Dal latte al formaggio: Importanza della K-Caseina

Giovanni Ballarini

Sulla terra vi sono circa seimila e cinquecento specie di mammiferi che producono latte e tra questi duecento sono di ruminanti, animali che ruminano perché hanno stomaco a quattro camere e con microrganismi (batteri e protozoi) digeriscono anche la cellulosa. Tra i ruminanti la famiglia principale è quella dei Bovidae con bovini, antilopi, capre, pecore con centoquaranta specie. Tra i bovini con venticinque specie vi è il Bos taurus o vacca europea domestica con circa mille razze dalle quali quattro, Frisona o Pezzata nera, Rossa Reggiana, Bianca Modenese e Bruna Alpina, dalle quali si ottiene il formaggio Parmigiano Reggiano. Un latte diverso tra le razze e che merita alcune osservazioni che si riflettono sul formaggio.

Dalla mammella al latte

Il latte si forma nella mammella, una ghiandola che deriva dalle ghiandole sudoripare della pelle quando duecento milioni di anni fa alcuni animali, divenendo poi mammiferi, iniziano a produrre un sudore ricco di grassi e proteine per nutrire i piccoli. Una produzione molto complessa e nella quale il latte si forma con differenti meccanismi che riguardano in particolare le proteine, il lattosio e il grasso.
Con un meccanismo tecnicamente denominato di secrezione merocrina le cellule alveolari della mammella sintetizzano proteine (caseine e lattoalbumina) e lattosio e li buttano fuori per esocitosi senza danni per la cellula. Diverse sono le caseine e nel latte di vacca, quattro sono le caseine principali aggregate in micelle (αs1-caseina, αs2-caseina, β-caseina con varianti, κ-caseina con varianti e che tiene sospese le micelle proteiche, un insieme che forma circa l’ottanta per cento delle proteine totali del latte), lattoalbumina e lattoglobulina (circa il venti per cento delle proteine totali del latte).
Con un diverso meccanismo detto di secrezione apocrina i grassi trigliceridi si accumulano in gocce dentro la cellula e per uscire da questa la goccia è spinta verso l’apice e la membrana cellulare si strozza attorno. Per questo il globulo di grasso esce sotto forma di goccioline sferiche rivestite da un pezzo di membrana della cellula madre che poi deve riparare la perdita. La membrana cellulare che riveste i globuli di grasso stabilizza il grasso che si presenta come una emulsione, senza di essa i globuli si unirebbero e il latte farebbe subito panna. La membrana che riveste il grasso è bioattiva perché contiene fosfolipidi, glicoproteine, lattoferrina e nel formaggio fanno parte del suo sapore e ne aiutano la stagionatura.
Concludendo, la mammella elabora un latte nel quale il grasso è rivestito da un pezzo della parete delle sue cellule, che garantisce la stabilità del latte e la qualità del formaggio. Inoltre la k-caseina tiene sospese le micelle proteiche, e senza questi meccanismi il latte sarebbe instabile e non sarebbe possibile produrre formaggi.

Proteine del latte bovino

Nel latte bovino vi sono circa 3,2 – 3,6 grammi di proteine per cento grammi di latte, divise in due categorie: caseine (circa ottanta per cento) e sieroproteine (circa venti per cento). Queste proteine sono ad alto valore biologico, ricche di aminoacidi essenziali, leucina, isoleucina, valina, lisina e treonina.
Le caseine sono a digestione lenta e nello stomaco formano un coagulo per azione di una loro frazione, la K-caseina, e altre frazioni sono le Alpha 1 e 2, Beta 1. Le sieroproteine sono a rapida digestione, ricche di aminoacidi ramificati e comprendono principalmente le beta-lattoglobuline e le alfa-globuline, queste ultime importanti per l’apporto di aminoacidi essenziali. Il latte può anche contenere immunoglobuline fondamentali per la risposta immunitaria.
Per la produzione del formaggio necessaria è l’azione della K-caseina, la proteina che fa coagulare il latte, senza la quale non si produce la cagliata. Nel latte fresco le micelle di caseina sono tenute sospese dalla k-caseina. La parte esterna della k-caseina è idrofila e carica negativamente, quindi respinge le altre micelle e le tiene in soluzione. Quando si aggiunge il caglio il suo enzima detto chimosina taglia la k-caseina in un punto preciso. Tagliata la K-caseina, le micelle perdono la loro protezione, si aggregano tra loro, il latte coagula e diventa la cagliata che poi si trasforma in formaggio.
In sintesi, la K-caseina stabilizza il latte e tiene le caseine in sospensione e quando il caglio le taglia il latte può diventare un formaggio. Della K-caseina la Variante BB dà la migliore resa e qualità per formaggi duri come il Parmigiano Reggiano.

Cagli di diverse origini

Nella produzione dei formaggi si usano cagli di diverso tipo e origine. Il caglio di origine animale è ottenuto dallo stomaco di vitello, bovino, capretto, agnello, camoscio, maiale o dalla pepsina di pollo. Altri coagulanti del latte erano già noti nel lontano passato, ricavati dai fiori del cardo selvatico (Cynara cardunculus) ed ora sono usati per molti motivi: aumento di vegetariani e vegani, diminuzione della macellazione, problemi di natura religiosa (gli israeliti non accettano la mescolanza di alimenti ottenuti da cibi d’origine animale e vegetale), prezzo del caglio d’origine animale e, secondo alcuni studi, pare che l’origine animale del caglio sia una delle cause di intolleranza ai latticini. Odiernamente nella caseificazione oltre ai cagli di origine animale e vegetale si usano altri coagulanti tra i quali il caglio fungino di origine microbica, ma soprattutto la chimosina, prodotta da microrganismi geneticamente modificati che producono un enzima coagulante ottenuto tramite ingegneria genetica, copia esatta della chimosina animale. Questa produzione avviene con l’inserzione del gene responsabile in batteri, funghi o lieviti per far loro produrre l’enzima in modo efficiente.

K-caseina e Parmigiano Reggiano

Quando il caglio taglia la K-caseina, salta via la coda idrofila, le micelle non si respingono più, si aggregano e si forma il coagulo che diventa formaggio.
Nel latte la caseina, in relazione percentuale con le proteine, varia secondo le razze. La variante genetica importante per il Parmigiano Reggiano è la K-caseina BB che fa coagulare il latte in otto, dodici minuti (diversamente dalla K-caseina che lo fa in quindici, venti minuti). Per questo nella razza Frisona che nel latte ha un basso contenuto di K-caseina si individuano e si selezionano tori che danno figlie con una genetica per un’alta quantità di K-caseina BB.
Il tipo di caseina interviene anche nella resa casearia, cioè la quantità di formaggio per cento litri di latte e incide sul costo di produzione e quindi prezzo del formaggio.

Parmigiano Reggiano 24 mesi, resa casearia per 100 kg di latte

Vacca Rossa Reggiana – Latte ricchissimo, coagulo ottimo per il Parmigiano Reggiano.
Bovina Modenese (Bianca Val Padana) – Contenuto caseinico nel latte elevato (circa 2,75%), superiore rispetto al latte di Frisona italiana (circa 2,32%) eccellente materia prima per il Parmigiano Reggiano.
Bruna Alpina – Ottimo rapporto grasso/proteine. Molto usata nei caseifici di montagna.
Frisona Italiana – Molto latte ma diluito, resa più bassa.
Meticcia – Senza selezione genetica, bassa resa.

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