Un approccio integrato per esplorare le caratteristiche delle colture starter nella caseificazione 

Introduzione

I batteri aggiunti al latte in vasca come acidificanti per la caseificazione sono starter definiti e indefiniti (o naturali), a seconda del modo in cui vengono ottenuti. Sebbene gli starter definiti siano utilizzati più frequentemente per le loro prestazioni omogenee, che garantiscono qualità, stabilità e praticità, gli starter naturali vengono riprodotti quotidianamente negli stabilimenti lattiero-caseari dalla selezione del microbiota naturale del latte applicando una pressione selettiva attraverso il trattamento termico e l’incubazione ad un intervallo di temperatura specifico. Queste colture sono caratterizzate da una composizione indefinita e da una grande biodiversità, il che si traduce in prestazioni molto variabili in termini di caratteristiche biochimiche e sensoriali. Inoltre, sono più tolleranti alle infezioni fagiche a causa della loro complessità microbiologica, ma sono anche soggetti a contaminazione e rischi microbiologici (Parente et al., 2017). Per alcuni formaggi europei (soprattutto italiani) e sudamericani, l’utilizzo di fermenti naturali è previsto dai disciplinari di produzione, per salvaguardare il ruolo svolto dal microbiota del latte sulle caratteristiche sensoriali, nonché per rafforzare il legame tra il formaggio e il suo territorio di produzione, non sempre garantito da starter definiti (Carraro et al., 2011; Gatti et al., 2014).

Le colture naturali differiscono a seconda del substrato utilizzato per la preparazione. Il siero innesto (NWC) si ottiene incubando il siero di latte (deproteinizzato o meno) in condizioni di temperatura specifiche, che selezionano biotipi di batteri lattici mesofili o termofili (LAB). Le colture di siero di latte naturale vengono utilizzate per il Parmigiano Reggiano DOP, il Grana Padano DOP, i formaggi italiani a pasta filata e il Pecorino, nonché per il formaggio brasiliano Minas e Serra de Canastra (Kamimura et al., 2019; Marino et al., 2019). Tali colture sono dominate da Streptococcus thermophilus e lattobacilli termofili (Lactobacillus helveticus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus e Limosilactobacillus fermentum), ma frequentemente si trovano popolazioni sottodominanti di altri LAB (De Filippis et al., 2014). Molto recentemente, è stato utilizzato un NWC per arricchire il latte crudo con un microbiota indigeno, dimostrando che l’utilizzo di questa strategia ha consentito di ottenere lo stesso pH finale, seppure con un iniziale rallentamento del tempo di acidificazione della cagliata (Bettera et al., 2023).

Il latto innesto (NMC) si ottiene invece incubando il latte termizzato o pastorizzato a ~40-45°C fino al raggiungimento dell’acidità desiderata. In queste condizioni viene selezionato un microbiota termofilo eterogeneo. Sebbene siano ampiamente utilizzati per molti formaggi DOP, si sa molto meno sulla loro composizione rispetto ai NWC. Un recente studio condotto su NMC artigianale prodotto utilizzando backslopping (ovvero, inoculo della coltura nel latte crudo per un massimo di 13 cicli) ha dimostrato che le colture erano dominate dallo Streptococco thermophilus e Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis, con la presenza di specie di LAB mesofili sottodominanti (Parente et al., 2016). Per quanto riguarda i NMC prodotti quotidianamente senza backslopping, come è il caso di molti formaggi italiani DOP e Specialità Tradizionale Garantita, sono disponibili solo dati ottenuti con tecniche coltura-dipendenti, che consentono una visione parziale della complessità microbica di questo tipo di matrice ( Marino et al., 2003).

Il Montasio è un formaggio DOP a pasta semidura prodotto nel Nord-Est d’Italia utilizzando latte vaccino crudo o termizzato. La procedura di caseificazione più tradizionale utilizza un NMC termofilo prodotto quotidianamente senza backslopping (Innocente e Biasutti, 2013). Durante la produzione, le procedure di trattamento termico e di incubazione del latte selezionano un microbiota diverso composto principalmente da Strep. termophilus e altri LAB termofili in varia abbondanza, come risultato di studi coltura-dipendenti (Marino et al., 2008; Carraro et al., 2011). L’utilizzo di tecniche coltura-dipendenti non è in grado di fornire un quadro completo sia dei microrganismi prevalenti che di quelli marginali, sebbene questi ultimi possano avere un ruolo importante sia durante l’acidificazione che durante la maturazione. L’uso di next-generation techniques, tuttavia, consente di evidenziare popolazioni non coltivabili e subdominanti, il cui rilevamento può aiutare a prevedere le prestazioni della coltura durante la produzione del formaggio (Zotta et al., 2022). Inoltre, l’approccio -omico consente di chiarire la correlazione tra microbiota alimentare e parametri ambientali o relativi alla matrice, come pH, attività dell’acqua, concentrazione di sale e temperatura (De Filippis et al., 2016).

Lo studio

Nonostante il formaggio Montasio DOP sia ampiamente studiato dal punto di vista chimico, reologico e sensoriale, si dispone solo di conoscenze approssimative riguardo alle caratteristiche microbiologiche dell’NMC. Pertanto, uno studio condotto da un gruppo di ricercatori dell’università di Udine ha utilizzato un approccio metagenomico per caratterizzare la composizione del microbiota di diversi NMC per il formaggio Montasio DOP. Inoltre, sono state effettuate misurazioni delle caratteristiche fisico-chimiche degli NMC ed è stata eseguita un’analisi integrativa della composizione microbica e delle caratteristiche fisico-chimiche.

Conclusioni

Gli autori hanno fornito una descrizione del microbiota presente nell’NMC per il formaggio Montasio DOP, utilizzando un approccio integrato basato su metodi coltura-dipendenti e indipendenti, insieme alla quantificazione degli zuccheri residui e degli acidi organici e alla caratterizzazione delle sostanze volatili nello spazio di testa.

Sono stati studiati dieci campioni diversi, per osservare pienamente l’entità della variabilità tra i diversi produttori. Nonostante l’origine degli NMC da diverse aziende agricole e le diverse materie prime utilizzate, è stato possibile definire una popolazione microbica centrale, costituita da Strep. termophilus, ed una popolazione sottodominante costituita da altri streptococchi e L. salivarius, assicurata dall’applicazione di elevate temperature di incubazione. L’NMC ha rivelato diversi zuccheri, acidi organici e composti volatili, che possono essere attribuiti alla comunità microbica eterogenea selezionata dal trattamento termico e dall’incubazione del latte. Possiamo supporre che questo microbiota, caratterizzato da distinte vie metaboliche, sarebbe in grado di esercitarle anche all’interno del formaggio, influenzandone il profilo sensoriale. I dati quantitativi su zuccheri e acidi e le analisi di clustering basate su composti volatili non hanno differenziato i campioni con diversa abbondanza di Streptococco thermophilus, suggerendo che diversi fattori aggiuntivi, oltre all’abbondanza delle specie microbiche dominanti, svolgono un ruolo nelle caratteristiche fisico-chimiche degli NMC.

Tratto da: “An integrated approach to explore the microbial biodiversity of natural milk cultures for cheesemaking”, di Anna Rossi, Fabio Marroni, Niccolò Renoldi, Giulia Di Filippo, Elisabetta Gover, Marilena Marino, Nadia Innocente – Dipartimento di Scienze animali, Università di Udine. www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022030224005356