Nel latte le caseine si trovano sottoforma di micelle, particelle lipoproteiche con tendenza ad unirsi e coagulare; in condizioni standard ciò non avviene per due motivi, il primo risiede nella loro carica elettrica, che a pH naturale risulta negativa (particelle cariche negativamente si respingono); il secondo alla presenza del peptide colloidalprotettore nella parte C-terminale della K-caseina. La mancanza di uno o di entrambi i fattori determina la coalescenza di queste particelle e quindi la coagulazione proteica.
COAGULAZIONE ACIDA
Gli starter microbici fermentano il lattosio ad acido lattico, con conseguente diminuzione del pH; quando questo raggiunge il valore di 4,6 le micelle perdono la loro carica negativa e diventano neutre; a questo punto, persa la repulsione elettrica, iniziano a coagulare. Durante questo processo vengono espulsi ioni Ca2+ (che si trovano per 2/3 all'interno delle micelle caseiniche), che si legano all'acido lattico, salificando e formando lattato di calcio. La caseina, che si trova nelle micelle come fosfocaseinato di calcio, perde il calcio e diventa fosfocaseinato acido, caratterizzato da una consistenza particolare che permette la formazione di una cagliata di consistenza gelatinosa.
Il coagulo che si forma in seguito ad acidificazione è più lasso e morbido rispetto a quello ottenuto dal trattamento con enzimi; per questo motivo la coagulazione acida viene utilizzata solamente nella produzione di formaggi freschi e molli, che si caratterizzano per ill sapore acido e devono essere consumati nel giro di pochi giorni (come i fiocchi di latte).
COAGULAZIONE PRESAMICA
Per tutti i formaggi, ad eccezione di quelli freschi e molli, si utilizza la coagulazione presamica. Il presame, o caglio, viene aggiunto al latte ad una temperatura di 30-37°C, rispettivamente per formaggi a pasta molle o a pasta dura; si tratta di un prodotto ricco di enzimi proteolitici, che determinano il distacco della parte C-terminale della K-caseina, conferendo alle micelle la capacità di coagulare tra loro.
Il presame o caglio si ottiene dal quarto stomaco (abomaso) di ruminanti non svezzati (vitelli, agnelli, capretti); al suo interno troviamo tutti gli enzimi necessari alla digestione del latte ed in modo particolare CHIMOSINA (O RENNINA) e PEPSINA, i quali agiscono direttamente sulle catene proteiche. Lo stomaco di animali adulti non può essere utilizzato proprio perché questi sono privi di lattasi e di altri enzimi necessari alla digestione del'alimento.
Il presame o caglio tradizionale si ottiene per macerazione di frammenti di abomaso
essiccati o conservati in salamoia al 10% di NaCl (che facilita l'estrazione degli enzimi), addizionati di antisettici
per 10-12 ore a 20°C e a pH 4. Il succo, viene quindi filtrato, chiarificato ed essiccato.
Esistono in commercio anche surrogati del caglio, estratti di origine
microbica, e soprattutto chimosina ricombinante. I cagli commerciali
vengono tutti standardizzati e portati a titolo fisso: il titolo di caglio è la quantità
di latte coagulata da 1 cc di caglio in 40 minuti a 37°C; si tratta quindi di un parametro estremamente importante per i caseifici.
Durante la coagulazione presamica la rennina va ad idrolizzare la K-caseina in un punto ben preciso, localizzato tra gli amminoacidi 105 (fenilalanina) e 106 (metionina). Tagliando in questa posizione viene perso il peptide colloidal protettore, che rappresenta la parte C-terminale della proteina che, essendo glicosilata, aumenta l'idrofilia della micella; perdendo questo peptide si riduce l'idrofilia e le micelle caseiniche acquistano una maggior tendenza all'aggregazione. Dopo il distacco del peptide C-terminale la caseina si trasforma in para-caseina, che in presenza degli ioni calcio contenuti nella micella diventa Paracaseinato bicalcico, formando un reticolo tridimensionale (gel) più rigido rispetto a quello visto per la coagulazione acida, e quindi in grado di trattenere una maggiore quantità di lattosio e sali minerali nei globuli lipidici. Questo gel è talmente forte che nel tempo tende a contrarsi e ad espellere il siero. Mentre durante la coagulazione acida avviene una pronta espulsione del calcio, in questa fase della coagulazione presamica il calcio rimane legato alle caseine.
La formazione della cagliata dipende da moltissimi fattori, che devono essere attentamente controllati per ottenere il formaggio:
- concentrazione e titolo del caglio
- temperatura: sotto i 10 °C e sopra i 65 °C le caseine non precipitano; in genere la loro tendenza a cagliare è massima tra i 20 ed i 40 °C.
- pH: sopra pH 7 il latte non coagula, poiché le cariche delle caseine sono troppo forti per consentire l'avvicinamento delle micelle caseiniche
- concentrazione di ioni Ca++
- dimensione delle micelle
- conservazione del latte: se è mantenuto per più di 2 giorni a +4 °C non coagula.
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