Primo Ciclo di Laboratori Scientifici
per i studenti delle Scuole Medie Inferiori
DENTRO LA MATERIA
Modulo di chimica
As 2012 - 13
Laboratorio di scienze
Via Monti 14, Brescia
La chimica in cucina (o la cucina è chimica!)
Prof. Michela Brusetti
Con la gentile collaborazione di:
Bertagnoli Alessandro, Bianchini Piergiorgio, Casari Sofia, Consalvi Andrea,
Maiolini Nicola, Mannarino Giulia, Mannarino Luca, Marchesi Marianna,
Martini Francesco, Masserdotti Chiara, Meanti Leonardo, Pagliuca Isabella,
Pesce Alberto, Pulcini Lucrezia Francesca, Uberti Beatrice
Prerequisiti:
 Sostanze idrofile
 Sostanze idrofobe
 Miscugli
eterogenei
omogenei
soluzioni
 Emulsione
 Principi nutritivi
Un sistema formato da due o più
sostanze pure è un miscuglio
Una soluzione è un miscuglio di due o
più sostanze fisicamente omogeneo. Il
componente più abbondante della
soluzione si chiama solvente, gli altri si
chiamano soluti.
Un miscuglio eterogeneo è formato da componenti
chimicamente definiti e da fasi fisicamente
distinguibili.
Emulsione
=
originata
dall’apparente
miscibilità tra liquidi immiscibili
I colloidi costituiscono una classe di materiali che
ha caratteristiche intermedie tra quelle dei
miscugli omogenei e quelle dei miscugli
eterogenei.
Cosa abbiamo bisogno per vivere?
IL LATTE*
Dati
Densità
pH
Residuo secco
Proteine
Lattosio
Grasso
Latte vaccino
1,03 kg/L
6,5
12,9 %
> 3,0%
> 4,7%
> 3,5 %
• Fonti Dialma Balasini – Zootecnica applicata – Calderini Ed. Agricole
• www.agraria.org/industrie/marlatte.htm
Per il grasso
Latte
grasso
intero
≥ 3,2%
Parzialmente
scremato
scemato
1,5% - 1,8%
0,3%
3 mesi
1 anno
La Struttura del latte
Lipidi del latte
I lipidi nel latte sono presenti
sotto forma di globuli del
diametro di 3 μm.
Tali globuli, avendo un peso
specifico
inferiore
all’acqua,
tendono a disporsi in superficie.
Per tale motivo nel processo di
caseificazione il latte può essere
sottoposto ad un processo di
omogeneizzazione in maniera da
assicurare
una
omogenea
distribuzione della componente
lipidica.
Le proteine del latte possono essere divise in due
categorie: le caseine e le sieroproteine. Le caseine non
si sciolgono e opportunamente coagulate danno,
insieme al grasso, struttura ai formaggi. Contengono
Ser e Thr fosforilate, molte Pro, ma non ponti disolfuro.
Le sieroproteine restano invece in soluzione e spesso
rimangono nel siero dopo la caseificazione.
Contengono ponti disolfuro e non sono fosforilate.
Le caseine non coagulano con il calore; per questo motivo non
subiscono perdite significative durante la pastorizzazione o la
sterilizzazione del latte. Le caseine coagulano invece per
acidificazione o per l'azione di alcuni enzimi proteolitici.
α (s)-Caseina
K-Caseina
Le sieroproteine non coagulano né per effetto degli
enzimi, né per acidificazione ma si denaturano
facilmente per azione del calore.
Le principali sieroproteine sono la β-lattoglobulina e da
α-lattoalbumina.
Struttura tridimensionale della
α-lattoalbumina
Struttura tridimensionale della
β-lattoglobulina
Caseine: poco strutturate,
emulsionanti, schiumogene, digeribili,
stabili a T
Sieroproteine : strutturate, compatte ,
instabili a T
Fosfato di calcio colloidale
CN
CN
CN
CN
C
Glu
(- Ca
O
OH
2+
-O P
O
O-
(
O
Asp
n
OH
Ca2+
-O P
O
Ser
O CH2
Thr
Struttura delle sieroproteine
nativa
denaturata
Effetto del calore su interazione caseine-sieroproteine
Nel latte le caseine si trovano sotto forma di micelle,
particelle proteiche con tendenza ad unirsi e
coagulare; in condizioni standard ciò non avviene
per due motivi: il primo risiede nella loro carica
elettrica, che a pH naturale risulta negativa
(particelle con carica uguale si respingono); il
secondo
nella
presenza
di
una
catena
oligosaccaridica nella parte C-terminale della Kcaseina. La mancanza di uno o di entrambi i fattori
determina la coalescenza di queste particelle, quindi
la coagulazione.
Coagulazione acida
Quando il pH raggiunge il valore di 4,6 (punto isoionico) le
micelle perdono la loro carica negativa e diventano neutre; a
questo punto, persa la repulsione elettrica, iniziano a
coagulare.
Coagulazione presamica
Il presame, o caglio, ricco in CHIMOSINA (O RENNINA),
viene aggiunto al latte ad una temperatura di 30-37°C. Gli
enzimi determinano il distacco della parte C-terminale della
K-caseina, conferendo alle micelle la capacità di coagulare tra
loro.
Come si fa il formaggio?
Aggiunta caglio (rennina)
Acidificazione
Mozzarella
A 3 litri di latte crudo freddo si aggiungono 3-3.6 g di acido citrico.
Si scalda a 37 °C sotto agitazione e si aggiungono 0.6 g di caglio.
Si lascia riposare 10-15 minuti fino alla formazione della cagliata.
Si rompe la cagliata e si lascia riposare per 40-45 minuti.
Si lascia sgocciolare bene la cagliata.
Si fila la mozzarella in acqua salata calda (85-90 °C).
Si lascia riposare almeno 2 ore la mozzarella in acqua fredda.
Conservare in frigorifero.
Ricotta
Scaldare a 75 °C il siero filtrato ottenuto dallae lavorazioni precedenti.
Aggiungere il latte (0,9 litri latte/5 litri siero) e scaldare a 90 °C.
Aspettare che fiorisca la ricotta (5-6 minuti).
Raccogliere la ricotta con uno scolino e riporla in appositi cestelli.
Lasciare raffreddare.
Conservare in frigorifero.
Ringraziamenti:
Università degli Studi di Milano
Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
Commissione Orientamento del Collegio Didattico del Dipartimento
di Chimica
Prof. Pierantonio Biondi
Prof. Elena Cariati
Prof. Lucia Carlucci
Dr. Federica Riva