Con starter microbico si intende un consorzio di microrganismi che viene inoculato nel latte all’inizio della caseificazione per ridurre il pH, con diverse funzioni, che analizziamo nell’articolo.

La produzione di alimenti fermentati a base di latte, come formaggi, yogurt ecc., è un processo tecnologico il cui andamento dipende fortemente dalle colture starter, che devono essere aggiunte alla matrice iniziale. Tali colture starter possono essere costituite sia da batteri lattici e non-lattici (es. batteri propionici), che da altri microrganismi (lieviti, muffe).

Colture starter selezionate

Le colture starter selezionate possono essere costituite sia da una sola tipologia di microrganismo che da una miscela di ceppi microbici selezionati dall’uomo, a seconda delle caratteristiche del prodotto finale desiderate. La particolarità dei ceppi utilizzati è che ognuno viene selezionato singolarmente, sottolineandone l’individualità e mantenendoli in purezza. I vantaggi derivati dall’uso di queste colture sono molteplici, quali la facile preparazione, l’elevata riproducibilità della fermentazione, che risulta quindi regolare, e la standardizzazione del prodotto finale. Esistono però anche degli svantaggi nell’utilizzo di tali starter, quali gli elevati costi da sostenere per la selezione dei ceppi e la perdita di tipicità dei prodotti finali, che risulteranno quindi omogenei e con minore individualità.

Colture starter naturali

Quando si parla di colture starter naturali si fa riferimento ad un’associazione di gruppi microbici appartenenti alla stessa specie, o a specie diverse, che possono essere selezionati per via indiretta, ovvero scelti perché si sviluppano in un determinato substrato in maniera naturale grazie alla presenza di specifiche condizioni ecologiche congeniali per la loro sopravvivenza. Tendenzialmente questi ceppi si trovano in un equilibrio reciproco. La presenza di tali microrganismi naturali consente di ottenere prodotti finali con elevata specificità. Un esempio tipico di questi starter naturali è rappresentato dai lattoinnesti, sieroinnesti e dagli impasti acidi. I vantaggi derivati dall’utilizzo di tali colture sono rappresentati dal fatto che i prodotti lattiero-caseari finali sono caratterizzati da una forte tipicità, che consente di valorizzare la tradizione gastronomica del loro luogo di origine. Sicuramente i costi sostenuti per la loro preparazione sono molto ridotti, data la semplicità del procedimento richiesto. Esistono però anche degli svantaggi dall’utilizzo di tali starter, quali il basso grado di standardizzazione e riproducibilità, nonché, in taluni casi, la conservazione problematica.

Microflora primaria

Quando parliamo di prodotti lattiero-caseari derivati dalla fermentazione, è necessario distinguere la microflora che interviene nel processo di maturazione della cagliata in due grandi categorie: primaria e secondaria.

Per microflora primaria si intende il consorzio microbico che per primo colonizza la matrice latte a seguito del trattamento termico e delle correzioni necessarie. Viene realizzato l’inoculo di colture starter selezionate o naturali nell’ordine di 106 CFU/ml, che proliferano nel mezzo fino a raggiungere una quantità pari a 109 – 1010 CFU/ml.

La microflora primaria è necessaria alla preparazione della matrice in vista della caseificazione e della successiva (eventuale) stagionatura. Questo consorzio è formato per lo più da batteri lattici che fermentano il lattosio in acido lattico. In quantità nettamente inferiore possono essere presenti bifidobatteri, che producono acido lattico e/o acetico, e lieviti che fermentano producendo etanolo e CO2. Quello che si ottiene è dunque una drastica riduzione del pH, che facilita lo sviluppo della microflora secondaria, nonché la formazione della cagliata, che come abbiamo precisato nell’articolo riguardante la coagulazione, (La coagulazione del latte e le tipologie di caglio) ha bisogno di un preciso livello di acidità per risultare compatta e omogenea. Il consorzio microbico, dunque, che inizia la vera e propria caseificazione, è necessario per la riuscita della coagulazione, ma anche per il preliminare sviluppo di aromi e caratteristiche sensoriali e per l’inibizione di colture microbiche alterative, che se non eliminate dal trattamento termico vengono sicuramente rimosse dall’acidità del mezzo.

Microflora secondaria

La microflora secondaria è quella che interviene in un secondo momento, durante il processo di maturazione dei formaggi a lunga stagionatura, poiché i microrganismi che la costituiscono utilizzano come substrato per la fermentazione l’acido lattico prodotto dalla microflora primaria. Batteri propionici, Micrococcaceae, funghi filamentosi e lieviti sono i microrganismi appartenenti alla microflora secondaria. I batteri propionici producono l’acido propionico e l’anidride carbonica; le Micrococcaceae l’acido acetico e svolgono un’attività proteolitica, lipolitica e nitrato-riduttasica. Per quanto riguarda invece i funghi filamentosi ed i lieviti, questi manifestano un’attività proteolitica e lipolitica.

Tra i microrganismi della secondaria utilizzati a livello industriale, due specie sono sicuramente le più interessanti per la caseificazione: i batteri lattici e i lieviti.

Batteri lattici

I batteri lattici costituiscono una macrocategoria di microrganismi vasta e varia. Naturalmente presenti in molte matrici alimentari, nonché nella microflora del nostro intestino, i batteri lattici fanno parte della cultura gastronomica da sempre. Sono una categoria di microrganismi molto utile all’essere umano per il loro contributo al miglioramento sensoriale degli alimenti e della shelf-life dei prodotti. Proliferano spontaneamente nel latte, ed è per questo che molti caseifici anziché utilizzare delle colture starter selezionate preferiscono colture naturali quali il lattoinnesto o sieroinnesto. Ma non solo nel latte, possiamo trovare i batteri lattici anche in carne e vegetali.

Con batteri lattici si indicano dei batteri di forma coccica, bastoncellare o cocco-bacillare, gram-positivi (ovvero presentano uno strato di peptidogliacano esteriore spesso). Questi si possono accorpare a formare catene più o meno lunghe o trovarsi in natura come cellule singole. In base alle sequenze di rRNA, i batteri Gram-positivi si suddividono in due sottogruppi: batteri con quantitativo delle basi azotate Guanina e Citosina (G+C) inferiore al 55%, di cui fanno parte i batteri lattici; batteri con quantitativo di G+C superiore al 55%, di cui fanno parte i bifidobatteri.

I batteri lattici non sono sporigeni, sono catalasi negativi, ovvero sono anaerobi (facoltativi o obbligati), mesofili o termofili e esigenti nutrizionalmente, poiché richiedono per il loro sviluppo aminoacidi, purine, pirimidine e vitamine. Date le loro necessità nutrizionali sono dotati di un corredo enzimatico proteolitico in grado di degradare le proteine e ricavare gli amminoacidi essenziali di cui hanno bisogno.

La caratteristica per noi più rilevante è che fermentano gli zuccheri, in particolare per quel che ci compete il composto per eccellenza è il lattosio. A questo proposito possiamo dividere i batteri lattici in omofermentanti (solo obbligati) ed eterofermentanti (obbligati o facoltativi), in base al metabolismo del glucosio. Per omofermentanti si intendono batteri che metabolizzano il glucosio producendo quasi esclusivamente (per il 90-95%) acido lattico, secondo la via glicolitica di Emden-Meyerhof. Con eterofermentanti si indicano invece quei batteri che producono acido lattico, acido acetico o etanolo e CO2 , attraverso la via del pentoso fosfato o tramite la glicolisi.

I batteri lattici sono moltissimi e di varia natura; i generi di maggior interesse per la caseificazione sono: Lactobacillus, Carnobacterium, Streptococcus, Lactococcus, Enterococcus, Leuconostoc, Pediococcus.

Lieviti

Focalizzandoci maggiormente sui lieviti, questi appartengono al Dominio Eucaryota ed al Regno Fungi. Sono dei microrganismi unicellulari eucarioti, aerobi e non mobili, che si riproducono per via asessuale tramite gemmazione, formando quindi delle spore, che possono essere sessuali ed asessuali, e che non hanno caratteristiche di resistenza come quelle prodotte dai batteri. I lieviti possono essere di forma ellittica, ovoidale, rotondeggiante o allungata, raggiungendo una lunghezza pari a 10-15 µm. Sono dei microrganismi largamente diffusi in natura, ampiamente utilizzati nelle tecnologie di trasformazione per la produzione di alimenti fermentati. A tal proposito si possono applicare nel settore enologico, ma anche per la produzione di pane, birra, nonché di bevande a base di latte fermentato ed in alcuni formaggi, in veste di microflora secondaria. Durante la maturazione della cagliata svolgono un’attività lipolitica e proteolitica, con conseguente liberazione di acidi grassi e peptidi, rispettivamente: tale attività consente di apportare modificazioni organolettiche importanti nei formaggi. Possono avere anche un’azione deacidificante, in quanto sono in grado di ossidare l’acido lattico. Le principali specie di interesse che utilizzate nell’industria lattiero-casearia sono: Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces marxianus, Debaryomyces hansenii, Saccharomyces cerevisiae, Zygosaccharomyces rouxii.

Autori:

Eleonora Fiorucci e Angela Di Berardino, Redazione Ruminantia.