o Acqua
o Grassi
o Proteine
o Un carboidrato (Lattosio)
o Sali minerali
o Vitamine
o Enzimi
Latte
Proteine Caseina Proteine Zucchero Lipidi Ceneri
del siero
Umano
0.9 (1.6)
0.4
0.5
7.1
4.5
0.2
Bovino
3.2
2.6
0.6
4.6
3.9
0.7
Soluzione vera
Lattosio, sali minerali,
vitamine idrosolubili, gas
Soluzione colloidale
Proteine
Emulsione
Lipidi e vitamine liposolubili
Sospensione
Cellule, microorganismi
% solido/liquido
Belitz, H.-D., Grosch, W. Food Chemistry, 2nd Edition, pg. 473.
Frazioni del latte bovino:
Latte solido
(13%)
Latte
Acqua
(87%)
Grasso
(3.9%)
Solidi
non grassi
Proteine
(3.2%)
Lattosio
(4.6%)
Minerali
(0.7%)
Caseina
(2.6%)
Proteine del
siero
(0.6%)
Globuli di grasso
3 µm
Micelle di caseina
Proteine del siero
30 nm
(0.3 µm)
• Globuli circondati da membrana
¶ Miscela di trigliceridi (>90%), colesterolo e
fosfolipidi
¶ Pencentuali relativamente elevate di acidi
grassi a corta catena
• Il grasso tende ad affiorare (crema)
• L’agitazione danneggia la membrana
Burro
1
Proteine
β[1,4]
CH2OH
O OH
OH
+
OH
OH
β-D-galactose
CH2OH
O
OH
OH
OH
OH
D-glucose
CH2OH
O
OH
O
OH
OH
α- or β-D-lactose
% delle
proteine
totali
80
CH2OH
O
OH
OH
OH
Lattosio
• Meno dolce e meno solubile del saccarosio
• Può fermentare ad acido lattico
• A caldo può reagire con proteine ⇒ prodotti bruni
• Può dare origine a intolleranze alimentari
Caseine
α-caseina
42
β-caseina
25
κ-caseina
9
Proteine siero
20
α-lattoalbumine
4
β-lattoglobuline
9
Source: Fennema, O.R. Food Chemistry, Third Edition, pg. 847
• Principale proteina del latte
• Forma aggregati detti “micelle”
• Differente distribuzione di amminoacidi carichi
• Le caseine α, β e κ formano delle submicelle
Regione
non legante
Amminoacidi
idrofobi
Amminoacidi
idrofili
Coultate, T.P., Food - The Chemistry of Its Components, Second Edition, pg. 101
Aggregazione tra submicelle
P = fosfato
Ca = calcio
Zone scure = regioni non leganti o kappa caseina
¶ β-lattoglobuline
¶ α-lattoalbumine
¶ Sieroalbumina
¶ Lattoferrina
Micella totale
La k caseina, non partecipando ai
legami, limita la crescita delle micelle
• non è fosforilata
• è glicosata con due oligosaccaridi
¶ Immunoglobuline
¶ Proteosi-peptoni (PP)
¶ Enzimi
Coultate, T.P., Food - The Chemistry of Its Components, Second Edition, pg. 101
2
Vitamine liposolubili
¶ Macroelementi
Citrati e fosfati (anioni)
di calcio (Ca++) e potassio (K+)
Vitamina A
Carotenoidi
Vitamina D
Vitamina E
Vitamina K
¶ Microelementi
Zn, Mg, Fe, Cu.
Vitamine idrosolubili
Vitamina C (acido ascorbico)
Vitamina B1 (tiamina)
Vitamina B2 (lattoflavina)
Vitamina B6 (piridossina)
Vitamina B12 e acido folico
Vitamina PP (acido nicotinico)
Acido pantoteico
Biotina
Media in 100 g di latte
Pecora Capra Vacca Umano
Solido, %
18.4 12.4
12.7
13.3
Energia,kcal 108
69
61
70
Proteine, %
6.3
3.3
3.3
1.6
Lipidi, %
6.5
3.7
3.9
4.5
Lattosio, %
4.8
4.7
4.8
7.0
Ca, mg
193
134
119
32
u Latte scremato o parzialmente scremato
u Latte delattosato
u Latte condensato
u Latte in polvere
u Yogurt
u Crema
u Formaggio
TRASFORMAZIONI
o Riduzione del contenuto idrico
o Glucidi
o Proteine
o Lipidi
Siero
caseina (gel)
3
AUTOCONTROLLO
D.P.R. 14.1.97 n. 54
REQUISITI MINIMI
PESO SPECIFICO a °t= +20°C
Superiore a 1,028 g/L
Punto congelamento ≤ - 0,520°C
RICERCA DI RESIDUI
• ad azione farmacologica
• ad azione ormonica
• ad azione antibiotica e chemioterapica
Grasso 3,2 %
• ad azione antiparassitaria
Residuo magro 8,5 %
• detergenti e altre sostanze nocive tali da alterare le
caratteristiche organolettiche del latte o dei prodotti a
base di latte o da renderne comunque pericoloso, se non
nocivo, il consumo
Nel latte non è ammessa l’aggiunta di nessun additivo
Inacidimento
Titolazione dell'acidità
Annacquamento
Indice crioscopico
Densità
Residuo secco e magro
Sottrazione di grassi
Determinazione dei grassi
Aggiunta di conservanti
Analisi delle ceneri
Presenza di aflatossine
Test ELISA
Valutare i CARATTERI ORGANOLETTICI e lo STATO di CONSERVAZIONE
del prodotto
Determinare il contenuto di MATERIA GRASSA e degli altri costituenti per
accertare la rispondenza ai limiti di legge
accertare la genuinità del prodotto, che può essere adulterato con l’aggiunta
di acqua, conservanti o per sottrazione di grasso mediante centrifugazione
Ricercare eventuali sostanze estranee o comunque non consentite
L’ alterazione più comune è l’inacidimento in seguito a
fermentazione lattica che trasforma il lattosio in acido lattico
IL LATTE FRESCO E SANO CONGELA TRA 0,55°C E 0,58°C, CON UNA
MEDIA DI 0,555°C.
La temperatura di congelamento viene notevolmente influenzata da cause patologiche
(latte patologico, fermentazione del latte) o da cause esogene (aggiunta di acqua o
altre sostanze solubili). Per determinare il punto crioscopico esistono vari strumenti
che si basano sullo stesso principio:
L’ acidità del latte viene calcolata determinando quanti mL di una
soluzione di NaOH a titolo noto (0,25 N) sono necessari per
ottenere il viraggio di un indicatore, di solito fenolftaleina,
dall’incolore (acido) al rosa (basico).
Il campione di latte viene inserito in una bagno di raffreddamento (- 7°C), dopo di che
subisce un sottoraffreddamento fino all’equilibrio termico con il bagno. Una
agitazione improvvisa provoca il congelamento del campione, che avviene con
liberazione del “calore di fusione”, grazie al quale il campione torna velocemente alla
sua effettiva temperatura di congelamento. Si ottiene così un equilibrio, col campione
che rimane tra lo stato solido ed il liquido e di conseguenza un plateau della
temperatura, durante il quale si esegue la lettura.
4
IL RESIDUO SECCO TOTALE SI DETERMINA PESANDO 10 g DI
LATTE IN UNA CAPSULA TARATA ED EVAPORANDO A
BAGNOMARIA. QUINDI SI PONE LA CAPSULA IN STUFA A
100 °C PER 2 ORE ED IL PESO OTTENUTO, DOPO
RAFFREDDAMENTO,
MOLTIPLICATO PER 10 DA’ IL
“RESIDUO SECCO TOTALE”
Questa analisi serve per vedere se il latte è stato annacquato e si
effettua utilizzando un LATTODENSIMETRO (es di Quevenne);
questi lattodensimetri generalmente sono tarati a 15 °C e quindi per
temperature diverse occorre apportare delle correzioni seguendo le
apposite tabelle.
La densità del latte a 15 °C è mediamente pari a 1.032 kg/L
Le ceneri rappresentano i sali minerali del latte; il loro tenore
normale è di 0,75-0,80%, valori inferiori indicano una probabile
aggiunta di acqua; determinandone l’alcalinità si può vedere se è
stato aggiunto al latte del bicarbonato di sodio, utilizzato come
conservante allo scopo di tamponare l’acidità derivante dalla
fermentazione lattica.
Il campione di latte viene pesato, posto in una capsula di
porcellana e fatto evaporare a bagno maria. SI pesa il residuo
secco ottenuto e lo si incenerisce in muffola a 550 °C per 1 ora.
Si
introducono
nel
butirrometro di Gerber 10 mL
di acido solforico, 11 mL di
latte e 1 mL di alcool amilico.
L’ acido solforico denatura le
proteine e libera il grasso in
emulsione, l’ alcool amilico
aiuta la separazione della fase
grassa dalla fase acquosa.
Si chiude il tubo e si agita fino a completa soluzione, si
centrifuga per 10-15 min a 65 °C poi si legge la percentuale di
grasso direttamente sulla scala graduata del butirrometro.
La parte organica prima carbonizza, poi brucia completamente.
Si raffredda il campione in essiccatore, affinché non assorba
umidità, poi si pesa la capsula fino ad ottenere un peso costante.
SONO MICOTOSSINE PRODOTTE DA ALCUNI CEPPI DI Aspergillus flavus ED
5 g LATTE
Aspergillus parasiticus.
50-60 mL ACQUA
COAGULAZIONE
della CASEINA
Alcune gocce di
ACIDO ACETICO
FEHLING
Il precipitato si tira dietro i
grassi e filtrando si riesce a
separarlo dal SIERO
Con una buretta si fa
gocciolare il siero in una beuta
contenente :
Sol. A CuSO4 in acqua
Sol. B Tartrato sodico potassico/NaOH in acqua
(soluzione alcalina)
IN AMBIENTE ALCALINO ED A CALDO GLI ZUCCHERI RIDUCONO
IL Cu2+ A Cu2O , OSSIDO DI RAME DI COLORE ROSSO
5 mL Fehling sol.A
5 mL Fehling sol.B
40 mL acqua
Il tutto in
EBOLLIZIONE
Cu2O
IL “RESIDUO MAGRO” SI DETERMINA SOTTRENDO DAL
RESIDUO SECCO TOTALE IL CONTENUTO DI GRASSO
VALUTATO ATTRAVERSO IL BUTIRROMETRO DI GERBER
Quando finisce il Cu2+,
il lattosio in eccesso
riduce il blu di metilene
a leucoderivato
incolore, quindi si vede
il ROSSO del Cu2O
Blu di metilene +
blu del Cu2+ non
ancora ridotto +
rosso del Cu2O =
verde
Per cogliere il punto
finale della titolazione
si aggiungono alcune
gocce di blu di metilene
(sol. all’1%)
Comincia a
formarsi il Cu2O
Queste muffe attaccano diverse specie vegetali e possono contaminare i foraggi,
soprattutto se questi vengono conservati in condizioni di scarsa aerazione ed
elevate temperatura ed umidità, caratteristiche che promuovono lo sviluppo
fungino.
Le principali aflatossine alimentari sono le B1, B2, G1 e G2; tra queste la B1 è
quella più studiata a causa della sua diffusione e tossicità, ed è stata riconosciuta
come epatocancerogena per l’uomo.
Analoga tossicità presenta un suo metabolita idrossilato, l’aflatossina M1 , che è
stato ritrovato nel latte ottenuto da mucche che hanno consumato foraggio
contaminato.
Oltre alla elevata tossicità, queste sostanze risultano pericolose in quanto
termostabili, quindi non vengono eliminate con i trattamenti termici.
5
L’aflatossina M1è un metabolita, piuttosto stabile al calore, della aflatossina B1. Per questo motivo si
può rinvenire nel latte pastorizzato. Una analisi rapida per la sua determinazione è il Test ELISA
INCUBAZIONE
MICROPIASTRA
Si ripete questa operazione
in doppio per ciascun
campione e, nella stessa
piastra, si caricano varie
soluzioni
standard
di
aflatossina a concentrazioni
note.
Dal latte centrifugato
si prelevano 100 µL
di siero e si pongono
in un pozzetto
LAVAGGI
Si aggiunge un enzima
(perossidasi) coniugato con
l’aflatossina M1; grazie
all’M1 esso si va a legare
agli anticorpi non occupati
dalle aflatossine presenti nei
campioni.
96 pozzetti rivestiti di anticorpi anti-M1
Aggiunta di SOLUZIONE STOP
(contenente acido solforico) che
provoca il viraggio dal blu al giallo
SPETTROFOTOMETRO
PASTORIZZAZIONE
SISTEMA UHT
STERILIZZAZIONE
71,7 °C 15 sec
135 °C 1 sec
120 °C 15-20 min
LAVAGGI
La perossidasi converte il
cromogeno in un prodotto
blu; di conseguenza i
pozzetti con colorazione blu
più
intensa
contengono
campioni
con
poca
aflatossina M1.
Si aggiunge una soluzione di
tetrametilbenzidina
(cromogeno) e perossido di
urea (substrato)
Lettura della piastra a λ 450 nm
INCUBAZIONE
ESSENDO LA PEROSSIDASI UN ENZIMA PIUTTOSTO STABILE AL CALORE,
QUESTO TEST SERVE A CONTROLLARE SE, IN UN LATTE FOSFATASI
NEGATIVO, IL TRATTAMENTO TERMICO E’ STATO MODERATO.
SERVE A CONTROLLARE SE IL LATTE HA SUBITO O MENO UNA CORRETTA
PASTORIZZAZIONE O TRATTAMENTO TERMICO SUPERIORE. QUESTO ENZIMA
VIENE INATTIVATO ALLE TEMPERATURE DI PASTORIZZAZIONE
FOSFATO
SODICO
REATTIVO
OSSIDATO
REATTIVO
FENILFOSFATO
BISODICO
COLORAZIONE
AZZURRA
PEROSSIDASI
FENOLO
FOSFATASI ALCALINA
REATTIVO
DALL’ INTENSITA’ DELLA VARIAZIONE DELLA COLORAZIONE DEL REATTIVO
OSSIDATO SI RISALE ALLA CONCENTRAZIONE DELL’ ENZIMA ATTIVO, LA CUI
PRESENZA E’ INDICE DI UN TRATTAMENTO TERMICO MODERATO
2,6-DIBROMOCHINONCLORIMMIDE
LA COMPARSA DELLA COLORAZIONE AZZURRA INDICA LA PRESENZA DELL’ ENZIMA
ATTIVO, ED E’ QUINDI INDICE DI UN TRATTAMENTO TERMICO NON CORRETTO
METODO KJELDAHAL
2-3 g di latte +
Acido solforico
RISCALDAMENTO
Mineralizzazione
completa della
sostanza organica
ANCHE QUESTA ANALISI SERVE A
VERIFICARE L’ENTITA’ DEL TRATTAMENTO
TERMICO SUBITO DAL LATTE IN QUANTO
MAN MANO CHE AUMENTA LA
TEMPERATURA ED IL TEMPO DI
TRATTAMENTO, UNA QUOTA SEMPRE
MAGGIORE DI SIEROPROTEINE
COAGULA
Tutto l’azoto
presente si ritrova
sotto forma di
SOLFATO DI
AMMONIO
Aggiunta di una
base forte (NaOH)
LA QUANTITA’ DI AZOTO OTTENUTA,
MOLTIPLICATA PER UN FATTORE DI
Titolazione della
CONVERSIONE CARATTERISTICO,
AMMONIACA
FORNISCE IL CONTENUTO IN PROTEINE
Liberazione di
AMMONIACA
L’AMMONIACA
viene distillata in
corrente di azoto
E’ la principale causa di modificazioni chimiche negli alimenti;
deriva dalla reazione dei gruppi amminici delle proteine con gli
zuccheri riducenti. All’interno delle proteine alimentari,
l’amminoacido più suscettibile alla reazione di Maillard è la
lisina, e le lisine che hanno subito una reazione con uno zucchero
riducente vengono definite “bloccate”.
Vd.testo sotto
6
IL BURRO E’ UN PRODOTTO CHE SI OTTIENE DALLA CREMA DI LATTE
PER SEPARAZIONE DAL SIERO DELLA FRAZIONE LIPIDICA E PER
AGGREGAZIONE DI QUEST’ ULTIMA ATTRAVERSO IL PROCESSO DI
BURRIFICAZIONE.
COMPOSIZIONE CHIMICA:
materia grassa
acqua
caseina e lattosio
ceneri
82-85%
14-17%
1-1,5%
0,2%
Per quanto riguarda la materia grassa, il minimo legale è dell’ 82%
Valutare i CARATTERI ORGANOLETTICI e lo STATO di CONSERVAZIONE
del prodotto
Determinare il contenuto di MATERIA GRASSA e degli altri cosituenti per
accertare la rispondenza ai limiti di legge
Stabilire la natura del grasso in modo da accertare la genuinità del prodotto,
che può essere adulterato con l’aggiunta di grassi di minor valore economico,
commerciale e bionutrizionale
Ricercare eventuali sostanze estranee o comunque non consentite
3-5 g di burro vengono posti in una capsula precedentemente tarata
Il campione di burro (circa 10 g)
viene essiccato e disidratato su
sodio solfato anidro
Si lascia la capsula in un termostato a 100-105 °C per 2-3 ore
Il campione, ormai privo di acqua, viene pesato e si determina la
quantità di acqua evaporata per sottrazione dei pesi, iniziale e finale.
Si effettua mediante la GASCROMATOGRAFIA degli esteri metilici degli acidi
grassi, che si preparano aggiungendo al campione di burro, precedentemente
disidratato, un reattivo metilante.
Il grasso viene estratto dal
campione con etere etilico in un
apparecchio
distillatore
(Soxhlet) per almeno 10 ore
Alla fine si pesa l’estratto
raccolto nel palloncino tarato
previa
evaporazione
del
solvente
Le principali considerazioni si basano non tanto sulla composizione percentuale
completa di tutti gli acidi grassi, quanto piuttosto sul valore di alcuni rapporti
caratteristici. Un burro viene considerato regolamentare quando:
1) il contenuto in acido butirrico è circa uguale alla somma degli acidi capronico e
caprilico (tra 0,7 ed 1,7; il valore più frequente è però circa 1)
C4
C6 + C 8
= 0,7-1,7
2) il contenuto di acido laurico è leggermente superiore a quello del caprinico
C12
= 1-1,3
C10
3) il contenuto di acido miristico è almeno tre volte (circa) maggiore del laurico
C14
> 2,8
C12
4) il contenuto di acido oleico è almeno il doppio dello stearico
=
C18
C18
> 2
7
