Presso il laboratorio di microbiologia dell'Istituto di produzioni e preparazioni alimentari di Foggia, in collaborazione con gli stabilimenti della Cordisco di San Paolo di Civitate (FG), nel periodo tra aprile e dicembre dell'anno 2000 è stata svolta l'attività sperimentale di questa tesi.
Tale tesi aveva tre obiettivi da perseguire:
1) L'obiettivo principale di questo lavoro era quello di progettare un sistema di lavorazione per produrre formaggi in miniatura, ovvero delle dimensioni di circa 10cm x 6cm e del peso di 100g circa. (foto allegata)

Bisognava tuttavia appurare che tali"mini-cheeses" avessero le stesse caratteristiche, in termini di pH, contenuto proteico, sostanza grassa, aw, concentrazione di NaCl e contenuto di umidità, degli stessi formaggi, prodotti però su scala industriale.
Una volta appurata la corrispondenza di tali caratteristiche chimico-fisiche tra i mini-cheeses e i formaggi tradizionali, si sarebbe potuto procedere alla standardizzazione di tale sistema di produzione, rendendo quindi possibile qualsiasi tipo di sperimentazione scientifica su formaggi di dimensioni ridotte, con evidente risparmio di materia prima, di tempo e quindi con enormi vantaggi dal punto di vista economico.

Il sistema modello per la produzione di questi mini-cheeses è di seguito riportato:

Si può notare come le differenze tra tale modello ed una lavorazione tradizionale non sono molte, in particolare sono differenti le concentrazioni degli starter inoculati, la quantità di caglio utilizzata, la durata e la temperatura di stufatura e, chiaramente, le dimensioni delle forme utilizzate. Viste, inoltre, le ridotte dimensioni dei formaggi, poteva presentasi un problema di vigoroso sviluppo di muffe, cosicchè si è ritenuto opportuno effettuare, ogni cinque giorni, un trattamento antifungino utilizzando la pimaricina.

Sono state quindi effettuate le analisi chimico-fisiche per valutare la corrispondenza di alcune caratteristiche dei mini-formaggi così prodotti, con i formaggi di dimensioni standard, e si sono ottenuti i seguenti risultati:

CARATTERISTICHE PRINCIPALI MINI-CHESSES:

- CONTENUTO PROTEICO: 34%;
- SOSTANZA GRASSA: 40%;
- CONTENUTO DI UMIDITÀ: 32%;
- ATTIVITÀ DELL'ACQUA: 0,93;
- CONCENTRAZIONE NaCl: 6,2%;
- pH: 4,2-4,8.

Tali valori sono effettivamente molto simili a quelli che si ottengono dalle analisi di formaggi di dimensioni standard, vi è solo una differenza di sei punti percentuali per quanto riguarda il contenuto di umidità (38% circa nelle forme tradizionali), tuttavia tale differenza si può ritenere trascurabile in quanto dipendente dalla maggiore perdita di acqua per evaporazione che si ha diminuendo progressivamente le dimensioni dei formaggi.
Per quanto riguarda il primo obiettivo di questa tesi, si è quindi giunti alla seguente conclusione:
IL SISTEMA MODELLO SVILUPPATO IN QUESTO STUDIO PER LA PRODUZIONE DI MINI-CHESSES, È RISULTATO SEMPLICE E MOLTO SIMILE, IN TERMINI DI CARATTERISTICHE COMPOSITIVE (PROTEINE, GRASSO, SALE, pH, UMIDITÀ, aw) A QUELLO TRADIZIONALMENTE PRODOTTO NELLE INDUSTRIE LATTIERO-CASEARIE. QUESTO SISTEMA CONSENTE, DUNQUE, DI EFFETTUARE NUMEROSE VALUTAZIONI CON UN EVIDENTE RISPARMIO DI TEMPO ED ECONOMICO.
2) Il secondo obiettivo di questa tesi era quello di effettuare uno screening di sedici ceppi di batteri lattici non-starter per selezionare quelli potenzialmente più efficaci nel determinare una abbreviazione dei tempi di maturazione. La maturazione dei formaggi consiste di un complesso di reazioni di glicolisi, lipolisi e proteolisi, effettuate dagli enzimi endogeni del latte, dal caglio (chimosina) e dagli enzimi prodotti dai microrganismi starter e non-starter, che conferiscono ad ogni formaggio le proprie caratteristiche organolettiche, il proprio aroma, flavour ecc. Ottenendo una abbreviazione di tali tempi di maturazione sono evidenti i vantaggi che si hanno dal punto di vista economico, potendo immettere prima i prodotti sul mercato.
I batteri lattici non starter (NSLAB) costituiscono la popolazione microbica capace di utilizzare i substrati disponibili nelle condizioni restrittive tipiche in un formaggio (pH 4,9-5,3; umidità inferiore al 40%; NaCl in concentrazione variabile tra il 4,5% e il 5,5%) e ad una temperatura di maturazione variabile a seconda del tipo di formaggio (da 5°C a 18°C).
Questi possono essere dei contaminanti già presenti nel latte utilizzato per la lavorazione, oppure introdursi durante la varie fasi di produzione.

È stato quindi effettuato lo screening dei seguenti sedici ceppi di NSLAB, ciascuno dei quali è stato fatto sviluppare in MRS broth (o MRS broth modificato per alcuni) fino a raggiungere una concentrazione di 108-109 ufc/ml, i ceppi sono stati quindi inoculati ciascuno ai circa tre litri di latte utilizzati ad ogni specifica lavorazione di mini-cheeses:

Lactobacillus sanfranciscensis 57
Lb. plantarum 20B
Lb. brevis AM8
Lb. casei ssp. casei 2763
Lb. casei ssp. pseudoplantarum 2742
Lb. paracasei 3970
Lb. alimentarius O8
Lb. fermentum CC5
Lb. farciminis I2
Weissella confusa 10XF1
Lb. reuteri DSM20016
Lb. rhamnosus 15H3
Lb. hilgardii 51B
Lb. fructivorans DD3
Lb. pentosus ATCC 8041
Lb. curvatuus 2770

3) Il terzo obiettivo di questa tesi era la valutazione della possibilità di ridurre il tempo di maturazione del formaggio "Canestrato Pugliese" mediante l'impiego di alcuni "starter aggiunti", appartenenti al gruppo dei batteri lattici non-starter (NSLAB).
Si è utilizzato il formaggio a D.O.P. Canestrato Pugliese in quanto non vi erano precedenti studi di questo tipo su tale tipologia di formaggio, mentre esistono studi simili effettuati su formaggi quali il Grana ed il Pecorino Umbro.

Per valutare la possibilità di accelerare la maturazione di questi formaggi si sono effettuate le seguenti analisi a 0, 20, 40, 60 giorni di maturazione:

ANALISI MICROBIOLOGICHE

RICERCA DI:

-BATTERI MESOFILI AEROBI TOTALI
-STAFILOCOCCHI TOTALI
-ENTEROCOCCHI
-LATTOBACILLI MESOFILI
-LATTOBACILLI TERMOFILI
-STREPTOCOCCHI TERMOFILI
-LIEVITI E MUFFE

ANALISI CHIMICO FISICHE

-DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO DI UMIDITÀ
-DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO DI SALE
-DETERMINAZIONE DELL'ATTIVITÀ DELL'ACQUA (aw)
-DETERMINAZIONE DEL pH
-DETERMINAZIONE DELLA SOSTANZA GRASSA
-DETERMINAZIONE DELLE SOSTANZE AZOTATE
-DETERMINAZIONE DEGLI AMMINOACIDI LIBERI

ANALISI ELETTROFORETICHE

UREA PAGE ELETTROFORESI

Per quanto riguarda le analisi microbiologiche si notano delle evoluzioni delle concentrazioni delle varie specie microbiche che non differiscono significativamente per i vari ceppi di NSLAB inoculati. Le uniche differenze si notano per le evoluzioni delle concentrazioni cellulari degli enterococchi:

- Concentrazione cellulare (Log UFC/g) degli enterococchi durante la maturazione dei mini-formaggi Canestrato Pugliese.

a, b, c I valori riportati nelle righe con superscritte simili non differiscono (P<0,05).

* Il ceppo indicato rappresenta il batterio lattico non starter (NSLAB) aggiunto al formaggio.

Alcuni ceppi di NSLAB inoculati, in particolare il Lb. casei ssp. casei 2763, la Weissella confusa 10XF1, il Lb. fructivorans DD3 ed il Lb. farciminis I2, sembrano stimolare lo sviluppo degli enterococchi, portando, già a venti giorni di maturazione, la concentrazione di tale gruppo microbico a valori di circa 8 Log UFC/g.

Nonostante il trattamento antifungino effettuato con pimaricina, si è presentato un buon sviluppo di muffe su tutti i formaggi prodotti, tale sviluppo si presentava però più blando sui formaggi prodotti con l’inoculo iniziale di Lb. plantarum 20B, questo, presumibilmente, perché tale ceppo di NSLAB può produrre sostanze a testata attività antifungina come l’acido fenil-lattico e l’acido idrossi-fenil-lattico.

Esaminiamo ora l’evoluzione delle concentrazioni delle frazioni azotate solubili, durante la maturazione dei mini-formaggi Canestrato Pugliese:

Evoluzione delle concentrazioni delle frazioni azotate solubili, durante la maturazione dei mini-formaggi Canestrato Pugliese (%).