Interessi e studi sui cristalli dei formaggi
L’interesse scientifico per i cristalli di formaggio risale a più di un secolo fa, e oggi non sono solo una caratteristica tipica di alcuni formaggi lungamente stagionati, come i “granellini” che danno il nome ai formaggi grana italiani dal Parmigiano-Reggiano al Grana Padano e al Trentingrana, o una curiosità. Come rilevano Paul Kindstedt e Patrick Polowsky (2021), dal 1970 l’interesse del settore caseario e dei tecnici per i cristalli del formaggio è cresciuto perché i cambiamenti nelle tecnologie produttive hanno causato l’aumento della presenza di cristalli nei formaggi commercializzati. Inoltre, lo sviluppo delle tecnologie analitiche e di studio dei cristalli ha dato origine a molte pubblicazioni, identificando nuove specie cristalline, chiarendo le loro origini e i fattori causali, e comprendendo meglio i loro contributi alla consistenza dei formaggi.
Cristalli dei formaggi e giudizi dei consumatori
Nei formaggi si trova una gran quantità di cristalli a base organica e inorganica. Alcuni si formano di preferenza sulla superficie di formaggi senza crosta, altri nelle aperture irregolari o negli occhi sferici all’interno di alcuni formaggi, e altri ancora sono incorporati nella matrice del formaggio stesso. I cristalli possono influenzare la consistenza del formaggio, come diretta conseguenza della loro abbondanza, dimensione, forma e durezza o come risultato indiretto degli eventi fisico-chimici che hanno portato alla loro formazione. La reazione dei consumatori all’aumento dei cristalli nei formaggi è stata, ed è ancora, duplice. Ad esempio, i cristalli superficiali di lattato di calcio pentaidrato su alcuni formaggi, come il Cheddar, sono visti negativamente dai consumatori e sono confusi con la crescita di una muffa, e quindi con un’alterazione del prodotto. Questo atteggiamento dei consumatori ha suscitato preoccupazione per l’industria che ha sviluppato ricerche per determinare le cause della formazione di questi cristalli per sviluppare strategie per limitarne o prevenirne la formazione. Allo stesso tempo altre forme di cristallizzazione, come quelle dei formaggi grana italiani, sono state sempre più viste come caratteristiche positive di prodotti artigianali e tradizionali. Oggi sono i casari artigianali tradizionali che forse hanno il maggiore interesse a conoscere meglio i cristalli dei loro formaggi, sui quali vi sono anche storie che si intrecciano intorno alla loro identità, creando unicità e permettendo narrazioni coinvolgenti che catturano l’immaginazione dei consumatori, aggiungendo valore al loro formaggio e migliorandone il godimento da parte dei consumatori.
Cristalli dei formaggi e studi ai raggi X
Molti sono i tipi di cristalli che si formano nei formaggi. I più importanti sono quelli di calcio lattato pentaidrato (CLP), tirosina, cisteina, fosfato di calcio e probabilmente leucina, che possono essere identificati e studiati soprattutto con la tecnica scientifica della diffrazione a raggi X (XRD) (Tansman G. F., Kindstedt P. S., Hughes J. M. 2015). Nello studio dei cristalli dei formaggi sono anche usati metodi indiretti come analisi chimiche o microscopia accoppiati con colorazione differenziale e microanalisi a raggi X per identificare presunte specie cristalline. Gli approcci indiretti possono fornire un’utile identificazione presuntiva delle specie cristalline, ma solo XRD fornisce risultati diretti e definitivi, perché il modello XRD di un cristallo specifico è determinato dalla sua disposizione atomica tridimensionale, che è unica per quel cristallo e quindi analoga a un’impronta digitale. Il modello XRD di una specie sconosciuta può essere paragonato a quelli dei cristalli noti e una corrispondenza perfetta con uno dei modelli noti fornisce un’identificazione definitiva. Oggi, un database di oltre 250.000 modelli XRD noti è accessibile attraverso l’International Centre for Diffraction Data (ICDD). In questo modo è anche possibile identificare le due diverse forme enantiomeriche di calcio lattato pentaidrato, e quindi conoscere i fattori che governano la cristallizzazione nel formaggio e i ruoli dei cristalli nel determinare il carattere e la qualità del prodotto.
Cristalli dei formaggi grana tipo Parmigiano-Reggiano
I formaggi di tipo Grana come il Parmigiano-Reggiano quando sono aperti hanno superfici interne ruvide e irregolari e, se sono tagliati con superfici molto lisce, mostrano eterogeneità con piccoli cristalli bianchi e piccole parti rotondeggianti che appaiono come cerchi bianchi pallidi contro la matrice di formaggio più scura. In Italia, e sulla base di analisi del contenuto di aminoacidi, nel Parmigiano-Reggiano (Bottazzi et al. 1982) e Grana Padano (Bianchi et al. 1974) queste formazioni sono state identificate come cristalli di tirosina. Mancavano studi di conferma delle identità cristalline di tali elementi, ma le ricerche di Tansman e collaboratori (2015) su formaggi grana americani confermano che si tratta di cristalli di tirosina, con dimensioni che aumentano con la stagionatura e l’invecchiamento del formaggio, in misura non lineare e man mano che i granuli aumentano di diametro. Le analisi dei granuli indicano anche un alto contenuto di grassi (28%), e quindi che la cristallizzazione della tirosina si accompagna a un accumulo di globuli di grasso man mano che i granuli aumentano di diametro. Le macchie bianche del formaggio Grana Padana stagionato per diciotto e venticinque mesi rispettivamente contengono circa il 9,9% e il 7,7% di leucina (Bianchi et al. 1974), e livelli di questo aminoacido così elevati suggeriscono un possibile ruolo strutturale della leucina cristallina nelle macchie di Grana Padano. Anche se in altre ricerche la leucina è presente solo nella percentuale dell‘1,0% degli amminoacidi liberi si può ipotizzare che nei granuli in questione vi possano essere anche cristalli di leucina e che gli stessi cristalli possono anche verificarsi sulla superficie dei formaggi quando sono presenti le giuste condizioni (Tansman e collaboratori, 2015).
Molti cristalli nei formaggi
Nei formaggi stagionati grana italiani (Parmigiano-Reggiano e Grana Padano) e americani sono presenti cristalli di tirosina e presumibilmente di leucina. In altri formaggi (Gouda e Cheddar) sono presenti grandi cristalli di lattato di calcio pentaidrato destrogiro e levogiro sia nella pasta che sulla superficie della crosta esterna. I moderni sistemi di analisi sono una via di ricerca sulle implicazioni struttura-funzione dei fenomeni di cristallizzazione, come il ruolo dei cristalli di leucina nella formazione e nella crescita dei granuli nei formaggi Parmigiano-Reggiano e Gouda, e il possibile ruolo dei cristalli superficiali nell’ammorbidimento zonale dei formaggi stagionati a superficie molle.
Autori citati
Bianchi A., Beretta G., Caserio G., Giolitti G. – Amino acid composition of granules and spots in Grana Padano cheeses – J Dairy Sci., 57, 504 – 1508, 1974
Bottazzi V., Battistotto B., Bianchi F. – The microscopic crystalline inclusions in Grana cheese and their x-ray microanalysis – Milchwissenschaft Milk Sci Internat – 37 (10), 577 – 580, 1982
Bottazzi V., Lucchini F., Rebecchi A., Scolari G. L. – I cristalli del formaggio grana –Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia. 4 (1), 7 – 14, 1994
Kindstedt P. S., Polowsky P. S. – Crystals in cheese: More than a curiosity – J Dairy Sci, 104 (2), 1233-1250, 2021
Tansman G. F., Kindstedt P. S., Hughes J. M. – Crystal fingerprinting: elucidating the crystals of Cheddar, Parmigiano-Reggiano, Gouda, and soft washed-rind cheeses using powder x-ray diffractometry – Dairy Sci Technol. 95, 65
Giovanni Ballarini, dal 1953 al 2003 è stato professore dell’Università degli Studi di Parma, nella quale è Professore Emerito. Dottor Honoris Causa dell’Università d’Atene (1996), Medaglia d’oro ai Benemeriti della Scuola, della Cultura e dell’Arte del Ministero della Pubblica Istruzione della Repubblica Italiana, è stato insignito dell’Orde du Mérite Agricole della Repubblica Francese. Premio Scanno – Università di Teramo per l’Alimentazione nel 2005, Premio Giovanni Rebora 2014, Premio Baldassarre Molossi Bancarella della Cucina 2014, Grand Prix de la Culture Gastronomique 2016 dell’Académie Internationale de la Gastronomie.
Da solo e in collaborazione con numerosi allievi, diversi dei quali ricoprono cattedre universitarie, ha svolto un’intensa ricerca scientifica in numerosi campi, raggiungendo importanti e originali risultati, documentati da oltre novecento pubblicazioni e diversi libri.
Da trenta anni la sua ricerca è indirizzata alla storia, antropologia e in particolare all’antropologia alimentare e anche con lo pseudonimo di John B. Dancer, ha pubblicato oltre quattrocento articoli e cinquanta libri, svolgendo un’intensa attività di divulgazione, collaborando con riviste italiane, quotidiani nazionali e partecipando a trasmissioni televisive. Socio di numerose Accademie Scientifiche è Presidente Onorario dell’Accademia Italiana della Cucina e già Vicepresidente della Académie Internationale de la Gastronomie.
