Il latte e i suoi derivati sono una componente indispensabile della dieta occidentale, poiché vengono consumati quotidianamente e costituiscono una fonte preziosa di macro e micro-nutrienti, inoltre, visto l’incremento di richiesta di cibi sani, stanno prendendo piede le frontiere del latte fortificato con calcio e vitamina e di latte delattosato ma, oltre al crescente interesse per prodotti con un certo aspetto salutistico, anche le aspettative dei consumatori per una maggiore stabilità e durata di conservazione del latte e dei prodotti caseari sono aumentate rapidamente.

Il trattamento termico del latte crudo garantisce la sua sicurezza microbiologica, ma le enormi differenze di temperatura e tempo durante la lavorazione portano a diversi carichi termici all’interno del latte e dei prodotti lattiero-caseari. Per esempio, il latte crudo può essere termizzato (al di sotto dei parametri di pastorizzazione, per esempio, 57-65°C per 15 s) prima di un’ulteriore lavorazione (per esempio, la caseificazione).

La fase tra la pastorizzazione e il trattamento UHT è conosciuta come la cosiddetta “extended shelf life” (ESL) che garantisce una stabilità prolungata per 25-27 giorni, ma sono stati segnalati anche 30 o 60 giorni. Le tecnologie ESL per il latte mirano a massimizzare l’effetto sporicida ma a minimizzare i cambiamenti chimici, trovando un equilibrio tra la distruzione dei microrganismi di deterioramento (e delle spore) nel latte crudo, mantenendo i cambiamenti di colore, la distruzione delle vitamine e la denaturazione delle proteine del latte al livello più basso possibile. Pertanto, è necessaria un’intensità di carico termico più elevata che comporta alcune perdite per quanto riguarda la qualità del latte. Inoltre, il termine ESL si riferisce al latte che negli Stati Uniti è conosciuto come latte “ultra-pastorizzato“, con una durata di conservazione refrigerata di circa 30 giorni o più (fino a 90 giorni).

Per la produzione di latte ESL vengono applicate diverse tecnologie che comprendono processi termici e meccanici per ridurre il numero di patogeni oltre la pastorizzazione.

Durante i processi di riscaldamento possono verificarsi cambiamenti nelle proprietà nutrizionali e organolettiche del latte, poiché alcuni componenti reagiscono in modo più sensibile alle alte temperature. Alcuni studi sostengono che le perdite dovute a un maggiore riscaldamento nei processi di APS sono trascurabili, il che potrebbe essere dovuto a tecnologie “più delicate” come la microfiltrazione. Tuttavia, l’ampia gamma di tecnologie di produzione ESL utilizzate rende difficile una determinazione distinta delle perdite o cambiamenti difficili.

Questo indica la necessità di avere indicatori analitici per la valutazione dell’intensità del trattamento termico applicato al latte ESL e ai prodotti lattiero-caseari per garantire un’alta qualità. Per determinare l’impatto del carico termico, si utilizzano gli integratori di temperatura a tempo (TTI).

Pertanto, un adeguato trattamento termico del latte crudo è necessario per garantire la sicurezza microbiologica, ma esiste un’enorme variazione nel carico termico delle diverse categorie di latte trattato termicamente a causa delle diverse temperature di trattamento termico quando si utilizzano diversi processi.

Per valutare l’effettiva intensità del riscaldamento, uno studio condotto da van den Oever et al., ha valutato numerosi strumenti analitici per determinare diversi integratori tempo-temperatura associati. Gli enzimi sono indicatori appropriati per la valutazione di un trattamento termico inferiore; un carico termico superiore può essere valutato utilizzando indicatori come b-lattoglobulina, a-lattoalbumina, lattulosio, furosina e idrossimetilfurfurale. I metodi analitici si basano principalmente su metodi fotometrici/fluorimetrici per la determinazione dell’attività enzimatica e sulla cromatografia liquida ad alte prestazioni per b-lattoglobulina, a-lattoalbumina, lattulosio, furosina e idrossimetilfurfurale. L’elettroforesi capillare e altri strumenti analitici come gascromatografia sono anche appropriati per valutare l’intensità del trattamento termico del latte e dei prodotti caseari.

Per quanto riguarda il trattamento termico: latte crudo (<40°C), latte termizzato (sotto la pastorizzazione; ad esempio, 57-65°C per 15 s), latte pastorizzato HTST (72°C, 15-20 s), latte altamente pastorizzato (85°C, >5 s), latte ESL (microfiltrazione o bactofugazione seguita da pastorizzazione; riscaldato direttamente: tipicamente 127°C per 3 s; riscaldato indirettamente: tipicamente 123-125°C per 2 s), latte UHT (135°C per 1 s), latte sterilizzato (121°C per >3 min sotto pressione in un’autoclave), e latte evaporato/condensato (preriscaldamento del latte a 110-120°C per 1-3 min, rimozione parziale dell’acqua mediante bollitura sotto vuoto a 70°C, seguito da trattamento UHT o sterilizzazione in caso di latte evaporato latte evaporato).

Diversi integratori tempo-temperatura associati (sia TTI di tipo I decrescente che TTI di tipo II crescente) sono stati riportati per la valutazione del carico termico effettivo di tutti questi diversi trattamenti termici del latte e dei prodotti caseari. In particolare, gli enzimi potrebbero essere utilizzati come indicatori appropriati per la valutazione del trattamento termico inferiore del latte, come l’a-fucosidasi e la fosfoesosio isomerasi per la termizzazione, la fosfatasi alcalina e la g-glutamil transferasi per la pastorizzazione e la lattoperossidasi per il trattamento ad alta pastorizzazione.

Un carico termico più elevato può essere controllato con le proteine del latte, il lattulosio, la furosina, l’HMF e altri come CML o LAL. La proteina del siero di latte b-Lg è ideale per la differenziazione di latte pastorizzato e latte ESL con microfiltrazione o bactofugazione dal latte ESL riscaldato direttamente, che può essere ulteriormente discriminato dal latte ESL riscaldato indirettamente e dal latte UHT usando b-Lg come TTI. Inoltre, a-La permette di differenziare il latte ESL riscaldato direttamente e latte ESL riscaldato indirettamente (che può essere ulteriormente distinto dal latte UHT). Al contrario, il lattulosio, la furosina e l’HMF sono considerati come gli strumenti più adatti per la valutazione del carico termico effettivo del latte e dei prodotti lattiero-caseari altamente riscaldati, come il latte ESL latte, il latte UHT, vari prodotti a base di latte condensato e il latte in polvere.

Gli strumenti analitici riportati per questi analiti si basano principalmente su metodi fotometrici o fluorimetrici per la determinazione dell’attività enzimatica (ad esempio, ALP, LPO), e la cromatografia liquida (ultra) ad alte prestazioni come metodo di scelta per b-Lg, a-La, lattulosio, furosina e HMF. Inoltre, l’elettroforesi capillare potrebbe essere applicata anche di b-Lg, a-La, lattulosio, furosina e HMF.

Inoltre, una combinazione di TTI è necessaria per ottenere informazioni dettagliate sull’intensità del trattamento termico e per escludere adulterazioni e frodi. Per esempio, per essere classificato come UHT il contenuto di lattulosio deve essere compreso tra 100 mg L1 e 600 mg L1, mentre il contenuto di b-Lg deve essere compreso tra 2000 mg L1 e 50 mg L1, il che lascia un’enorme gamma variabile per le condizioni di trattamento termico.

Per quanto riguarda la furosina e il lattulosio, l’aumento durante l’immagazzinamento deve essere considerato nel latte più riscaldato quando si utilizzano questi come tipo II-TTI. Il latte ESL di buona qualità ha contenuti di b-Lg solubile in acido >1800 mg L1, e concentrazioni di furosina corrispondenti <40 mg 100 g1 di proteine, che sarebbe una buona soglia per diventare un limite legale.

A causa della rapida espansione del latte ESL e di una tendenza verso un maggiore riscaldamento del latte e i numerosi trattamenti termici possibili, trattamenti termici consentiti e applicati, i limiti normativi uniformi per TTI adeguati, dovrebbero essere stabiliti rapidamente dalle autorità di regolamentazione per evitare un grave sovra-trattamento e, di conseguenza, la perdita di qualità nutrizionale e organolettica. Ciononostante, varie tecniche analitiche sono state stabilite e utilizzate con successo e utilizzate per valutare il carico termico di diversi tipi di latte e prodotti lattiero-caseari.

 

Il presente articolo è una sinossi della ricerca Van den Oever, S. P., & Mayer, H. K. (2021). Analytical assessment of the intensity of heat treatment of milk and dairy products. International Dairy Journal, 105097.