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CONTROLLO DELL’AMBIENTE NELLA MATURAZIONEE STAGIONATURA DEI FORMAGGI

L. Brunetti, Tecnico LaureatoF. Fucci, Prof. Ordinario di Fisica Tecnica

G. La Fianza, Prof. Associato di Fisica Tecnica

Dip. S.A.V.A. – Facoltà di Agraria –Università degli Studi del Molise

SOMMARIOScopo del presente lavoro è quello di contribuire ad un approfondimento delle conoscenze dellefenomenologie collegate ad una ottimizzazione dei parametri di progetto degli impianti perl’asciugatura e la stagionatura dei formaggi. A tale scopo all’indagine su un’adeguata soluzioneimpiantistica, sono seguite delle prove sperimentali prendendo in esame una coppia di formaggiinseriti in un impianto presente presso un caseificio in provincia di Avellino. Ciò per poter effettuareun confronto tra i dati di U.R. e T dell’aria ed i fenomeni di asciugatura dei formaggi rilevatisperimentalmente ed i valori teorici. Tale confronto è importante per la valutazione dei fenomenipresenti nelle tipologie di impianti considerati. Una volta eseguite le misure e la raccolta dati, si èpassati all’analisi dei dati acquisiti ed alla formulazione di ipotesi propositive per il trattamento deiprodotti in fase di conservazione.

1. INTRODUZIONELe azioni enzimatiche responsabili dell’evoluzione della pasta in maturazione sono influenzate, oltreche da fattori intrinseci, dall’ambiente esterno che agisce come regolatore delle azioni enzimatichestesse e della microflora che le genera. Tra i parametri di regolazione dell’ambiente di maturazionedei formaggi, la temperatura è forse il più importante anche perchè è il più facile da regolare. Ingenerale si può dire che per ogni tipo di formaggio, l’adozione di una temperatura di maturazione piùbassa o più elevata di quella ottimale, si tradurrà naturalmente in una maturazione più lenta o piùrapida che produrrà una variazione sulle caratteristiche organolettiche del formaggio. La temperaturadei locali di maturazione è in genere mantenuta a livelli sempre inferiori sia a quelli ottimali per lacrescita batterica sia per l’azione degli enzimi (40-50°C), il che permette di rallentare e guidare iprocessi di maturazione. L’umidità ambientale e la temperatura influenzano lo sviluppo della crostadei formaggi che rendendo la superficie del prodotto più impermeabile all’acqua e quindi menosensibile all’evaporazione, concorre a mantenere condizioni particolari del parametro aw (wateractivity) all’interno della pasta. Più l’umidità ambientale è bassa, più il formaggio perde peso.Completata la maturazione, può seguire per ragioni commerciali, un periodo di conservazione delprodotto. La maturazione eventualmente incompleta nel primo periodo può essere completata durantela conservazione, ovvero i formaggi possono essere mantenuti nei magazzini per la maturazione anchequando questa è ultimata.

2. TIPOLOGIA IMPIANTISTICANei primi caseifici, quando la maturazione avveniva nelle cantine e nelle grotte naturali, laclimatizzazione era tipica di questi ambienti: umidità elevata, temperatura fresca o fredda,ventilazione ridotta al minimo. L’impiantistica moderna è rivolta a creare queste condizioni mariferendole alle condizioni di maturazione richieste da ogni tipo di formaggio. Infatti le condizioni ditemperatura e di umidità dei magazzini di stagionatura non vengono fissate in funzione del calo-peso,ma piuttosto in funzione dei principali processi microbiologici ed enzimatici che contraddistinguonola maturazione dei formaggi.Per le produzioni del caldo e del freddo necessarie a riscaldare ed a raffreddare l’aria in ingresso nellecelle, vengono generalmente utilizzate, nelle celle di prova, sistemi a pompa di calore.

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3. MATERIALI E METODIPer le prove sperimentali è stata utilizzata la linea strumentale BABUC costituita da un insieme distrumenti, sensori, accessori e programmi software per l’acquisizione, visualizzazione,memorizzazione di un ampio spettro di proprietà. Nel caso in esame, sono state registrateperiodicamente, mediante scansioni temporali impostate, le variazioni di temperatura, U.R. e velocitàdell’aria. La strumentazione è stata posizionata in due celle di lavorazione (asciugatura e stagionatura)in cui il condizionamento dell’aria è stato affidato ad un sistema di regolazione elettronica allo scopodi controllare le fasi del ciclo termodinamico.Le due celle di asciugatura e di stagionatura provvedono al riscaldamento e raffreddamento, medianteimmissione di aria i cui valori di temperatura ed U.R. vengono regolati dall’utente sul pannelloelettronico e mantenuti fissi per l’intero ciclo di lavorazione (temperatura di 29°C e 13-15°C ed U.R.del 20-22% e 78-80% rispettivamente in fase di asciugatura e stagionatura), dei prodotti posti al lorointerno.I valori sperimentali ottenuti nell’arco di 8 giorni (2 asciugatura + 6 stagionatura), misurati secondoscansioni di tempo (15 min. ed 1 ora), hanno permesso di ottenere grafici giornalieri dei valorimisurati. I grafici riassuntivi dell’intero ciclo sperimentale (fig. 1,2,3,4). riguardano le variazioni ditemperatura, U.R. e velocità dell’aria. Dai grafici è possibile evidenziare che esiste unaproporzionalità inversa tra la temperatura e l’U.R. (aumento di un parametro con coincidentediminuzione dell’altro). Tale andamento trova conferma dall’utilizzo del diagramma psicrometricodove ogni variazione di 1°C determina una variazione del 5%di umidità relativa.Le prove sperimentali effettuate hanno permesso di evidenziare alcune anomalie fra la temperatura el’U.R., connesse, probabilmente, all’apertura involontaria delle porte delle due celle di lavorazione daparte degli operatori con alterazione dei parametri impostati sul pannello elettronico.L’impianto utilizzato funziona a “temperatura guida” effettuando un ciclo di lavorazione discontinuoin fase di asciugatura e continuo in fase di stagionatura; tuttavia, in fase di asciugatura se rispetto alletemperature il ciclo si ripete rimanendo invariato, ciò per l’U.R. non accade, dal momento che laseconda fase ciclica evidenzia valori più bassi rispetto alla precedente.Questo andamento potrebbe essere giustificato da un forte aumento del calo peso relativo. Taleaumento, d’altro canto, non riesce invece a giustificare l’eccessivo incremento avutosi in fase distagionatura.Nel corso del ciclo di prove sperimentali sono state eseguite giornalmente le pesate di due coppie (Ae B) di formaggi sia durante il processo di essiccamento che, successivamente, durante lastagionatura. La diminuzione in peso delle due coppie di formaggi dall’ingresso in cella di asciugaturaall’uscita dalla cella di asciugatura. Da tali valori è stato ricavato l’andamento delle velocità diessiccazione riportato nella figura 7.La velocità di essiccazione presenta un andamento discontinuo fino ad assumere valore negativo inseguito ad un anomalo aumento di peso dei formaggi (aumento del contenuto in acqua). Vengonoriportati nella Tab.1 i valori inerenti al calo peso relativo ed assoluto dei prodotti che confermanol’andamento in peso anomalo riscontrato in precedenza.

CONCLUSIONIAnche se è possibile teoricamente studiare i processi che avvengono nelle fasi di asciugatura estagionatura dei formaggi o più in generale per gli alimenti nelle fasi di disidratazione o essiccazione,pur tuttavia per la complessità delle fenomenologie in gioco e dei parametri coinvolti, è necessarioaffidarsi ad una serie di prove sperimentali che attraverso una variazione degli stessi, consentano distabilire il peso specifico di ciascun parametro rispetto alle fenomenologie in atto.La maturazione è complessa e gli studi, solo recentemente hanno trovato un notevole impulso per lepotenzialità insite nei più recenti ed innovati sistemi di supervisione e gestione degli impianti e deiprocessi coinvolti.In questo articolo sono riportate una prima serie di misure in un impianto operativo tese a conoscere evalutare le modalità di sviluppo del processo di asciugatura e stagionatura dei caciocavalli di uncaseificio in cui i prodotti sono largamente commercializzati e che incontrano il consenso deiconsumatori, almeno nella zona di produzione. Sono questi i primi passi di un’attività di ricerca tesa astudiare i trattamenti termici ed igrometrici dei formaggi nelle varie fasi di maturazione.Dai rilievi sperimentali si è evidenziato che:

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la cella funziona a “temperatura guida” ovvero che l’U.R. al suo interno viene controllata attraverso latemperatura;la mandata e la ripresa dell’aria non consentono di controllare all’interno della cella la velocitàdell’aria;la cella di asciugatura è un ambiente di limitate dimensioni in cui viene posto il prodotto per duegiorni. L’impianto viene spento di notte;la cella di stagionatura è un magazzino di grande estensione in cui i formaggi sono tenuti in attesa diessere venduti;in fase di asciugatura la temperatura varia tra 23°C e 27°C e l’U.R. tra 50% e 75%;in fase di stagionatura la temperatura varia tra 13°C e 15°C e l’U.R. tra 70% e 80%;il calo in peso nella prima fase è molto più intenso che nelle fasi successive;in coda alla fase di stagionatura quando i valori di U.R. e temperatura restano costanti si è riscontratoun recupero in peso preceduto da una fase di rapida asciugatura;i valori di velocità misurati non sono risultati significativi al fine di una valutazione dell’effettivocampo di velocità all’interno degli ambienti.Da quanto sopra riportato si comprende che la tecnica adottata per la maturazione del formaggio,soprattutto nelle fasi di asciugatura, è tipica di quel caseificio che in modo del tutto empirico trattieneil prodotto all’interno della cella a valori di temperatura ed U.R. non canonici i quali, però,consentono un’asciugatura del prodotto.Ben diverso è il caso del grande magazzino di stagionatura dove il formaggio risiede per lungo tempoa bassa temperatura ed alta umidità per evitare cali di peso significativi che tendono a seccare ilprodotto.A seguito di tali prime esperienze si individuano due linee di azioni su cui operare:la determinazione attenta delle temperature, U.R. e velocità dell’aria a cui devono sottostare iformaggi nelle diverse fasi di lavorazione;lo studio di impianti in grado di garantire con una certa fidabilità tali condizioni.Da un punto di vista impiantistico la problematica è complicata dal fatto che le celle, in generale, sonoriempite dai formaggi e che le su indicate condizioni termo-igro-fluidodinamiche si devono realizzarein modo omogeneo in tutte le zone intorno ai formaggi.

BibliografiaAshrae Transactions. Interactions between heat and mass tyransfer in foods, 1985.C. Peri , M. Riva. L’essiccazione in corrente d’aria , pg.77-102, 1985.C. Peri, B. Zanoni. Manuale di Tecnologie Alimentari, Milano, Codit Editore, 1994.G. Rossi. Manuale di Tecnologia Casearia , Bologna, Edagricole Editore, (1993).E.R.S.A. Molise. Notizie di Informazione Agricola, anno 1 n°3 e 4/2000.

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