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Caglio e coagulanti

Caglio e Coagulanti

La coagulazione

Nel latte la carica elettrica negativa delle micelle di caseina, dovuta all’idratazione, mantiene stabile la dispersione colloidale consentendo alla caseina di rimanere nello stato di “sol”, cioè di solido disperso nel liquido. La coagulazione presamica del latte consiste nel passaggio della caseina allo stato di “gel” in cui il liquido è intrappolato nella fase solida (coagulo). Il passaggio di stato è conseguenza diretta dell’azione del caglio e dei coagulanti.

Il caglio e i coagulanti sono enzimi e/o complessi enzimatici in grado di provocare la coagulazione presamica del latte che può essere suddivisa in tre fasi:

  • Fase enzimatica o primaria (attacco idrolitico specifico)
  • Fase aggregativa o secondaria (formazione del coagulo)
  • Fase proteolitica o terziaria (aumento dei legami intermicellari)

La coagulazione presamica inizia per idrolisi da parte dell’enzima coagulante di uno specifico legame fenilalanina-metionina, localizzato in posizione 105-106 della k-caseina. La reazione determina il distacco dalla k-caseina di un peptide glicosilato (caseinoglicopeptide) con una diminuzione dell’idratazione delle micelle che, diventando instabili, si trasformano prima in para-caseina e poi, in presenza di ioni Ca++, in parafosfocaseinato di calcio (il calcio rimane quindi legato alla caseina) con formazione di un reticolo gelatinoso. Le micelle di caseina risultano più vicine le une alle altre, aggregate, formando il coagulo.

Per effetto dell’azione enzimatica la massa proteica, non più solubile nell'acqua, precipita sul fondo a formare la cagliata, che può essere raccolta e lavorata per dare origine al formaggio. La progressiva separazione di siero per sineresi del coagulo induce un ulteriore avvicinamento delle micelle e dello stato di aggregazione. La cagliata ottenuta per via presamica è più compatta e forte di quella realizzata per via acida.

I fattori che regolano la coagulazione presamica sono:

  • la concentrazione del caglio
  • la temperatura (la velocità di coagulazione aumenta progressivamente da 20 a 42°C)
  • l’acidità (pH leggermente acidi accelerano la coagulazione ed originano coaguli più compatti)
  • la concentrazione di Calcio solubile
  • le azioni meccaniche condotte sulla massa di latte in coagulazione

Il caglio

Il caglio, detto anche presame, è il complesso enzimatico coagulante il latte estratto integralmente dagli abomasi (quarto stomaco) dei giovani ruminanti non ancora svezzati.       

Gli abomasi pronti per l’estrazione enzimatica sono chiamati “caglioli” o “pellette” e solitamente sono importati allo stato congelato da Paesi in cui l’allevamento del bestiame è attività fiorente.

Il caglio di maggior pregio, imposto dal disciplinare di produzione di molti formaggi D.O.P., è quello di vitello. Contiene, quali enzimi costitutivi coagulanti, chimosina nella percentuale dell’80-90% e pepsina nella percentuale del 10-20%, oltre ad un pool enzimatico minoritario molto complesso, in parte ancora sconosciuto.

Si ottiene seguendo una tecnologia tradizionale, consolidata nel tempo, che prevede la triturazione dei “caglioli” congelati, macerazione in salamoia, estrazione dei principi attivi e dei loro precursori ed attivazione a pH acido.

I parametri di valutazione del caglio sono rappresentati dal titolo, che esprime la forza coagulante per unità di peso o volume (es. 1:10.000) e dalla % dei due enzimi principali: i cagli più pregiati sono quelli con più alto tenore in chimosina che è meno proteolitica della pepsina e dei coagulanti di origine microbica.

Negli ultimi anni, soprattutto a livello internazionale, per esprimere il titolo del caglio e degli altri coagulanti è stata introdotta una nuova unità di misura, definita IMCU (International Milk-Clotting Units), il cui metodo è descritto nel documento standard 157:1992 della International Dairy Federation.

Oltre al caglio di origine animale (bovino, caprino ed ovino), ciascuno dei quali può essere liquido, in polvere ed in pasta, commercialmente sono disponibili anche enzimi coagulanti di natura diversa:

  • Coagulanti microbici, proteasi di origine fungina (Mucor miehei, Mucor pusillus, Endothia parasitica)
  • Coagulanti vegetali, già utilizzati e descritti dai Greci e dai Romani, derivati da Ficus carica, Cynara cardunculuns, Gallium verum, Carlina acaulis … … ecc.

Entrambi sono molto più proteolitici del caglio animale e tendono a dare formaggi che maturano in fretta, con una tessitura della pasta più soffice. I formaggi sono di qualità mediocre, con sapore tendente all'amaro e rese molto basse.

  • Coagulanti da OGM (Organismi Geneticamente Modificati), ottenuti per fermentazione di microrganismi, solitamente Escherichia coli o Aspergillus nidulans, in cui sono stati inseriti i geni bovini che codificano per l’enzima chimosina.

Differenze tra il caglio di vitello e gli altri coagulanti del latte

Secondo gli usi leali e costanti della tradizione casearia, con il termine “caglio di vitello o presame” si deve identificare esclusivamente l’estratto enzimatico dell’abomaso (quarto stomaco) dei vitelli lattanti, cioè non ancora svezzati, preparato secondo la tecnologia tradizionale che prevede semplicemente una serie di operazioni di natura fisica e meccanica sull’estratto grezzo proveniente dalla macerazione delle pellette.

E’ importante sapere che la composizione del caglio di vitello, preparato secondo tradizione, è rimasta sostanzialmente inalterata nel corso del tempo e che il processo di fabbricazione non ha subito variazioni o modificazioni di sostanza nel corso dell’ultimo secolo.

In considerazione della comprovata innocuità del caglio preparato con la metodica tradizionale, esso è compreso nella lista dei prodotti “generalmente riconosciuti come sicuri” (GRAS) (Generally Recognized As Safe).

Per quanto riguarda la sua composizione enzimatica, è importante sottolineare che essa riflette sostanzialmente quella dei tessuti da cui viene estratto e per tale motivo il caglio bovino è costituito da un insieme di enzimi, quali la chimosina bovina, la pepsina bovina, le gastricsine ed un pool di altre proteasi minori.

La chimosina è presente in due varianti genetiche, denominate A e B, ed in una terza forma isomerica C, non ancora completamente caratterizzata, mentre la pepsina bovina si riscontra in varie forme isomeriche.

Il caglio di vitello, estratto dall’abomaso di animali lattanti, abbattuti prima dello svezzamento, è considerato il caglio di riferimento in termini qualitativi e contiene essenzialmente, quali enzimi costitutivi coagulanti, la chimosina nella percentuale di circa l’80–90 % e la pepsina bovina nella percentuale del 10–20 %. Contiene, inoltre, il complesso pool enzimatico che non è stato ancora sufficientemente studiato e caratterizzato.

Con l’aumento dell’età del vitello ed in funzione soprattutto del regime alimentare si verifica un radicale cambiamento nella composizione degli enzimi secreti dalle cellule tessutali, così che il rapporto tra i due enzimi principali, chimosina e pepsina, si capovolge a favore della pepsina, cioè aumenta il contenuto di pepsina ed invece diminuisce quello della chimosina.

Nel quarto stomaco di bovini adulti si riscontra quasi esclusivamente pepsina e solamente tracce di chimosina. Parallelamente si modifica anche la composizione del complesso pool enzimatico che accompagna le due attività enzimatiche principali.

Considerando che, dal punto di vista caseario, la chimosina induce una coagulazione del latte generalmente più idonea dal punto di vista tecnologico e più favorevole all’ottenimento di una maggior resa casearia, il caglio di vitello lattante è logicamente quello più idoneo e ricercato, anche se molto più costoso. 

Bisogna, inoltre, considerare che la chimosina ha rispetto alla pepsina bovina, a parità di attività coagulante, una minor attività proteolitica (circa 45 volte in meno) su tutte le forme azotate presenti nel latte, determinando, pertanto, una minore degradazione delle caseine che si traduce in una cagliata con caratteristiche migliori ed in un formaggio generalmente di miglior qualità.

Sia la quantità di chimosina sia il rapporto chimosina/pepsina in un caglio sono pertanto indice di qualità delle preparazioni commerciali.

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