noi inoculiamo.

Gli starter naturali sono spesso a composizione indefinita poiché corrispondono a colture microbiche ottenute con poche eccezioni per fermentazione spontanea. A seconda del substrato sul quale si ottiene la coltura microbica attiva, possiamo distinguere gli starter naturali in: sieroinnesto, scotta innesto (il siero che proviene dai processi di caseificazione se viene sottoposto all’innalzamento della temperatura 80-90°C per il recupero mediante flocculazione delle sieroproteine ossia la ricotta, porta alla produzione di uno scarto che è la scotta) e lattoinnesto (leggi anche “Gli innesti: potenzialità e rischi“).

Uno degli starter naturali più utilizzati è il sieroinnesto, ovvero il siero raccolto durante le fasi produttive del formaggio (rottura della cagliata) che viene lasciato fermentare tutta la notte e utilizzato come inculo per il latte il giorno successivo. Durante questo ciclo di fermentazione, le cellule microbiche sono esposte ad una temperatura che parte da 50/55°C fino 20°C.

Decidere di utilizzare uno starter selezionato piuttosto che naturale porta sicuramente ad avere una maggiore stabilità del prodotto.

Come vengono selezionati gli starter primari?

I criteri di selezione degli starter primari dei formaggi sono vari:

Metabolismo glucidico

Il primo criterio di selezione dei microrganismi starter primari si basa sull’attività metabolica dei batteri, ed in particolare sul loro metabolismo glucidico, quindi sulla loro capacità di degradare la componente zuccherina.

Bisogna considerare che la fonte di zucchero nel latte è il lattosio, abbiamo dunque necessità di batteri lattici che possano usarlo efficacemente per acidificare il mezzo. I batteri lattici usano lattosio grazie alla beta galottosidasi (o lattasi) in grado di scindere lo zucchero in monomeri quali glucosio e galattosio.

Sulla base del metabolismo glucidico, possiamo suddividere i microrganismi starter primari in due gruppi, gli omofermentanti e gli eterofermentanti.

Ma in cosa differiscono gli omofermentanti e gli eterofermentanti?

Per omofermentanti si intendono batteri che metabolizzano il glucosio producendo quasi esclusivamente (90-95%) acido lattico. Con eterofermentanti si indicano invece quei batteri che producono acido lattico, acido acetico o etanolo e CO₂. Per quanto riguarda il metabolismo glucidico, gli omofermentanti hanno una crescita più rapida quindi vengono spesso preferiti agli eterofermentanti. Essi producono, infatti, 2 molecole di ATP per una molecola di glucosio, significa che da una molecola di lattosio producono 4 molecole di ATP, energia delle reazioni cellulari. Per questo la maggior parte di starter primari sono omofermentanti.

Metabolismo azotato

La proteolisi nei formaggi è molto importante, come lo è capire se un ceppo di batterio lattico che vogliamo utilizzare come starter ha un’attività proteolitica o meno. Una buona attività proteolitica è importante perché attraverso l’azione dei batteri lattici sulle proteine, si ottengono gli amminoacidi che conferiscono i sapori e gli odori caratteristici dei formaggi.

La valutazione dell’attività proteolitica può essere fatta con vari metodi analitici come l’elettroforesi o la cromatografia.

Lipolisi

Oltre che sulla base della natura metabolica, gli starter primari possono essere selezionati secondo un ulteriore criterio: l’attività lipolitica.

L’attività lipolitica di un microrganismo è determinata dalla presenza di enzimi lipasi ed esterasi, fondamentali per la scissione della componente lipidica della matrice.

Essa dipende dalla quantità di enzimi lipasi ed esterasi di cui è dotato il microrganismo, ovvero gli enzimi responsabili del rilascio di monogliceridi, digliceridi o trigliceridi. In generale, i batteri lattici hanno una debole attività lipolitica ma talvolta possono raggiungere densità cellulari elevate che potrebbero avere effetti positivi sulla maturazione e sulle caratteristiche della matrice.

Oltre a questi tre grandi criteri se ne aggiungono altri, come la capacità di crescita, l’autolisi, la sintesi di batteriocine, la resistenza ai batteriofagi e la produzione di esopolisaccaridi.

Nel prossimo articolo andremo ad analizzare e studiare il mondo delle colture starter secondarie del settore lattiero-caseario, scoprendo non solo cosa sono ma anche quali sono i criteri di selezione necessari per la loro scelta.

Bibliografia:

Trattato di tecnologia casearia (2001), Ottavio Salvadori Del Prato.

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