Il latte

A) Definizione di latte
Dal punto di vista legale il latte è definito come il prodotto della mungitura regolare, completa e ininterrotta della mammella di tutte le specie animali appartenenti alla classe dei mammiferi. Gli animali devono essere in buono stato di salute e di nutrizione e non affaticati al lavoro. Pertanto con la parola latte, si intende soltanto il prodotto liquido secreto dalla mammella delle vacche. Se si tratta di latte proveniente da animali di altre specie, occorre specificarne la denominazione (latte di capra, latte di pecora, latte d’asina ecc.).
La definizione di latte si riferisce principalmente al latte crudo, ossia il prodotto che non ha subito né trattamenti termici, né altri processi affini, appena munto, filtrato e refrigerato a 5°C, proveniente da animali sani, riconosciuti idonei dal veterinario comunale, visitati ogni due mesi, con prove alla tubercolina fatta ogni sei mesi.
La produzione del latte da parte della mammella, inizia subito dopo il parto e in condizioni normali è destinato a essere l’unico alimento dei mammiferi compreso, il bambino.

B) Tipologie di latte
Esistono varie tipologie di latte:

  1. Latte alimentare
    E’ quello usato per il consumo diretto, proveniente da animali riconosciuti indenni da tubercolosi e brucellosi.
  2. Latte intero
    Subisce almeno un trattamento termico, o altri trattamenti termici equivalenti e autorizzati, deve contenere almeno il 3,2% di grasso.
  3. Latti naturali o comuni
    Comprendono il latte crudo, pastorizzato e sterilizzato.
  4. Latte parzialmente scremato
    Subisce almeno un trattamento termico o equivalente, e contiene dall’1 all’1,8% di grasso e può essere pastorizzato, sterilizzato e uperizzato.
  5. Latte scremato
    Subisce almeno un trattamento termico o equivalente e contiene non più dello 0,5% di grasso.
  6. Latte concentrato
    E’ ottenuto mediante trattamento termico opportuno con il quale se ne riduce la massa, arricchendola indirettamente di tutti i costituenti per riduzione del contenuto d’acqua.
  7. Latte in polvere
    E’ il prodotto polverulento ottenuto mediante disidratazione, quasi completa del latte.
  8. Latte industriale
    E’ quello utilizzato per la fabbricazione dei formaggi, del burro e dei latticini in generale.
  9. Latti speciali
    Comprendono il latte concentrato, il latte condensato, il latte scremato, il latte parzialmente scremato, quello aromatizzato e quello addizionato con batteri utili alla nutrizione.
  10. Latte fermentato
    E’ usato per la produzione dello yogurt.

C) Contenuto nutrizionale
Il latte è considerato l’alimento più completo sotto l’aspetto nutrizionale, perché ricco di tutti i principi nutritivi necessari all’alimentazione. La digeribilità del latte è sempre molto elevata per tutti i principi nutritivi, superando in ogni caso il 90% dell’EN (energia digeribile) da esso fornita, essendo molto prossima alla sua EL (energia lorda). Il contenuto energetico del latte dipende principalmente dal suo contenuto lipidico.
Nel caso del latte bovino il grasso rappresenta da solo quasi la metà del valore nutritivo, mentre il lattosio e le proteine apportano il resto dell’energia. Acqua e minerali pur essendo essenziali per la nutrizione degli esseri viventi, non posseggono nessun valore energetico.
Il latte è un liquido o secreto biologico, prodotto dalla ghiandola mammaria a spese del sangue. Alcuni composti chimici passano inalterati dal sangue al latte (acqua, minerali, vitamine, enzimi e proteine del siero), mentre altri sono elaborati dalla mammella stessa (lipidi, lattosio, caseine e acido citrico).
Il latte presenta un’enorme variabilità per quanto riguarda la sua composizione nutrizionale, la quale dipende fortemente dalla specie animale, la razza, l’individuo singolo, l’alimentazione, lo stadio di lattazione, le stagioni, il tempo di mungitura, le condizioni climatico- ambientali e la presenza di malattie.
Tra tutti questi fattori sicuramente quello più importante è rappresentato dal tipo di specie animale.

Tipo di latte Lattosio (%) Grasso (%) Proteina (%)
Donna 7 3,5 1,2
Vacca 4,8 3,5 3,2
Capra 4,5 4,5 4
Pecora 4,5 7,5 6
Bufala 4,7 7,5 4,8
Asina 7 1,5 2,2

Il latte bovino è un prodotto a composizione non sempre costante presentando una certa variabilità, anche se molto inferiore rispetto a quella che contraddistingue il latte di altre specie animali.
Il latte è considerato un miscuglio eterogeneo sia fisico, sia chimico di varie sostanze, contenente soprattutto acqua, all’interno del quale troviamo: zuccheri, sostanze azotate, proteine, lipidi, vitamine e minerali. L’insieme di queste sostanze va a costituire quella che si chiama la sostanza secca (s.s.) da cui ne dipende tutto il suo valore nutritivo.
Dal punto di vista fisico, il miscuglio in cui sono immersi i costituenti chimici del latte a sua volta è suddiviso in tre fasi:

  •  Emulsione

In si cui trovano i lipidi sotto forma globulare.

  • Sospensione o dispersione colloidale

Vi si trovano le proteine. In particolare la caseina legata ai sali minerali sotto forma di micelle.

  •  Soluzione

Rappresenta il solvente in cui si trovano disciolti i minerali e alcune vitamine.

Dal punto di vista chimico invece i più importanti costituenti del latte, sono rappresentati da:

  1. Acqua.
  2. Zuccheri.
  3. Lipidi.
  4. Sostanze azotate.
  5. Minerali.
  6. Vitamine.
  7. Enzimi.
  8. Costituenti minori.

C.1) Acqua
Come tutti i liquidi biologici, l’acqua in forma libera, rappresenta il costituente più abbondante del latte (87 – 88%), la quale costituisce la fase disperdente, mantenendo in soluzione vera o in emulsione o in sospensione tutti gli altri nutrienti in esso disciolti.
Tuttavia esiste, anche una piccola quantità di acqua (3,1 – 3,7%) non libera e quindi strettamente legata alle sostanze colloidali (proteine).
Ciò che rimane nel latte dopo aver fatto evaporare l’acqua, è chiamato estratto secco o residuo secco che è pari al 12 – 13%. Se al residuo secco ci togliamo la frazione lipidica, si ottiene il residuo secco magro che, per legge deve essere almeno dell’8,5%.

C.2) Zuccheri
Il latte contiene zuccheri monosaccaridi e disaccaridi liberi o legati, formati da un piccolo numero di esosi (a 6 atomi di carbonio) o loro derivati e da zuccheri legati alle glicoproteine.
Dal punto di vista chimico si distinguono in:

  • Zuccheri neutri

Lattosio e alcuni zuccheri più complessi contenenti lattosio e fucosio, che possono trovarsi in forma libera o combinata.

  • Zuccheri azotati

N-acetilglucoammina, l’N-acido acetilneuramico e l’N-acetil galattosammina, legati sempre a zuccheri neutri.

  • Zuccheri acidi

Acidi sialici, legati sempre a zuccheri neutri o azotati.

La quantità di glucidi oltre al lattosio è molto scarsa nel latte. La loro quantità è più elevata nel colostro secreto dal primo al terzo giorno dopo la nascita e nel latte umano rispetto al latte dei ruminanti (bovini, ovini e suini). E’ molto probabile che il lattosio e le glicoproteine siano i componenti costanti del latte, mentre gli altri carboidrati rappresentino degli intermedi di sintesi di quest’ultimi.
A parte il lattosio, gli altri zuccheri semplici del latte sono quasi tutti associati alla frazione proteica del latte.
Il lattosio (disaccaride o dioso) è di gran lunga lo zucchero più abbondante del latte, del quale costituisce il 4,5 – 4,8% pari a 45 – 48 g/l contro i 100 mg complessivi degli altri zuccheri. E’ presente in forma libera e chimicamente è costituito da una molecola di galattosio e una di glucosio.
Il lattosio è sintetizzato dalla ghiandola mammaria e costituisce il fattore limitante per la produzione del latte essendo non solo il costituente più abbondante ma anche più solubile. A causa di questa sua solubilità il lattosio è in grado di richiamare acqua per osmosi e ridurre di conseguenza la produzione di latte. Tuttavia però grazie a questa sua caratteristica, il lattosio può essere utilizzato per la produzione del latte concentrato e condensato.
Il lattosio presenta un valore energetico elevato simile a quello del saccarosio presente nella barbabietola e canna da zucchero. Rispetto a questi ultimi però è 6 volte meno dolce e 10 volte meno solubile.
Il lattosio è anche uno dei composti maggiormente responsabili dei cambiamenti di colore, sapore e odore che avvengono nel latte durante i trattamenti termici ad alta temperatura (caramelizzazione degli zuccheri e reazione di Maillard detta anche reazione dell’imbrunimento non enzimatico).

C.3) Lipidi
Nel latte i lipidi sono presenti in una quantità media del 3,5%, anche se tale quantità è soggetta a variazioni dipendenti dalla specie animale, dalla loro alimentazione dallo stadio di lattazione ecc.
La maggior parte dei lipidi è rappresentata da trigliceridi i quali costituiscono il 98 – 99% del totale. Il rimanente 1 – 2% è rappresentato da fosfolipidi (0,2 – 1%), steroli (0,2 – 0,4%), monogliceridi (0,2 – 0,4%) digliceridi (0,3 – 0,5%), cere, squalene, carotenoidi, vitamine liposolubili (A, D, E, K) e da tracce di acidi grassi liberi (0,1 – 0,4%). Nel latte umano e suino ci sono meno trigliceridi e più steroli.
Dal punto di vista chimico, a sua volta nella fase lipidica del latte si possono trovare tre tipi diversi di sostanze grasse:

  • Lipidi neutri

Rappresentati dalla sostanza grassa propriamente detta e costituita da gliceridi. Si tratta di un grasso solido che tende ad assumere tale stato a temperatura ambiente verso i 20°C.

  • Lipidi polari

Costituiti dai fosfolipidi di natura complessa costituenti l’1% del totale.

  • Sostanze lipoiche o insaponificabili

Sostanze di natura diversa dalle precedenti ma sempre insolubili in acqua. Tra queste sostanze vi troviamo le vitamine presenti in una concentrazione inferiore all’1%.

I lipidi del latte si possono distinguere anche in:

a) Lipidi liberi.
b) Lipidi legati.

I primi di gran lunga più abbondanti, si possono estrarre facilmente utilizzando i comuni solventi dei grassi (benzene, etere etilico e etere di petrolio) dopo rottura dell’emulsione in cui si trovano immersi. I secondi invece per poterli estrarre, è necessario impiegare una miscela dissociante e solvente a base di etanolo e cloroformio.
Nel latte i lipidi neutri sono quasi sempre liberi, anche se soltanto una parte sono legati alle proteine solo per lo 0,05%. Invece i lipidi polari come i fosfolipidi si trovano principalmente in forma legata alla membrana del globulo di grasso.
Il grasso del latte presenta a sua volta altri tre caratteri distintivi quali.

  •  Grande variabilità nella composizione degli acidi grassi

Ne sono stati identificati più di 150. Nel latte bovino ce ne sono più di 437 tipi diversi di acidi grassi di lunghezza variabile da C2 a C28.

  • Di questi acidi grassi 2/3 sono saturi e 1/3 insaturi in media nel latte vaccino
  • Grande quantità di acidi grassi a basso peso molecolare

In particolare l’acido butirrico considerato il più abbondante nel latte dei ruminanti.

Il contenuto dei lipidi nel latte è molto variabile secondo la specie. Fra le specie di maggiore interesse zootecnico, il latte più ricco di lipidi è quello di coniglia (oltre il 10%), poi quello di pecora e di bufala a cui segue quello di scrofa, capra, di vacca e infine quello di cavalla. Il contenuto di lipidi del latte più elevato lo troviamo in quello di foca intorno al 53%.
All’interno della stessa specie animale però, varia poco secondo la razza e molto di più secondo il regime alimentare.
I trigliceridi del latte sono costituiti prevalentemente da acidi grassi saturi (63%) come acido butirrico, acido capronico, acido caprilico, acido caprinico, acido laurico, acido miristico, acido palmitico, acido stearico e acido arachico e da acidi grassi insaturi (34%) come acido palmitoleico, acido oleico, acido linoleico, acido linolenico e acido arachidonico ecc.
Come tutti i lipidi naturali anche nel latte esiste una predominanza per quanto riguarda gli acidi grassi. Tra quelli saturi predomina l’acido palmitico (C16:0), mentre tra quelli insaturi l’acido oleico (C18:1), ciascuno in una proporzione vicina al 25%. Altri acidi grassi importanti sono l’acido stearico (C18:0) e l’acido miristico (C14:0) presenti in quantità tra l’11 e il 12%.
Oltre agli acidi grassi citati, nei lipidi del latte soprattutto quello di vacca sono presenti anche acidi grassi a numero dispari di atomi di carbonio come l’acido margarico (C17:0) e acidi grassi ad alto peso molecolare come l’acido behenico (C22:0) e lignocerico (C24:0).
Il grasso del latte poi presenta un’elevata variabilità per quanto riguarda la composizione degli acidi grassi, molto più marcata rispetto ad altri grassi corporei. Il grasso del latte nei ruminanti (bovini, ovini e caprini), contiene elevate quantità di acidi grassi saturi a catena corta come l’acido butirrico C4:0 (3,6%), l’acido caproico C6:0 (2,2%), l’acido caprilico C8:0 (1,1%), l’acido caprico C10:0 (2%) l’acido laurico C12:0 (3%), una piccola quota di acidi grassi insaturi come l’acido linoleico C18:2 (2%), tracce di acidi grassi a catena ramificata ecc.
Anche l’alimentazione presenta una notevole influenza sulla composizione degli acidi grassi del latte. Se l’animale è sottoalimentato, diminuiscono gli acidi grassi volatili e aumentano quelli fissi. L’alimentazione con foraggio verde e fresco fa aumentare il contenuto di acidi grassi insaturi, mentre il fieno e il foraggio secco quelli saturi.
Infine anche la stagione influisce sulla composizione degli acidi grassi. D’inverno aumentano gli acidi grassi saturi, mentre in estate quelli insaturi.
Nel latte i lipidi, si trovano dispersi sotto forma di piccole goccioline di 3 – 4 µm nella fase di emulsione che messi insieme vanno a formare i globuli di grasso del diametro di 2 – 10 µm.
I globuli di grasso essendo molto piccoli, hanno una superficie molto estesa e quindi hanno la capacità di adsorbire determinate sostanze, le quali formano attorno una membrana costituita da fosfolipidi, colesterolo, vitamina A, proteine, lipoproteine e altri lipidi complessi per uno spessore di 10 nm e un peso pari al 2%. Lo stato di emulsione del grasso è dovuto proprio a questa membrana la quale nella sua parte esterna è idrofila, mentre la parte interna è idrofoba. In questo modo la membrana fa da tramite tra il globulo di grasso e il plasma del latte mantenendo i lipidi in emulsione. La membrana limita l’aggregazione dei globuli di grasso che tende ad avvenire spontaneamente. Per questo per trasformare i grassi del latte in burro occorre intervenire con un’operazione meccanica la quale rompendo la membrana favorisce la loro aggregazione.

C.3.1) Acidi grassi saturi
Quasi tutti gli acidi grassi saturi del latte presentano un numero pari di atomi di carbonio, dal momento che la loro sintesi avviene a partire dall’acido acetico (C2:0) fino all’acido palmitico (C16:0). Gli acidi grassi a numero dispari di atomi di carbonio prendono origine dall’acido propionico (C3:0), però essendo in quantità molto scarse non intervengono nelle proprietà del grasso del latte. Gli acidi grassi saturi più abbondanti nel latte sono l’acido palmitico e l’acido stearico.
Gli acidi grassi da C2 e C10 (acido caprico) sono volatili e quindi possono essere separati facilmente in corrente di vapore durante la distillazione o dopo saponificazione e acidificazione. L’acido laurico in parte è considerato acido volatile e in parte fisso.
Gli acidi grassi volatili presentano un odore molto forte e intenso. Il loro odore è percepibile particolarmente durante i processi d’irrancidimento. L’odore diminuisce all’aumentare del contenuto di atomi di carbonio e con la lunghezza della catena.
Tra gli acidi grassi volatili alcuni sono solubili in acqua, altri sono invece poco solubili andando a rappresentare nel complessivo il 5% di tutto il latte. Gli acidi grassi saturi a catena corta sono solubili in acqua, perché in essi predominano le caratteristiche polari o idrofile del gruppo -COOH. Mentre gli acidi grassi saturi a catena lunga sono insolubili in acqua, perché in essi predominano le caratteristiche apolari o idrofobe del gruppo R.

C.3.2) Acidi grassi insaturi
Se ne trovano una grande quantità nel latte contenenti da 1 (monoinsaturi o monoeni) a 6 (esainsaturi o esaeni) doppi legami. Tra tutti questi però quello presente in maggior quantità è l’acido oleico (C18:1), che forma i 3/4 del contenuto totale.
Gli acidi grassi insaturi presentano a sua volta un’isomeria di struttura che può essere cis o trans. I lipidi del latte non contengono acidi grassi insaturi a catena lunga come l’acido erucico (C22:1) considerato tossico.
Il contenuto di acidi grassi insaturi varia molto in base all’alimentazione. I lipidi provenienti dai vegetali sono la sorgente della maggior parte degli acidi grassi insaturi soprattutto l’oleico, il linoleico (C18:2) e il linolenico (C18:3). Il grasso contenuto del foraggio fresco è costituito dal 60% di acido linolenico, anche se possiamo ritrovare anche acido oleico e l’acido vaccenico (C17:1) che presenta proprietà fisiche diverse perché esso risulta solido mentre gli altri sono liquidi.
L’acido arachidonico (C22:4) non esiste negli alimenti ma deriva dall’acido linoleico per interconversione nell’organismo animale.
L’acido linoleico è considerato acido grasso essenziale, perché non può essere sintetizzato dall’organismo umano ma deve essere assunto con l’alimentazione. Tuttavia una volta assunto può essere utilizzato per la sintesi di altri acidi grassi polinsaturi come gli ω3 e gli ω6 e le prostaglandine, ossia sostanze che hanno delle proprietà biologiche molto importanti tra cui quelle ormonali. Nel latte vaccino però il contenuto di acido linoleico varia poco nel corso dell’anno (da 1,2 a 2%) degli acidi grassi totali. Valore sicuramente molto più basso, se paragonato a quello trovato nel latte umano (8 – 9%).
Oltre all’alimentazione altri fattori possono influire sulla composizione degli acidi grassi insaturi del latte come il periodo di lattazione e l’età dell’animale. Quando aumentano entrambi, s’innalza il grado d’insaturazione delle molecole, anche se sembra esistano delle differenze tra le varie razze nell’attitudine a produrre un grasso in parte insaturo.

C.3.3) Acidi grassi polari
I lipidi del latte contengono una piccola quantità (0,5%) di acidi grassi polari cui fanno parte composti come i chetoacidi e gli ossiacidi. Entrambi si originano dall’acido stearico con la comparsa di un gruppo chetonico -CO (chetoacidi) o con un gruppo alcolico -OH (ossiacidi). Queste sostanze sono considerate degli indicatori metabolici, perché si formano nel corso delle tappe intermedie della sintesi degli acidi grassi o durante la loro digestione. Si possono avere anche lattoni originatisi per esterificazione interna degli ossiacidi.
Sono sostanze presenti in tracce all’interno del grasso naturale, anche se il loro contenuto può essere incrementato con il riscaldamento. Alcuni di essi hanno un odore intenso.

C.4) Sostanze azotate
Le sostanze azotate, rappresentano la parte chimica più complessa del latte ancora non perfettamente conosciuta nella sua costituzione e nelle trasformazioni che può subire.
Esse costituiscono mediamente il 3,4% del latte, che per il 95% sono rappresentate da proteine con la seguente ripartizione: caseine e proteine del siero (3,2%) e sostanze azotate non proteiche (0,2%).
Le sostanze azotate del latte sono importanti per i seguenti motivi:

  • Sono tra le più abbondanti
    Nel latte dei ruminanti vi sono tante proteine quanti lipidi. Nel latte delle altre specie sono invece la frazione principale soprattutto nei mammiferi monogastrici a rapida crescita (suini).
  • Le più importanti proprietà fisico – chimiche del latte soprattutto quelle legate alla sua stabilità, derivano dalla presenza delle proteine sotto forma di micelle.
  • Dal punto di vista nutrizionale, le proteine sono la parte più importante del latte.
  • Le proteine rappresentano i costituenti fondamentali delle cellule e costituiscono la parte più importante di tutto il materiale biologico
    Per esempio alcune proteine del siero svolgono delle attività biologiche importanti come enzimi, inibitori, anticorpi ecc. Le proteine del latte come quelle del sangue sono caratteristiche, secondo la specie animale da cui ne dipendono anche le loro proprietà immunologiche.

Le sostanze azotate presenti nel latte sono numerose e diverse tra loro. Un tempo erano classificate in quattro categorie secondo il comportamento di fronte agli agenti precipitanti in:

  1. Globulina.
  2. Albumina.
  3. Proteoso – peptoni.
  4. Sostanze azotate non proteiche.

Oggi invece le sostanze azotate presenti nel latte sono classificate in:

  1. Proteine.
    Distinte a loro volta in:
    a) Caseine.
    b) Proteine del siero o sieroproteine.
    c) Proteine minori.
    d) Proteoso – peptoni.
  2. B) Sostanze azotate non proteiche (NPN).

C.4.1) Proteine
Le proteine rappresentano le sostanze chimiche di maggior valore sia nutrizionale, sia economico del latte. Il valore biologico (V.B.) delle proteine del latte e i suoi derivati, è molto elevato (95 – 97%), essendo soltanto al secondo posto a quello delle proteine dell’uovo nella scala degli alimenti proteici. Questa caratteristica abbinata all’elevata digeribilità delle stesse e di tutti gli altri principi nutritivi, fa del latte e dei latticini gli alimenti essenziali dell’alimentazione di tutti gli esseri umani soprattutto dei giovani in crescita grazie alla loro azione plastica di accrescimento dei tessuti.
Le proprietà delle proteine del latte dipendono dal tipo e dalla quantità di amminoacidi che appartengono a categorie diverse secondo la natura della loro catena laterale.
Il numero e il tipo di proteine del latte variano secondo la specie animale, a sua volta legata a fattoria di ereditarietà genetica molto alta.

C.4.1.1) Caseine
Le caseine rappresentano le proteine più importanti del latte, sia dal punto di vista quantitativo (2,4 – 2,6% del latte e 78% delle proteine totali), sia dal punto di vista qualitativo, perché rappresentano il substrato fondamentale per la fabbricazione del formaggio.
Dal punto di vista chimico, la caseina è una proteina complessa definibile come fosfocaseinato di calcio contenente zuccheri (glucosio, galattosio, acido sialico esosammine ecc.) per l’1% e fosforo (sia organico, sia inorganico) per lo 0,8%, calcio (60 – 70% del calcio si trova nel latte), magnesio e acido citrico.
La caseina ha un peso molecolare variabile e molto elevato, è poco solubile, coagula alla temperatura di 20°C e a pH 4,6. Possiede un carattere acido, perché prevalgono i gruppi carbossilici degli amminoacidi (rispetto ai gruppi amminici) e per la presenza di gruppi fosforici.
La funzione nutrizionale della caseina è dovuta alla sua ricchezza di amminoacidi essenziali in particolar modo alla serina, anche se è carente dell’amminoacido cisteina di cui invece sono ricche le proteine del siero. La caseina ingerita è subito attaccata dagli enzimi proteolitici (proteasi) e la forma presente in associazione ai minerali sotto forma di micelle, aumenta la capacità del latte a fornire tali elementi. In definitiva però la caseina non è una proteina unica, ma un insieme o aggregato di proteine fosforilate costituite da più unità proteiche con delle differenze molto specifiche di composizione e di quantità non solo tra specie diverse, ma anche all’interno della stessa specie.
Per questo motivo se ne conoscono varie frazioni tra cui:

  1. α-caseina.
  2. β-caseina.
  3. k-caseina.
  4.  γ-caseina.
  5.  λ-caseina.

α-caseina
E’ presente per il 70 – 75%, è la più ricca in fosforo e zuccheri e precipita al pH 4,6. Questa è suddivisibile in altre frazione la cui più importante è la αs.
La frazione αs, contiene l’1,1% di fosforo, è priva di zuccheri, precipita per azione degli ioni calcio (Ca2+) ed è tipica per ogni specie animale.
E’ suddivisibile a sua volta in altri frazioni come

  1. αs1 con 4 varianti genetiche e 8 residui fosforilati.
  2. αs2 con 2 varianti genetiche e 4 residui fosforilati.
  3. αs4.
  4. αs5.
  5. αs6.
  6. αs0.

β-caseina
E’ presente per il 20 – 25%, contiene 0,1 – 0,2% di zuccheri, precipita a pH 4,9 e presenta 7 varianti genetiche.

k-caseina
E’ la frazione più interessante e più importante di tutte le caseine, perché contiene quasi tutto lo zucchero della caseina e molti amminoacidi. Non precipita per azione degli ioni Ca2+ ed esercita un’azione di protezione verso tutte le altre frazioni caseiniche. Questa frazione caseinica è la più importante, anche perché favorisce una più veloce coagulazione del latte ed essendo più resistente delle altre condiziona il processo di caseificazione. Questo perché, la k-caseina presenta un legame amminoacidico fenilalanina-metionina che viene facilmente attaccato dal caglio o chimosina o rennina e altre proteasi, le quali distruggono l’abilità di questa proteina a stabilizzare le altre caseine contro la precipitazione indotta dagli ioni Ca2+, convertendo di conseguenza la caseina solubile in paracaseina insolubile dando origine alla cagliata.
La k-caseina è presente nel latte di molte specie animali come i bovini, gli ovini, i caprini, i suini e l’uomo con proprietà molto simili.
Di questa caseina ne sono state identificate una o più varianti genetiche contraddistinte da lettere maiuscole e determinate dall’effetto di un solo gene per ogni tipo di caseina, gene che presenta uno o più alleli. Le più importanti varianti genetiche, di questa caseina sono:

  • kA.
  • kB.

Per quanto riguarda il latte bovino, le vacche possono essere distinte in tre gruppi diversi in base alla ripartizione delle varie frazioni.
Per questo avremo:

  • kAA (vacche che producono latte con solo k-caseina A).
  • kBB (vacche che producono latte con solo k-caseina B).
  • kAB (vacche che producono latte con k-caseina A e k-caseina B).

Queste varianti genetiche sono caratterizzate da piccolissime variazioni strutturali della molecola della caseina, che però possono produrre effetti molto evidenti. Per esempio la k-caseina B è associata ha un latte contenente una percentuale di proteine superiore rispetto a quello della k-caseina A, una caseificazione più efficiente e una resa in formaggio più elevata.
Queste varianti genetiche non si distinguono solo per le minime differenze di composizione proteica, ma anche per la mancanza o sostituzione di uno o più amminoacidi della catena polipeptidica. Quando la sostituzione riguarda amminoacidi con cariche elettriche diverse, si possono modificare le caratteristiche fisico – chimiche della caseina.
L’esistenza di frazioni caseiniche determinate geneticamente chiamato polimorfismo ereditario, che si manifesta con l’estrinsecarsi di proprietà diverse in base alle loro proporzioni presenti nel latte, condiziona infine anche il comportamento del latte nel corso dei trattamenti industriali come ad esempio la stabilità nel corso del riscaldamento e l’attitudine alla coagulazione con il caglio.

 γ-caseina
Rappresenta il 5% di tutte le caseine, contiene lo 0,1% di fosforo e lo 0,4% di zuccheri. Precipita a pH 6,2 e proviene direttamente dal sangue.
Contiene 9 varianti genetiche ed è suddivisibile in altre frazioni:

  1. γ1
  2. γ2
  3. γ3

 λ-caseina
E’ la frazione meno abbondante che non precipita per azione degli ioni Ca2+.

Nel latte le caseine, si trovano sotto forma di micelle aventi una forma sferica, disperse in una fase di sospensione o dispersione colloidale. Il nucleo delle micelle è costituito da 3 molecole di αs-caseina, disposta attorno ad una molecola di k-caseina, la quale essendo costituita esternamente da zuccheri risulta essere idrofila e quindi svolge l’azione di colloide protettore. Queste micelle di caseina, sono costituite a loro volta da submicelle legate tra loro attraverso ponti d’idrogeno, anche se questi legami non sono sufficienti a stabilizzare le micelle. Questo perché, le caseine possiedono una struttura labile. Infatti, quando le catene proteiche sono riunite tra di loro, si aggrovigliano. In questo modo si formano al loro interno degli spazi sufficienti per la fissazione dei fosfati di calcio e per la penetrazione degli enzimi.
La struttura delle caseine, è invece stabilizzata fortemente dalla presenza di elementi minerali come il calcio e il fosforo sotto forma di apatite (fosfato di calcio Ca3(PO4)2 o polifosfato), che salificando la caseina formano un aggregato spugnoso molto stabile.
La stabilità complessiva delle micelle caseiniche può dipendere anche da:

  1. Carica elettrica superficiale negativa (-).
  2. Forte idratazione (fino al 50%) della parte zuccherina legata alla k-caseina.
  3. Idratazione dei gruppi amminici liberi -NH2 degli amminoacidi.

Tuttavia la caseina può essere destabilizzata per varie cause esterne come:

  1. L’aumento degli ioni calcio Ca2+.
  2. L’azione degli enzimi (proteasi).
  3. Il riscaldamento.

Le micelle caseiniche contribuiscono infine a determinare il colore bianco del latte.

C.4.1.2) Proteine del siero o sieroproteine
Le proteine del siero costituiscono lo 0,5 – 0,6% del latte e il 18% delle proteine totali. Sono chiamate anche sieroproteine, perché a differenza delle caseine non coagulano durante la caseificazione, per cui rimangono disciolte nel residuo liquido che si ottiene dalla produzione del formaggio dopo aver tolto la cagliata, chiamato siero o latticello. Il siero è ricco oltre che di sieroproteine anche di acqua, lattosio, minerali e vitamine idrosolubili del gruppo B. Le proteine del siero inoltre non precipitano per azione enzimatica, ma soltanto quando sono sottoposte ad alta temperatura (70 – 80°C) e in presenza di un pH pari a 6. Questo perché le proteine del siero possiedono una struttura molto forte e compatta per cui i minerali e gli enzimi s’introducono difficilmente al loro interno. Presentano un peso molecolare minore rispetto alle caseine, sono più ricche di zolfo (soprattutto di cisteina), sono prive di fosforo e non formano aggregati proteici.
Le proteine del siero sono suddivise in due gruppi fondamentali anch’esse caratterizzate da varianti genetiche specifiche secondo la specie animale.

  • Albumine.
  • Globuline.

Albumine
Le albumine costituiscono il 10% delle proteine totali e il 75% delle proteine del siero.
A loro volta sono suddivisibili in tre frazioni:

 β-lattoglobulina
Presenta molte varianti genetiche, è molto ricca di gruppi -SH sulfidrilici dovuti alla presenza della cisteina ed è presente nel latte di quasi tutte le specie animali rappresentando quasi il 50% delle proteine del siero.

α-lattoalbumina
Rappresenta il 20% delle proteine del siero ed è molto ricca di lattosio.

 Albumina del siero o sieroalbumina
Rappresenta il 5 – 10% delle proteine del siero, deriva direttamente dal sangue e presenta numerose varianti genetiche.

Globuline
Costituiscono il 3,5% delle proteine totali e il 10-15% delle proteine del siero, derivano dal sangue e donano al latte proprietà immunologiche. Fra queste ricordiamo le imminoglobuline e le γ-globuline che sono molto abbondanti nel colostro presenti soltanto in tracce nel latte.
Nei bovini le imminoglobuline non derivano direttamente dal sangue materno, ma bensì a partire dagli amminoacidi liberi presenti nel sangue assemblati a livello della mammella.

C.4.1.3) Proteine minori
Tra le proteine minori presenti in piccole quantità ricordiamo:

Agglutenine
Sono proteine presenti nella membrana esterna ai globuli di grasso, esercitano un’azione batteriostatica, ma sono distrutte a seguito dei trattamenti termici utilizzati per il risanamento del latte.

Lactenina
Anche questa proteina è associata ai globuli di grasso, dove svolge una funzione batteriostatica dopo 2 – 3 ore dalla mungitura.

Enzimi
Proteine presenti nel latte in piccolissime quantità, caratterizzate da attività biologiche molto diverse e importanti che condizionano anche la produzione e maturazione dei formaggi.

Transferrina
Proteina di trasporto simile a quella presente nel sangue.

C.4.1.4) Proteoso – peptoni
I proteoso – peptoni rappresentano il 4% delle proteine totali. Sono sostanze glicoproteiche che hanno una grandezza molecolare intermedia tra quella delle proteine e quella dei peptidi, costituiti da una catena corta contenente pochi amminoacidi. Contengono 1 – 2% di fosforo e quantità variabili di zuccheri (1,5 – 9%). Sono in parte associati alle caseine.

C.4.2) Sostanze azotate non proteiche (NPN)
Le sostanze azotate non proteiche NPN (Non Protein Nitrogen), costituiscono circa il 5% dell’azoto totale del latte. Sono sostanze di natura diversa tra loro che formano una parte poco abbondante del latte caratterizzata da tutti quei composti azotati di origine non proteica sia organici, sia inorganici. Fanno parte di questo gruppo l’ammoniaca, l’acido urico, la creatina, la creatinina, gli amminoacidi, le ammine, i nucleotidi, l’urea, gli amminoalcoli e l’azoto molecolare.

C.5) Minerali
I minerali o sostanze saline, sono presenti nel latte in circa lo 0,90 – 0,96%, presenti in parte in soluzione come sali solubili e in parte in soluzione colloidale legati alla caseina (45% quelli del calcio, 35% quelli del magnesio, 10% i citrati e il 60% i fosfati).
I sali disciolti in soluzione sono in equilibrio con quelli in sospensione colloidale. Infatti, per questo il latte è una soluzione soprasatura di fosfato e citrato di calcio. I minerali sono importanti non solo per l’alimentazione umana e animale, ma anche perché svolgono altre funzioni importanti come:

  • Azione stabilizzatrice verso le proteine (caseine).

In particolare il calcio, il magnesio, i fosfati e i citrati.

  • Potere tampone.
  • Catalizzatori di alcune reazioni.

Come quelle di ossidazione dei lipidi che coinvolgono il ferro e il rame.

  • Formazione di composti aromatici.

Come avviene nel caso del burro e del formaggio, ad opera dell’acido citrico.

Nel latte i minerali li troviamo presenti in forma di cationi a carica positiva (+) e di anioni a carica negativa ().
Tra i cationi i più abbondanti sono: potassio K, calcio Ca, sodio Na e magnesio Mg. Meno abbondanti sono altri microelementi tra cui: alluminio Al, arsenico As, argento Ag, boro B, cobalto Co, ferro Fe, Iodio I, manganese, Mn, molibdeno Mo, rame Cu, nichel Ni e zinco Zn.
Tra gli anioni i più abbondanti sono invece: fosfati, citrati, cloruri, solfati e bicarbonati.
Dal punto di vista tecnologico i minerali più importanti sono rappresentati dal calcio e dal fosforo.
Il calcio è presente in forma solubile come ione Ca2+ (10%) nei fosfati e nei citrati (25%) e in forma colloidale (65%) salificato con le casine e legato a esse sotto forma di fosfato di calcio.
Anche il fosforo è presente in forma solubile (40%) come fosfato di calcio, in forma colloidale (circa 60%) come fosfato tricalcico legato alla caseina e in emulsione (1,5%) associato ai fosfolipidi.
Allo stato colloidale si ritrovano anche il sodio e il potassio (25%).
Se il latte è sottoposto ad alta temperatura si verifica il passaggio dei minerali dallo stato solubile allo stato colloidale in particolar modo i fosfati e altri sali di calcio con la loro successiva precipitazione con spostamento dell’equilibrio di reazione a destra:

  1. Ca2+ (ionico) ↔ Ca (solubile) ↔ Ca (colloidale o precipitato)
  2. P (solubile) ↔ P (colloidale o precipitato)

Se invece avviene un’acidificazione fino a pH 4,9, avviene una demineralizzazione delle caseine, le quali allontanando i fosfati di calcio fanno spostare i minerali dallo stato colloidale e quello solubile spostando l’equilibrio delle reazioni sopra citate a sinistra.
Dal punto di vista alimentare i minerali sono importanti tanto per la nutrizione umana che animale, perché con i suoi 9 g/l di sali rappresenta un buon apportatore di sali soprattutto di calcio e fosforo. L’unico minerale di cui è carente è il ferro, tanto che per evitare la comparsa di forme di anemia sia nei bambini, sia negli animali è necessario intervenire con opportune integrazioni di questo minerale.

C.6) Vitamine
Il latte inoltre (soprattutto quello fresco), è da ritenersi un alimento abbastanza completo anche sotto il profilo dell’apporto delle vitamine sia liposolubili (A, D, E, K) che idrosolubili (B1. B2, B6, B12, C, acido pantotenico, acido folico, inositolo e colina).
Se però andiamo ad analizzare il latte vaccino vediamo che sono abbondanti la vitamina A e alcune del gruppo B, mentre sono piuttosto carenti la vitamina C e la D. La quantità di vitamine liposolubili varia il tipo d’alimento, mentre quelle idrosolubili dipendono dall’efficienza della flora batterica a livello digestivo.
Le vitamine sono molto sensibili all’azione del calore, della luce e dell’ossigeno.

C.7) Enzimi
Gli enzimi del latte sono importanti soprattutto dal punto di vista tecnologico nella maturazione del formaggio. Sono inoltre utilizzati come spia per capire se l’operazione di risanamento ad alta temperatura (pastorizzazione), è andata a buon fine.
In particolar modo le perossidasi e le fosfatasi, la cui assenza nel latte dopo il trattamento, ci permette di capire che il prodotto è stato trattato alle temperature superiori (62 °C per 30 minuti) a quelle necessarie per distruggere i batteri della TBC (tubercolosi). Per questo se sono assenti tali enzimi significa che sono assenti anche i germi patogeni che li producono e ciò significa che il latte è stato pastorizzato. I principali enzimi che possiamo ritrovare nel latte sono:

  • Fosfatasi.
  • Perossidasi.
  • Lipasi.
  • Catalasi.
  • Proteasi.

C.8) Costituenti minori
Il latte infine oltre ai componenti che abbiamo descritto sopra, è anche ricco di una serie di componenti definiti minori, la cui presenza è fondamentale per le innumerevoli funzioni biologiche che svolgono a carico degli organismi viventi che se ne nutrono.
I costituenti minori presenti nel latte sono:

  • Sostanze associate al grasso (fosfolipidi, steroli, carotenoidi, tocoferoli, squalene).
  • Gas disciolti.

C.8.1) Sostanze associate al grasso
La frazione lipidica del latte è costituita non solo da trigliceridi e acidi grassi (frazione saponificabile), ma anche da lipidi complessi come i fosfolipidi e le lipoproteine compresa una piccola quantità di sostanze che vanno a costituire quella che si chiama la frazione insaponificabile.
Il latte contiene in piccola quantità di fosfolipidi, amminolipidi e lipoproteine. Queste sostanze si ritrovano in tutte le cellule viventi in particolare in quelle nervose, dove svolgono la funzione di favorire la costruzione delle membrane cellulari formando gli strati lipoproteici.
Tra i fosfolipidi, i più importanti che troviamo nel latte sono:

  • Lecitina o fosfatidilcolina (30 – 33%).
  • Cefalina (32 – 45%).
  • Sfingomielina (23 – 25%).
  • Fosfatidilserina (12%).

Queste sostanze essendo dei tensioattivi, contribuiscono a stabilizzare l’emulsione del grasso, anche se sono facilmente ossidabili a causa della presenza nella loro molecola di una grossa quota di acidi grassi insaturi. Formano un ponte tra la fase acquosa e grassa nel latte e le possiamo ritrovare oltre che nel latte scremato, anche nel siero, nel burro e nel formaggio.
In particolar modo svolgono una funzione di eccellenti agenti emulsionanti, rendendo stabile la sospensione della sostanza grassa del latte. Nel latte si legano facilmente alle proteine e al colesterolo. Con i processi di trasformazione del latte per ottenere il burro e il formaggio, una parte è distrutta. Durante la produzione del formaggio le ritroviamo in particolare nel siero, dove conferiscono un odore caratteristico.
Le lipoproteine invece favoriscono l’aggregazione del globuli di grasso durante l’affioramento spontaneo per la produzione del burro.
La frazione insaponificabile che costituisce lo 0,3 – 0,4% del grasso del latte, comprende essenzialmente sostanze come gli steroli (specialmente colesterolo), vitamine liposolubili (A, D, E, K), carotenoidi, idrocarburi (squalene) e cere.
Per quanto riguarda gli steroli, nel grasso del latte così come in tutti i grassi animali, lo sterolo più diffuso è il colesterolo accompagnato da sostanze similari ma in proporzione piuttosto scarsa. Il latte vaccino contiene lo 0,3% di colesterolo cioè 0,1 g/l. Esso infatti è il costituente più abbondante della frazione insaponificabile anche se il latte di donna ne contiene due volte di più (0,2 g/l).
Gli steroli presenti nel latte, sono associati alle lecitine di cui regolano il potere idratante, e l’azione di stabilizzazione nei confronti dei globuli di grasso agendo infine anche da fattori di protezione contro l’attività delle lipasi.
Altri steroli sono dei precursori di sintesi della vitamina D. Infatti, se il latte è sottoposto all’irraggiamento solare il latte si arricchisce di vitamina D. La sintesi di questa vitamina a seguito dell’irraggiamento non avviene dal colesterolo, ma da altri steroli come l’ergosterolo, il deidrocolesterolo e il lanosterolo.
Per quanto riguarda invece i carotenoidi, essi sono presenti nel latte legati alle proteine sotto forma di lipoproteine. Il carotene è il pigmento tipico del grasso del latte. Tuttavia essendo insaturo, è facilmente ossidabile e quindi sparisce facilmente all’inizio dei processi ossidativi dei lipidi. Il carotene è la molecola precursore di sintesi della vitamina A in particolare il β-carotene.
Il β-carotene è presente in tracce nel latte di vacca e quello umano, mentre è assente nel latte di capra, di pecora e di bufala.
La quantità di carotene che possiamo ritrovare nel latte varia strettamente in base all’alimentazione e in base anche alla stagione. In inverno il livello di carotene presente nel latte è minore a causa della mancanza di alimenti freschi e verdi. Infatti, il tenore di carotene nel latte è due volte più alto in estate che in inverno pari a 0,5 – 1 mg per 100 g di grasso.
I tocoferoli o vitamina E, proteggono i grassi e anche i caroteni dall’ossidazione fino alla loro scomparsa. Sono tuttavia molto sensibili all’azione distruttrice dei raggi ultravioletti, anche se in assenza di ossigeno resistono bene al riscaldamento. Il contenuto di tocoferoli nel latte vaccino varia da 0,2 a 1,2 mg/l. Il latte umano ne è più ricco perché ne contiene dai 5 ai 35 mg/l.
Infine ricordiamo che il latte contiene anche una piccola quantità d’idrocarburi insaturi, tra i quali figura particolarmente lo squalene, composto appartenente alla categoria dei terpeni e caratterizzato da evidenti funzioni antiossidanti.

C.8.2) Gas disciolti
Anidride carbonica CO2, azoto N2 e ossigeno O2 si ritrovano nel latte allo stato gassoso. Il contenuto di ammoniaca NH3 invece, può essere utilizzato come indice della qualità igienica del latte crudo, poiché questo gas è prodotto da microrganismi e soprattutto dalla flora psicrofila (cioè quella che si sviluppa in condizioni di elevata umidità).

D) Funzioni fisiologiche del latte
La funzione fisiologica del latte a livello del corpo umano è svolta prevalentemente dai suoi costituenti presenti in quantità maggiore (lattosio, lipidi, proteine, minerali e vitamine).

D.1) Funzione del lattosio
Il lattosio e gli altri zuccheri semplici svolgono un’importante funzione plastica la quale si manifesta nel contribuire allo sviluppo delle fibre nervose. Tutto questo è dovuto al fatto che le fibre nervose, sono costituite da lipidi complessi chiamati cerebrosidi i quali contengono lo zucchero galattosio che può essere apportato solo attraverso il consumo di lattosio. I lipidi delle cellule nervose che contengono galattosio sono chiamati anche galattolipidi. Il lattosio inoltre presenta un effetto lipotropo, ossia ostacola la deposizione dei grassi nel fegato, svolgendo una vera e propria funzione epatoprotettrice.
Il lattosio è importante per la trasformazione del latte in formaggi e yogurt, perché è soggetto a varie fermentazioni, essendo il substrato idoneo alla crescita dei batteri lattici. La sua funzione alimentare e biologica più importante però, è soltanto quella di apportare energia prontamente utilizzabile dall’organismo animale o umano per i soddisfacimenti dei fabbisogni di mantenimento. Dato che ogni grammo di zucchero fornisce 4 calorie, il lattosio presente in 1 litro di latte (48 g), fornisce circa 192 calorie. In alcuni individui, specie adulti, può dare problemi d’intolleranza se consumato in quantità elevate.
Infine il lattosio regola anche le funzioni intestinali favorendo la sintesi di alcune vitamine e la fermentazione acida vantaggiosa per i batteri acidofili utili (es. Lactobacillus), ma svantaggiosa per i batteri putrefattivi e patogeni. In questo modo è incrementato anche l’assorbimento e l’utilizzazione di calcio e fosforo.

D.2) Funzione dei lipidi
L’insieme dei lipidi (denominato come grasso del latte), svolge una funzione principalmente energetica, perché può fornire oltre 9 calorie/grammo. Infatti, il grasso presente in 1 litro di latte (35 g) fornisce circa 320 calorie. Inoltre lo stato di emulsione in cui si trovano i grassi nel latte, ne facilita la digestione da parte dell’organismo umano. I globuli di grasso di piccolo diametro (0,1 µm), possono essere assorbiti direttamente dall’intestino senza essere digeriti.
I lipidi soprattutto gli acidi grassi insaturi, svolgono una funzione antiossidante. Inoltre la capacità di adsorbimento superficiale dei globuli di grasso, la quale si manifesta verso ogni tipo di molecola, rende il latte molto utile come antidoto nel caso d’intossicazione e ingestione di veleni. I lipidi sono importanti a livello industriale per ricavare il burro, la crema e la panna. I fosfolipidi infine agiscono abbassando il colesterolo nel sangue.

D.3) Funzione delle proteine
Le proteine del latte presentano un elevato valore biologico che è pari a 90, mentre quello della carne si aggira intorno a 70. Le proteine invece svolgono principalmente una funzione plastica, necessaria alla formazione dei tessuti del nostro corpo, presentano un elevato valore biologico, dovuto alla presenza di numerosi amminoacidi essenziali per l’alimentazione umana (lisina, metionina e triptofano). La lisina e la metionina sono presenti in 1 litro di latte in quantità superiore al fabbisogno giornaliero, il triptofano in quantità di poco inferiore a tale fabbisogno. Importantissima è anche la funzione immunologica esplicata dalle imminoglobuline molto abbondanti nel colostro (primo liquido secreto subito dopo il parto). Le caseine sono considerate il substrato fondamentale per la preparazione dei formaggi, ricotta, mozzarella e latticini suoi derivati. Mentre le proteine del siero sono il substrato per l’ottenimento della ricotta.
In caso di necessità anche le proteine possono essere impiegate a scopi energetici fornendo 4 calorie per grammo. Le proteine presenti in 1 litro di latte (32 g), forniscono circa 128 calorie.

D.4) Funzione dei minerali e delle vitamine
Per quanto riguarda i minerali come abbiamo visto il latte, è fondamentalmente ricco di tutti quegli elementi necessari all’alimentazione. Bisogna, infatti, ricordare che 1 litro di latte apporta una quantità di calcio e fosforo sempre superiore al fabbisogno giornaliero sia per il bambino, sia per l’adulto. Il rapporto tra calcio e fosforo è pari a 1/4.
Nonostante la ricchezza delle sostanze saline, il latte è un alimento molto carente di ferro, fornendone per ogni litro solo il 6 – 10% di quanto necessita sia il bambino che l’adulto. Proprio per questa sua carenza il latte non può essere definito un alimento completo, quindi è necessario arricchire la dieta attraverso il consumo di alimenti di origine vegetale di cui ne sono più ricchi.
Le vitamine infine, di cui il latte ne è ricco, svolgono prevalentemente una funzione antiossidante.

BIBLIOGRAFIA:
1) Bittante G., Andrighetto I., Ramanzin M., 1997. Tecniche di produzione animale. Liviana editrice. Padova.

2) Poli B.M., 2000. Fisiologia degli animali da reddito. Dipartimento di Scienze Zootecniche. Facoltà di Agraria. Università degli studi di Firenze.

3) Rapaccini R., 2003. Qualità dei prodotti di origine animale (qualità del latte). Dipartimento di Scienze Zootecniche. Facoltà di Agraria. Università degli studi di Firenze.

4) Sicheri G., 1998. Industrie agrarie e agroalimentari. Quarta edizione. Ulrico Hoepli editore, Milano.

5) http://www.blitzquotidiano.it., 2016. Aflatossine nel latte: controlli in Lombardia. Archivio foto.

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