Seminario Dairy DuPont Nutrition & Healt - 28 settembre ... · Senza Lisozima Con Lisozima N. casi...

Eterofermentanti nella filiera del Grana

Gian Antonio Zapparoli – Rete Carpaneta (MN)1

Seminario Dairy DuPont Nutrition & Healt - 28 settembre 2017

Cosa sono gli eterofermentanti?


2

Gian Antonio Zapparoli

Batteri lattici

producono

omofermentanti: >90% acido lattico. Streptococchi etero facoltativi: >85% acido lattico

(lattato, ac. acetico, alcool etilico)

Lattobacilli eterofermentanti: circa 50% acido lattico, CO2 , acido acetico, alcool etilico.


3


4

Batteri lattici di interesse caseario

Genere Lactobacillus si divide in 3 gruppi: -lattobacilli omofermentanti � L. bulgaricus ☺ 40-50°C

� L. lactis ☺ 40-50°C

� L. acidophilus ☺ 40-50°C

� L. helveticus ☺ 40-50°C -lattobacilli eterofermentanti facoltativi � L. plantarum ☺ 37°C

� L. casei ☺ 37°C -lattobacilli eterofermentanti � L. brevis ☺ 37°C

� L. fermentum ☺ 37°C



5

Altre caratteristiche:

Gram+, immobili, asporigeni, anaerobi (facoltativi o aerotolleranti),pH ottimale di crescita 5,7 ± 0,2

(simili ai lattici omofermentanti)


OrigineEterofermentanti nella filiera del Grana

6


Dai foraggi, in particolare se insilati,

dall’ambiente, dalla mungitura, dalla mammella,

dagli operatori, dai recipienti, ecc. e trovano nel

latte il terreno ideale per il loro sviluppo,

moltiplicandosi rapidamente.

7


PERCENTUALI L. ETEROFERMENTANTI IN SIERI-INNESTO D A GRANA

n° caseificio alimentaz. lattici (A.S.) eteroferm. etero ferm.tipo ufc x ml MPN x ml %

1 L ins. mais 912.000.000 46.000 0,00502 L " 220.000.000 9.300 0,00423 L " 403.000.000 15.000 0,0037

media 511.666.667 23.433 0,0043

1 P ins. mais 520.000.000 4.600 0,00092 P " 340.000.000 2.400 0,00073 P " 421.000.000 2.100 0,00054 P " 212.000.000 4.600 0,00225 P " 220.000.000 4.600 0,00216 P " 240.000.000 290 0,00017 P " 704.000.000 11.000 0,00168 P " 144.000.000 11.000 0,00769 P " 920.000.000 46.000 0,0050

media 413.444.444 9.621 0,0023

1 S no ins. 142.000.000 430 0,00032 S " 243.000.000 36 0,00003 S " 418.000.000 430 0,00014 S " 944.000.000 30 0,00005 S " 250.000.000 270 0,00016 S " 11.000.000 30 0,00037 S " 50.000.000 92 0,0002

media 294.000.000 188 0,0001

1 I ins. mais sp. 138.000.000 240 0,00022 I " 280.000.000 430 0,00023 I " 715.000.000 930 0,00014 I " 325.000.000 1.100 0,00035 I " 456.000.000 2.400 0,00056 I " 600.000.000 2.400 0,00047 I " 715.000.000 2.400 0,00038 I " 400.000.000 30 0,00009 I " 600.000.000 950 0,0002

media 469.888.889 1.209 0,0003

casi

Percentuali di

eterofermentanti

in sieri-innesti da

Grana

8


9

Ins. maissperim.

Ins. mais MN

Ins. mais CR

No insilato

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

1

300

4300

2300

100

SIERO-INNESTO: ETEROFERMENTANTI / 100.000.000 LATTICI TOTALI


L

P

Effetti caseari


10


Fermentazione da eterolattici - forma stagionata

Foto Gian Antonio Zapparoli

11

Fermentazione da eterolattici - forma fuori sale


12

Fermentazione da eterolattici - forma di 4 mesi


13

Fermentazione da eterolattici - forma di 9 mesi

Foto Gian Antonio Zapparoli14

alterazioni organolettiche

Fermentazione tardiva da eterolattici


15

Flora lattica primaria dal siero-innesto

Tempo di stagionatura mesi

N°

latti

ci v

ivi

Flora lattica secondaria dal latte

180 126 24

Andamento flora lattica in formaggio grana

cross over

Flora lattica eterofermentante


17

Formaggi con difetto, all’analisi LH-PCR (Length Heterogeneity-

Polimerase Chain Reaction), hanno evidenziato la presenza di:

•L.fermentum

•L.brevis

•L.bifermentans


**

*

(1)(2)

(2)

(1)

**

*

(1)(2)

(2)

(1)


A) Strategie per il controllo degli eterofermentanti presso la stalla


18


• Qualità, quantità e tipo di insilati impiegati.

• Desilamento dopo almeno 90 giorni.

• Igiene di mungitura.

• Tipologia e gestione della lettiera.


19


A) Strategie per il controllo degli eterofermentanti presso la stalla

20

L H L H L H L H L H L H

22 17 22 17 22 28 22 28 24 26 24 26

n. forme100

L1

n. 50

L0

n. 50

L1 L0

n. 50 n. 50

L1 L0

n. forme 78

n. 39 n. 39

n. forme 100

2° PERIODO (L-FS)1° PERIODO (S-STD) 3° PERIODO (S-INN)

Schema complessivo e n° forme prodotte

• 278 forme totali• 139 L1 (con lisozima)• 139 L0 (senza Lisozima)• 136 L (g/c basso)• 142 H (g/c alto)


Dal progetto GP Lfree - Produzione di Grana Padano se nza Lisozima

21

Risultati caseariEterofermentanti nelle feci - MPN/g

TesiSilomais-STD

38-40 % s.s.

Loiessa -FS

63-64 % s.s.

Silomais-INN.

43-44 % s.s.

Periodo05-06-12

13-07-12

6-11-12

30-11-12

11-02-13

08-03-13

Sett. 1 10.500 220.000 541.000

Sett. 2 8.770 1.476.667 2.531.667

Sett. 3 385.837 3.073.333 4.835.000

Sett. 4 11.383 2.315.000 8.821.667

Sett .5 3.006

Sett. 6 23.867

MEDIA 73.894 1.771.250 4.182.333

% forme con difetto

NO Lis. 5,1 8,0 44,0

SI Lis 7,7 12,0 56,0Gian Antonio Zapparoli

22

Risultati caseari

TesiSenza Lisozima Con Lisozima

N. casi % N. casi %

Silomais Standard2/39 5,1 3/39 7,7

Loiessa Fieno Silo 4/50 8,0 6/50 12,0

Silomais Innovativo22/50 44,0 28/50 56,0


Difetto di micro-occhiatura (da eterofermentanti)

23

…il terzo modulo con insilato innovativo al 43-44% s.s., ammassato in una nuova trincea di dimensioni più contenute (8.5 m), con desilamenti di 1.8-1.9 t/d ed avanzamenti del fronte di taglio di circa 16 cm/d, avrebbe dovuto dare i migliori risultati microbiologici assoluti nella filiera insilato-latte-formaggio; invece, molto probabilmente per la scarsità di zuccheri solubili in rapporto all’umidità di stocchi, foglie e brattee, si è verificata una fermentazione lattica “anomala” e/o una degradazione aerobica, evidenziata in parte dall’innalzamento della T° dell’insilato consumato, per altro a fine inverno. Questo insilato ha caratterizzato la filiera non tanto per lo sviluppo dei clostridi, quanto per quello dei lattici eterofermentanti.


24

Figura 1. Cariche di lieviti (log ufc/g), sul fronte del silo (G. Borreani)

Figura 2. pH sul fronte del silo (G. Borreani)

B) Strategie per il controllo degli eterofermentanti presso il caseificio


25


1. Corrette modalità di affioramento.

2. Igiene e sanitizzazione giornaliera degli impianti latte.

3. Appropriate curve di fermentazione per il siero-innesto.

4. Fermentiere con raffreddamento finale ad acqua gelida.

5. Controllo dello sviluppo dell’acidità finale dell’innesto.

6. Sanificazione giornaliera delle fermentiere.

7. Corretta discesa del pH delle cagliate nelle prime ore.

8. Controllo degli eventuali zuccheri residui.

9. Modulazione T° finale di cottura in funzione del pHdelle cagliate.


26


B) Strategie per il controllo degli eterofermentanti presso il caseificio

1) Corrette modalità di affioramento


27


2) Igiene e sanitizzazione giornaliera degli impianti latte

(comprese le cisterne di trasporto) con soda e acido.


28


29Superficie di acciaio inox a forte ingrandimento Gian Antonio Zapparoli

30


Proteine Fosfati, carbonati

Grassi

Superficie

31

BIOFILM

I biofilm possono essere composti da una popolazione microbica sviluppatasi da una singola specie o da una comunità costituita da varie specie microbiche che possono provenire da diverse superfici biotiche.

I biofilm si compongono:per il 15% di cellule microbicheper l’85% di materiale residuale.


32

1) L’inizio della formazione del biofilm è caratterizzato dall’interazione della cellula con la superficie a contatto.

2) Una volta che la cellula ha aderito alla superficie, il biofilmcomincia a maturare con la produzione di una matrice extracellulare che generalmente contribuisce all’architettura della comunità.

biofilm a torre e a fungoGian Antonio Zapparoli


Fermentiere per siero-innesto

Siero -innesto


3) Appropriate curve di fermentazione per il siero-i nnesto.

4) Fermentiere con raffreddamento finale ad acqua g elida.

5) Controllo dello sviluppo dell’acidità finale del l’innesto.

6) Sanificazione giornaliera delle fermentiere.

34


Siero -innesto

35

10,0

12,5

15,0

17,5

20,0

22,5

25,0

27,5

30,0

32,5

35,0

37,5

40,0

42,5

45,0

47,5

50,0

52,5

55,0

09.25 10.25 11.25 12.25 13.25 14.25 15.25 16.25 17.25 18.25 19.25 20.25 21.25 22.25 23.25 00.25 01.25 02.25 03.25 04.25 05.25 06.25

o re

3,00

3,25

3,50

3,75

4,00

4,25

4,50

4,75

5,00

5,25

5,50

5,75

6,00

6,25

6,50

temperatura °C Ph

Programma di raffreddamento pilotato per la fermentazione

di siero-innesto per formaggio grana (esempio)3) - 4)


0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

20.0

21.0

22.0

23.0

24.0

25.0

26.0

27.0

28.0

29.0

30.0

31.0

32.0

33.0

34.0

35.0

36.0

37.0

1 21 41 61 81 101 121 141 161 181 201 221

MP

N e

tero

ferm

enta

nti x

ml

acid

ità °

SH

/50

n° casi

Correlazione tra eterofermentanti e acidità del sier o-innesto

36

5) Controllo dello sviluppo dell’acidità finale del l’ innesto


37Autore: Gian Antonio Zapparoli

Sfruttare la ‘‘ bio-competizione’’

38

6) Sanificazione giornaliera delle fermentiere.


a) Schiumogeni con monoprodottob) Programma standard soda/acido


39

Potenziale inquinamento del siero e delle cagliatederivante dalle tele non sanitizzate


Igiene generale del caseificio

7) Corretta discesa del pH delle cagliate nelle pri me ore


CURVA ANDAMENTO pH E FORMAZIONE ACIDO LATTICO IN FO RMAGGIO GRANA (misurazione pH a 12 cm)

5,00

5,05

5,10

5,15

5,20

5,25

5,30

5,35

5,40

5,45

5,50

5,55

5,60

5,65

5,70

5,75

5,80

5,85

5,90

5,95

6,00

6,05

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

ore

pH

ACIDO LATTICO LATTATO DI CALCIO

40


zuccheri > lattasi > GL+GA > ac.lattico > liberazione del calcio > formazione di lattato di calcio

8) Controllo degli eventuali zuccheri residui (GL e GA)


41


centro forma

42

LATTOSIO (disaccaride)

GLUCOSIO

GALATTOSIO

DOPO 24 ORE

0,02%

0,1%

tracce

1% tracce

tracce

DOPO 48 ORE DOPO 72 ORE

FORMAGGIO GRANA: ZUCCHERI RESIDUI NELLA CAGLIATA


8)

9) Modulazione T° finale di cottura in funzione del pH delle cagliate


Rapporto pH/T°cottura in formaggio Parmigiano-Reggiano

43,8

43,3

43,8

42,9

43,5

42,8

43,7

43,3

43,6

43,4 43,4

43,6

5,47

5,29

5,43

5,21

5,39

5,13

5,33

5,22

5,28

5,24 5,25

5,34

42,7

42,8

42,9

43

43,1

43,2

43,3

43,4

43,5

43,6

43,7

43,8

43,9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Caldaia N°

Tem

pera

tura

°R

4,964,985,005,025,045,065,085,105,125,145,165,185,205,225,245,265,285,305,325,345,365,385,405,425,445,465,485,50

pH

Temperatura cottura °R pH a 6,30 ore

43


44



In laboratorio


In laboratorio

CAMPIONIETEROFERMENTANTI - MPN/ml

+30°C +37°C +44°C +52°C

SIERO INNESTO N°22 7.200 11.000 30 <30

SIERO INNESTO N°27 <30 30 <30 <30

SIERO INNESTO N°52 30 92 <30 <30

SIERO INNESTO N°54 <30 30 <30 <30

SIERO INNESTO N°62 280 1.100 30 <30

MRS brodo e conteggio MPN - analisi in doppio - incub azione per 5 gg45


1,100

1,500

30 100

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1,000

1,100

1,200

1,300

1,400

1,500

1,600

+30°C +37°C +44°C +52°C

Ete

ro M

PN

/ m

l

Temperatura incubazione

Sviluppo di eterofermentanti a diverse temperature di incubazioneMRS brodo e conteggio MPN - analisi in doppio - incub azione per 5 gg

46


47

CONTROLLI ANALITICI

•Carica Batterica Totale•Coliformi•Eterofermentanti•Tamponi di superficie•Cellule per val. affioramento

MATRICI

•Latte stalla - arrivo- p.screm. - caldaia•Siero-innesto•Acqua caseificio

•Acqua di risciacquo

ISPEZIONI

•Visive•Con sonde video •Smontaggio periodico parti di impianto (es. tubazioni e scambiatori)

CONTROLLI E VERIFICHE


48

•Utilizzo preferenziale di insilato di mais al giusto stadio di maturazione

•Corrette e regolari metodiche di insilamento e desilamento

•Desilamento dopo almeno 90 giorni

•Fronte di taglio preferibilmente stretto•Eliminazione dei primi 40 cm di insilato “alto”

e dei 30-40 cm sui fianchi della trincea

•Tipologia e gestione della lettiera•Ottimizzazione delle tecniche per l’igiene di allevamento e mungitura

•Controllo igienico degli impianti di raccolta e stoccaggio del latte

•Ottimizzazione delle tecniche di affioramento e igiene degli impianti•Ottimizzazione delle caratteristiche del siero-innesto

•Ottimizzazione delle tecniche di trasformazione casearia

LIVELLO AGRONOMICO

LIVELLO ZOOTECNICO

LIVELLO CASEARIO

49

Grazie e buon lavoro a tutti!

Seminario Dairy DuPont Nutrition & Healt - 28 settembre ... · Senza Lisozima Con Lisozima N. casi...

Documents

Transcript of Seminario Dairy DuPont Nutrition & Healt - 28 settembre ... · Senza Lisozima Con Lisozima N. casi...