Formaggi a latte crudo a breve maturazione
e problemi igienici: approfondimenti
su alcune produzioni tradizionali
in relazione ai criteri normativi
DOMENICO CARMINATI
CRA - FLC
Centro di Ricerca per le Produzioni Foraggere e
Lattiero Casearie - LODI
Torino 21/09/2010
II° Congresso Lattiero Caseario AITeL
1
I formaggi a latte crudo sono considerati fra gli alimenti a maggior
rischio igienico.
L’uso di latte non pastorizzato e di pratiche casearie tradizionali (non
utilizzo di innesti acidificanti; uso di caglio aziendale; impiego di
materiali o ambienti di non facile sanificazione), accrescono i rischi
igienici per questi formaggi.
Nel caso di formaggi freschi/molli, il breve periodo di maturazione
necessario per ottenere i caratteri di struttura e/o di freschezza del
formaggio, non aiuta la naturale mortalità microbica.
Formaggi a breve stagionatura vs. stagionati si caratterizzano per:
 > umidità (diversa rottura del coagulo, assenza cottura)
 salatura breve
 minor calo peso
 > presenza residui lattosio e galattosio
→ formaggi maggiormente predisposti a modificazioni per
sviluppo microbico e/o per attività enzimatiche di origine
microbica, del caglio e di enzimi propri del latte
Torino 21/09/2010
II° Congresso Lattiero Caseario AITeL
2
Formaggi a latte crudo sono ampiamente diffusi sul territorio nazionale.
Importanti per l’economia e la salvaguardia di zone rurali.
Piattaforma Europea FOOD FOR LIFE
Valorizzazione dei prodotti tradizionali, in particolare quelli che sono in
grado di promuovere le zone rurali.
Aumentare la partecipazione delle PMI nella gestione dei processi per
raggiungere elevati standard di qualità per i prodotti tradizionali al fine di
accrescere la fiducia dei consumatori.
Migliorare le conoscenze per prevedere e monitorare i rischi biologici e
chimici.
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3
Stati Uniti 1998-2007
190 episodi da prodotti lattiero caseari
30% (57) da formaggi
4,7% (9) da formaggi a latte crudo
Sistema Allerta Rapido
Comunitario
(RASFF)
dal 1997 a metà 2010
62 prodotti caseari italiani
segnalati non conformi
(nessuno espressamente
a latte crudo)
55 L. monocytogenes
4 Salmonella
3 E. coli elevato
Torino 21/09/2010
3,6%
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1,0%
0,7%
4
Reg (CE) 1441/2007 (modifica 2073/05)
Criteri microbiologici applicabili ai prodotti alimentari
I prodotti alimentari non devono contenere microrganismi patogeni, né
loro tossine o metaboliti, in quantità tali da rappresentare un rischio
inaccettabile per la salute umana.
criteri di sicurezza: definiscono l’accettabilità di un prodotto e si applicano
ai prodotti immessi sul mercato → assenza patogeni e tossine batteriche
Listeria monocytogenes  Assente in 25 g (uscita azienda)
Salmonella spp.  Assente in 25 g (sul mercato durante la conservazione)
Enterotossine stafilococciche  Non rilevabili in 25 g (sul mercato
durante la conservazione)
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5
I prodotti studiati
formaggi Siciliani
a pasta filata e non (Provola, Primo sale, Pecorini, Vastedda) (65)
formaggi Lombardi
(Formaggella, Stracchino, Caciotta, Robiola, Pannerone) (56)
Le caratteristiche comuni
Artigianalità
Latte crudo di vacca, pecora o capra
Assenza di impiego di innesto
Stagionatura breve da 2 a 30 giorni
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6
Requisiti igienici formaggi a latte crudo
Reg (CE) 1441/2007
→ criteri di sicurezza: assenza patogeni e tossine batteriche
ricercati: Listeria monocytogenes
Salmonella spp.
assenti
Escherichia coli O157:H7
Ricerca di enterotossine stafilococciche:
Negativa  anche in presenza di 105 ufc/g
Nessuna garanzia di sicurezza in generale, tuttavia dato interessante pur
nella sua limitatezza (circa 60 campioni).
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7
Requisiti igienici formaggi a latte crudo
Reg (CE) 1441/2007
criteri di igiene di processo: stafilococchi coagulasi pos. (m: 104, M: 105 ufc/g)
definiscono il funzionamento accettabile del processo di produzione. Non si applicano ai
prodotti immessi sul mercato, fissano un valore indicativo di contaminazione al di sopra del
quale sono necessarie misure correttive volte a mantenere l’igiene del processo .
formaggi
media
minimo
massimo
1,2 x 103
5,0 x 100
4,1 x 104
63/65 < 104
altri
4,3 x 105
5,0 x 100
6,5 x 106
21/30 < 105
Pannerone
1,5 x 102
5,0 x 100
3,5 x 103
24/26 < 102
siciliani
lombardi
I livelli più elevati di stafilococchi coagulasi positivi non sono risultati correlati
 né con la presenza di tossine,
 né con elevati livelli di E. coli (origine di contaminazione diversa)
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8
 criteri di igiene di processo: stafilococchi coagulasi positivi (m: 104, M: 105 ufc/g)
riferito alla fase del processo di lavorazione in cui si prevede che il numero sia il più alto
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
latte
cagliata prescottatura
cagliata dopo
sale
formaggio p.v.
Formaggi siciliani
con scottatura
della cagliata
> 104 ufc/g
prima della scottatura
della cagliata
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
latte
cagliata precagliata dopo
filatura
filatura
formaggio
dopo sale
formaggio
p.v.
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
latte
Cagliata
1g
2 gg
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3 gg
Formaggi siciliani
a pasta filata
> 105 ufc/g
a fine maturazione
cagliata
Miglioramento condizioni
igieniche in produzione e/o
valutazione materia prima.
Per valori > 105 ufc/g la
partita di formaggio deve
essere sottoposta alle prove
sulle enterotossine
stafilococciche
Formaggio lombardo
Pannerone
> 104 ufc/g
a inizio stufatura
4 gg
8 gg
15 gg
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9
Reg (CE) 1441/2007 (2073/05)
Riferimento all’analisi dei rischi e alla necessità di analizzare il processo per
individuare e controllare le fasi che possono portare un pericolo oltre i limiti
ammessi.
Per garantire la sicurezza igienica è pertanto necessario comprendere a fondo i
processi, se si vuole provare a salvaguardare anche questi formaggi tradizionali,
riducendo i rischio associabili al loro consumo.
Art.3. - punto 2. Se necessario, gli O.S.A. effettuano studi, in conformità all’all. II, per
verificare se i criteri sono rispettati per l’intera durata del periodo di conservabilità.
All. II - .... studi ulteriori possono comprendere:
— modelli matematici predittivi stabiliti per il prodotto alimentare in esame,
utilizzando fattori critici di sviluppo o di sopravvivenza per i microrganismi in
questione presenti nel prodotto,
— prove per determinare la capacità dei microrganismi in questione, debitamente
inoculati, di svilupparsi o sopravvivere nel prodotto in diverse condizioni di
conservazione ragionevolmente prevedibili,
— studi per valutare lo sviluppo o la sopravvivenza dei microrganismi in questione
che possono essere presenti nel prodotto durante il periodo di conservabilità, in
condizioni ragionevolmente prevedibili di distribuzione, conservazione e uso.
Non basta analizzare il prodotto finito. Studiare i processi per capire
dove/come intervenire per risolvere i problemi.
Individuare le fasi di processo migliorabili per valorizzare i prodotti nel
rispetto delle pratiche produttive tradizionali ed implementarne la
sicurezza.
Studi pilota in condizioni di laboratorio e di caseificio sperimentale
finalizzati a comprendere il ruolo di:
 Scottatura
 Acidificazione
 Stufatura
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11
La pratica della scottatura nel caseificio Siciliano
Immersione della forma nel siero residuo della lavorazione della Ricotta

Applicata indifferentemente nella produzione di formaggi a breve,
media o lunga stagionatura.

Grande variabilità di applicazione (forme di numero e dimensioni
diverse), rapporti variabili tra formaggio e volume di siero.

Gestione non controllata delle condizioni di temperatura (ambiente e
della scotta).
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12
Condizioni di scottatura applicate nella produzione di altri formaggi
tradizionali
Formaggio
Pecorino
Siciliano
Piacentinu
Ennese (Sicilia)
Pecorino
Foggiano
Canestrato
Pugliese
Pecorino Filiano
(Basilicata)
Canestrato Moliterno
(Molise)
Halloumi
(Cipro)
Malatya
(Turchia)
Urfa
(Turchia)
Baladi
(Giordania)
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Massa del
formaggio
(kg)
Temperatura
del fluido
(°C)
Durata
(min)
2-12
60-90
120-180
Giudici et al. (1997)
Patti et al. (1984)
3,5-4,5
78
180
Fallico et al. (2007)
Nd
80-85
2-3
Santillo et al. (2007)
3-7
80
0,5
Albenzio et al. (2001)
2,5-5
90
< 15
DOP standard (CE)
2-5,5
90
<3
IGP Standard (CE)
0,25
90-96
30-60
0,25
60-90
3
Hayaloglu & Brechany
2007
0,25
90
3
Ozer et al. 2004
0,25
86-100
2-3
II° Congresso Lattiero Caseario AITeL
Papademas & Robinson
(1998)
Haddadin & Al-Tahiri
(2010)
13
La scottatura genera una diversificazione di temperatura tra zone
esterne superficiali ed interno della cagliata
variabili
(C°) Cagliata
(C°) Scotta
± QUANTITA’ DI CALORE DA
DISSIPARE / ASSORBIRE
Rapporto
Superficie/Volume
LENTO TRASFERIMENTO DI
CALORE TRA CUORE E
SUPERFICIE
EFFETTI DESIDERATI
 aumentare permeabilità alla superficie
della forma  facilitare spurgo
 favorire crescita flora lattica e ridurre flora
contaminante (pastorizzazione superficiale)
 21/09/2010
migliorare aspetto della forma
Torino
Conducibilità termica
(k) della cagliata
GRADIENTE TERMICO
NELLA FORMA
EFFETTI INDESIDERATI
 arresto della fermentazione lattica
 condizioni favorevoli per la crescita di flora
microbica contaminante termoresistente
 rischio insorgenza difetti (gonfiori)
 rischi igienici
14
Comportamento in cagliata a 63 °C
carica microbica (log UFC /g)
8,0
7,0
6,0
5,0
L plantarum
4,0
Studio cinetiche microbiche in cagliate
trattate a temperature diverse
L helveticus
3,0
S thermophilus
2,0
S aureus
1,0
E coli
0,0
0
5
10
15
Produzione cagliate modello contenenti flore
differenti, trattate a 63, 54, 45°C per ≠ tempi
20
durata del trattamento (minuti)
a secondo delle temperature raggiunte nei vari
punti e dei rapporti quali/quantitativi fra le
microflore zone
Comportamento a 54 °C
carica microbica (log UFC /g)
8,0
7,0
6,0
5,0
L plantarum
4,0
L helveticus
3,0
S thermophilus
2,0
S aureus
1,0
E coli
0,0
0
60
120
180
240
 conseguenze positive
 sviluppo flora lattica
 distruzione di flore indesiderate
durata del trattamento (minuti)
 conseguenze negative
 arresto/rallentamento fermentazione lattica
 sopravvivenza/sviluppo flore contaminanti
Comportamento a 45 °C
carica microbica (log UFC /g)
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
L. plantarum
4,0
L. helveticus
3,0
S.thermophilus
2,0
S. aureus
E. coli
1,0
0,0
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24
durata del trattamento (ore)
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15
Studio dello scambio di calore della cagliata per sviluppare modelli in
grado di prevedere le modificazioni di temperatura
I meccanismi di scambio termico oggetto di studio sono stati la conduzione (per solidi come
cagliata, stampo, ecc.) e la convezione (per fluidi come scotta o aria)
Parametri considerati
k = conducibilità termica
r = densità
cp = calore specifico
 = diffusività termica
T∞ = temperatura esterna
h = coefficiente convettivo
AMBIENTE (T∞ h)
Approssimazioni adottate
 temperature cagliata, mezzo uniformi (no nelle condizioni reali)
 parametri caratteristici della matrice (cp, k) costanti
 riduzione dimensioni non simulati
 rivoltamenti forma non considerati
A1
50
C9
B1
45
t0
40
B9
t1
t2
t3
C1
35
30
A9
25
A3
C6
B3
B6
C3
A6
Il modello di previsione finora sviluppato non si è dimostrato efficace per prevedere
l’evoluzione della temperatura durante la scottatura.
I dati teorici non descrivevano con sufficiente coerenza i dati sperimentali.
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II° Congresso Lattiero Caseario AITeL
16
Studio dello scambio di calore della cagliata per sviluppare modelli in
grado di prevedere le modificazioni di temperatura
È stato invece sviluppato un modello predittivo capace di descrivere lo scambio di calore in cagliata e
formaggio durante il raffreddamento.
Simulazione forma di 9 kg posta a 24°C:
(1) inizio, (2) dopo 2 ore e ½ , (3) dopo 5 ore
Il modello (--------) è stato validato dal confronto con dati sperimentali (--------).
Per poter prevedere gli andamenti di temperatura in una cagliata/formaggio e quindi predire gli
effetti sui microrganismi (distruzione/sopravvivenza/crescita)
50
50
centro
45
52
sotto-crosta (1 cm)
45
centro
50
35
30
40
46
Temperature (°C)
40
Temperature (°C)
Temperature (°C)
48
35
30
44
42
40
25
25
38
36
20
20
0
120
240
360
480
Time (min)
600
720
840
960
0
120
240
360
480
600
720
840
Time (min)
960
34
0
60
120
180
240
300
Time (min)
raffreddamento formaggio a 48°C in ambiente a 22°C
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raffreddamento cagliata a 51°C
in ambiente a 21°C
17
acidificazione cagliata a 25°C
7,0
6,5
senza
con
5,5
5,0
4,5
0
2
4
6
8
6,5
6,0
senza
con
5,5
5,0
4,5
2
4
6
8
pH 6,0
con
5,0
4,5
Torino 21/09/2010
6
8
0,0
2
6
24
10 12 14 16 18 20
ore
2
6
24
comportamento in cagliata a 32°C
5,0
E. coli
S. aureus
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
6
24
3
6
24
ore
senza
5,5
4
1,0
3
acidificazione cagliata a 38°C
2
2,0
ore
7,0
0
S. aureus
3,0
10 12 14 16 18 20
6,5
  = senza innesto;
  = con innesto.
E. coli
4,0
ore
acidificazione cagliata a 32°C
0
5,0
ore
7,0
Comportamento
di E. coli e S. aureus
in cagliate modello
prodotte con latte crudo
senza e con aggiunta di
starter termofilo,
a 3 ≠ temperature.
comportamento in cagliata a 25°C
10 12 14 16 18 20
incremento di carica (log UFC/g)
pH
Incremento di carica (log UFC/g)
Effetto dell’acidificazione
sul comportamento
di microflore contaminanti
6,0
incremento di carica (log UFC/g)
Studio cinetiche di acidificazione in cagliata
comportamento in cagliata a 38°C
5,0
E. coli
S. aureus
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
2
6
24
2
ore
6
24
18
Studio degli effetti di un particolare processo di stufatura
Figura1)Evoluzionedellatem
peraturadurantela
produzionedi Pannerone
Pannerone
processo produttivo
35
30
25
20
°C
15
10
5
0
0
24
48
72
96
120
144
168
192
216
192
216
ore
am
biente
form
aggio
Figura 2) Evoluzione del pH durante la
produzione di Pannerone.
7
6
pH
5
4
0
24
48
72
96
120 144
168
ore
Torino 21/09/2010
II° Congresso Lattiero Caseario AITeL
19
Studio degli effetti di un particolare processo di stufatura
g / 100 g
pH
Lattosio
Ac.
lattico
Ac.
acetico
Ac.
propionico
Ac.
butirrico
Latte
6,60
5,13
Nd
Nd
Nd
Nd
Cagliata (12 h)
6,05
1,32
0,67
0,04
Nd
0,02
Formaggio (4 g)
5,10
Nd
1,50
0,12
0,02
0,09
Formaggio (11 g)
5,70
Nd
0,23
0,04
0,18
0,76
Formaggio (30 g)
5,68
Nd
0,11
0,08
0,16
0,75
batteri
propionici
clostridi
butirrici
Latte
3 x 101
9 x 100
Formaggio 4 gg
7 x 103
2 x 101
5
4
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
latte
Formaggio 11 gg
9 x 10
2 x 10
Formaggio 30 gg
5 x 105
3 x 104
Cagliata
1g
2 gg
S. aureus
3 gg
4 gg
8 gg
15 gg
7,0
E. coli
Sensibilità
all’acido
butirrico
pH 5,0
pH 5,5
30°C
6,0
log ufc / ml
5,0
4,0
5,5
3,0
5,0
2,0
1,0
0,0
7,0
0
5
7
giorni
H.
alveii
6,0
log ufc / ml
5,0
4,0
5,5
3,0
5,0
2,0
1,0
0,0
7,0
0
5
7
S.giorni
aureus
6,0
log ufc / ml
5,0
4,0
5,5
3,0
5,0
2,0
1,0
0,0
7,0
0
5
giorni
7
L. monocytogenes
6,0
5,0
log ufc / ml
Lo studio del prodotto e del processo
ha evidenziato:
4,0
5,5
3,0
5,0
2,0
1,0
S
E
N
S
I
B
I
L
I
T
A
P
R
E
S
E
N
Z
A
 caratteristiche compositive
particolari
 fase di processo (stufatura
prolungata a temperatura elevata )
 decisiva
 possibile ruolo di regolazione del
comportamento microbico
 riduzione stafilococchi coag. pos.
0,0
0
Torino 21/09/2010
5
7
giorni
II° Congresso Lattiero Caseario AITeL
21
Conclusioni
Formaggi a latte crudo a breve stagionatura sono in genere ottenuti
secondo modalità tradizionali rimaste sostanzialmente invariate e
difficilmente modificabili senza alterare le caratteristiche del prodotto.
L’assenza di controllo di parametri tecnologici – cicli termici e di spurgo
del siero – rende difficile gestire in modo riproducibile la microflora del
latte crudo.
Per molti formaggi l’impiego di un innesto adatto al processo potrebbe
aiutare nel controllo di flore contaminanti, riducendo le difettosità e
migliorando l’igiene dei prodotti.
Valutare vantaggi e svantaggi tra riduzione di eccessiva variabilità e
mantenimento di una caratteristiche “accettabili” → possibili modifiche
del prodotto
Torino 21/09/2010
II° Congresso Lattiero Caseario AITeL
22
Conclusioni
La produzione di formaggi a latte crudo a breve stagionatura
rappresenta una opportunità per piccoli produttori.
Tale opportunità non è esente da rischi, in quanto la sicurezza di questi
prodotti non può essere garantita.
Acquisire la consapevolezza che non è sufficiente solo la qualità della
materia prima o l’adeguatezza di strutture e attrezzature, ma che è
importante capire l’origine dei problemi e comprendere cosa accade in
ogni fase della trasformazione, può aiutare a ridurre i rischi igienici ed
a valorizzare questi prodotti.
Torino 21/09/2010
II° Congresso Lattiero Caseario AITeL
23
RINGRAZIAMENTI
Barbara Bonvini
Romina Iezzi
Roberta Ghiglietti
Germano Mucchetti
Salvatore Francolino
CRA-FLC di Lodi
Torino 21/09/2010
Dipartimento Ingegneria
Industriale
Università di Parma
II° Congresso Lattiero Caseario AITeL
24