Concentrati e prodotti essiccati con componenti del latte

Da circa il 10 per cento circa del latte svizzero vengono fabbricati prodotti a base di latte il polvere e concentrati di latte (conserve di latte). A seconda della collocazione sul mercato la quota oscilla tra l'8 e il 13 per cento. Il volume di produzione nel 2015, ad esempio, ha toccato le 50'500 tonnellate di prodotti a base di latte in polvere e di concentrati di latte per cui sono state impiegate 358'000 tonnellate di latte (10.3% del quantitativo totale di latte). In questa lista non sono indicate separatamente le nuove proteine del latte, il lattosio e altre ingredienze lattiero-casearie derivate dal latte scremato, dal siero di latte o dal latticello. Oltre alla quantità di latte per i prodotti lattiero-caseari a lunga conservazione indicata nelle statistiche della TSM, i concentrati e i prodotti essiccati a base di latte sono prodotti anche da latte scremato e latticello proveniente dalla produzione del burro e da circa il 55 per cento del siero prodotto nella produzione di formaggio. 

La gamma di ingredienze del latte che vanta l'industria lattiera svizzera è molto ampia. Il latte intero e scremato in polvere è destinato all'esportazione verso Paesi in cui la produzione di latte scarseggia. La polvere di latte intero è un ingrediente importante per l'industria cioccolatiera svizzera. Le speciali farine di latte ad elevato tenore proteico sono utilizzate per l'alimentazione medicinale, sportiva o in alternativa agli emulsionanti. Gli alimenti sostitutivi completo per neonati sono costituito da vari prodotti essiccati a base di latte come il latte scremato in polvere, concentrato proteico del siero di latte, lattoalbumina α, lattosio e alcune frazioni proteiche speciali come la lattoferrina. A questi si aggiungono anche altri ingredienti. 

A seconda del prodotto vengono concentrate tutte le componenti del latte eliminando l'acqua (latte intero in polvere) oppure, mediante una tecnica di ultrafiltrazione a membrane innovativa e a basso impatto nonché attraverso altri processi di separazione, vengono separate e concentrate in maniera selettiva determinate componenti quali caseina, proteine del siero di latte o altre preziose sostanze. Concentrati o in polvere, i prodotti sono ben conservabili grazie al ridotto contenuto d'acqua.

7.1 Introduzione

Oltre a numerosi componenti preziosi, il latte contiene una percentuale d’acqua importante, pari all'87-88 per cento (cfr. R. Sieber, Composizione del latte, tab. 14). La parziale eliminazione d’acqua dal latte svolge un ruolo importante nella conservazione del prodotto. Il latte condensato e altri concentrati contengono il 25-75 per cento d’acqua e vengono sterilizzati in lattine di metallo in base al tenore d’acqua residuo e all’eventuale aggiunta di zucchero e confezionati in grandi contenitori o tubetti in plastica. I prodotti a base di latte in polvere presentano un tenore d’acqua residuo del 4 per cento circa e possono essere conservati senza ricorrere alla refrigerazione né a un imballo asettico.

L’eliminazione dell’acqua dal latte può avvenire in svariati modi. Un metodo utilizzato da millenni consiste nella cagliatura del latte con separazione del siero di latte durante la produzione del formaggio. In questo capitolo illustreremo com'è possibile eliminare l'acqua tramite processi di evaporazione e di essiccazione nonché mediante la tecnica di filtrazione a membrana.

La figura 1 e la tabella 1 forniscono informazioni sulla valenza dei latticini a lunga conservazione (prodotti in polvere e latte condensato) in Svizzera. Il 10 per cento circa del latte distribuito in Svizzera viene proposto ai clienti sotto forma di prodotti in polvere e concentrati. I prodotti speciali come le proteine del latte, lattosio, alimenti medicinali e alimenti per neonati non sono riportati.

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Grafico 1 (Fonte: Fiduciaria TSM GmbH )

In Svizzera il latte condensato viene prodotto soltanto in quantità esigua. I concentrati prodotti su richiesta specifica dei clienti arrivano all'industria alimentare come prodotti semilavorati. Il latte condensato zuccherato e non zuccherato per il commercio al dettaglio viene in parte importato. I principali acquirenti dei prodotti a base di latte in polvere sono l'industria alimentare svizzera ed estera (cioccolato, prodotti da forno, alimenti per bambini, latterie - in particolare per yogurt, gelato e bevande a base di latte - caseifici all'estero, produttori di salse, zuppe e prodotti a base di carne ecc.). In Svizzera solo un'esigua parte viene acquistata direttamente dal consumatore sotto forma di latte in polvere. 

La tabella 2 fornisce una panoramica della composizione chimica grossolana di vari tipi di latte in polvere e di altri prodotti essiccati a base di latte.

7.2 Latte condensato - concentrati

Il latte condensato e i concentrati di latte vengono prodotti dal latte o dal latte scremato eliminando l’acqua tramite evaporazione sotto vuoto a temperature di 45-80°C, in impianti concepiti specificatamente per il prodotto e rivestono una grossa importanza nella fase che precede la produzione di latte in polvere. I concentrati vengono inoltre forniti direttamente all’industria alimentare sotto forma di prodotti semilavorati in imballaggi di grandi dimensioni o autocisterne. Il latte condensato e il latte condensato zuccherato sono concentrati disponibili sul mercato anche per i consumatori. Il latte condensato sterilizzato in latta è importato. Il latte condensato zuccherato pastorizzato in tubo è ancora in parte prodotto in Svizzera. Una panoramica della composizione del latte condensato è visibile nella tabella 3.

Il latte condensato (non zuccherato) e il latte condensato zuccherato in imballi destinati al commercio al dettaglio vengono utilizzati in cucina come ingredienti per diverse ricette. Spesso il latte condensato non zuccherato viene utilizzato per macchiare il caffè, ma non in Svizzera dove si è diffusa la panna per caffè. Il latte scremato condensato e il latte scremato condensato zuccherato vengono impiegati come prodotti semilavorati nella produzione di generi alimentari.

7.3 Latte intero e latte scremato in polvere

7.3.1 Proprietà chimiche e fisiche del latte intero in polvere e del latte scremato in polvere

Sono considerati parametri qualitativi importanti del latte in polvere la qualità microbiologica, le proprietà sensoriali e le seguenti proprietà fisico-chimiche:

 

Altri parametri: 

  • tenore di acqua
  • tenore di grasso
  • tenore di proteine
  • tenore di minerali
  • acido titrabile
  • ricostituibilità
  • stress termico del latte scremato in polvere (parte di proteina del siero di latte non denaturata)
  • particelle bruciate
  • tenore di ossigeno residuo nell'imballo

L’essiccazione ha un impatto fondamentale sulle proprietà del prodotto. Occorre pertanto distinguere tra polvere essiccata per atomizzazione e polvere essiccata su cilindri. Nel capitolo seguente si entrerà più nel dettaglio dei processi. La tabella 4 offre una panoramica delle importanti proprietà fisico-chimiche.

Il latte in polvere deve avere una colabilità analoga a quella della sabbia, senza formazione di grumi. La colabilità viene influenzata dal lattosio non completamente cristallizzato, che assorbe acqua. Inoltre, le dimensioni e la forma delle particelle, la densità apparente e la carica elettrica influenzano il comportamento di colata.

Nel latte intero in polvere o nella polvere di latte parzialmente scremato il grasso del latte può ossidarsi. La presenza di elevate concentrazioni di ossigeno nell’imballo, luce e ioni di metalli come rame e ferro o di altri metalli in quantità minori favoriscono tale ossidazione. Nella tabella 4 è indicato il tenore massimo consentito di rame e ferro. L’eliminazione dell’ossigeno garantita dall’imballo sottovuoto o in atmosfera protetta con azoto è importante per impedire l’ossigenazione durante l’imballaggio di latte in polvere contenente grasso. Il valore di tolleranza è riportato nella tabella 4. Una buona gestione del preriscaldamento durante la produzione della polvere riduce l’ossidazione nel prodotto finito.

Le particelle bruciate si formano in seguito a una forte reazione di Maillard (reazione degli zuccheri con gli aminoacidi, gli elementi costitutivi delle proteine), durante il processo di essiccazione, se le particelle permangono troppo a lungo nel processo.

Nel latte in polvere è normale la formazione di brunitura dovuta alla reazione di Maillard. La reazione di Maillard risulta più forte nell’essiccazione su cilindri rispetto a quella per atomizzazione. La reazione di Maillard prosegue durante lo stoccaggio, ragion per cui le condizioni di stoccaggio (temperatura, durata) sono essenziali per garantire la qualità del latte in polvere.

7.3.2 Produzione/Tecnologia

I processi basilari della produzione di latte in polvere sono l'evaporazione e l'essiccazione.

La figura 3 illustra il processo produttivo. Viene selezionato latte di alta qualità. Poiché durante la produzione di polvere, la concentrazione delle sostanze dissolte e disperse aumenta, il latte deve presentare una stabilità elevata. In caso contrario possono verificarsi una destabilizzazione e una precipitazione delle proteine. È richiesto un tasso di acidità inferiore a 7.5°SH. Non deve verificarsi alcuna contaminazione da ioni di metalli, in particolare di rame. Occorre rispettare le prescrizioni relative al numero di germi. Il latte viene centrifugato per eliminare le particelle di sporco, raffreddato e infine stoccato in celle frigorifere. In base al tipo di polvere, una parte o l'intera quantità di grasso presente nel latte viene separata sotto forma di panna tramite centrifugazione. Il contenuto proteico viene adeguato al contenuto minimo fissato per legge mediante l'aggiunta di componenti del latte, generalmente latte o permeato di siero di latte in polvere.

Segue un trattamento termico mirato a più scopi:

  • inattivare tutti i batteri patogeni e ridurre complessivamente il numero di germi,
  • inattivare gli enzimi, in particolare la lipasi,
  • attivare i gruppi SH nella beta-lattoglobulina per aumentare la stabilità antiossidante della polvere durante lo stoccaggio.

Sono da preferire i processi ad alta temperatura e di breve durata per ottenere più facilmente gli effetti desiderati e favorire la produzione di sostanze antiossidanti. Anche la solubilità della polvere risulta migliore applicando un processo di questo tipo. Spesso si opta per una temperatura di riscaldamento di 88-95°C per 15-30 secondi; talvolta si utilizzano temperature fino a 130°C.

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Figura 2: Impianto di evaporazione per il latte (http://www.gea.com/
global/en/products/falling-film-evaporator.jsp)

Alla fine del processo il latte giunge nell’impianto di evaporazione. L’acqua viene fatta evaporare sotto vuoto a temperature di 45-75°C fino a ottenere una concentrazione del 33-35 per cento e/o del 40-50 per cento di sostanza secca del latte. Il primo campo di valori vale per l’essiccazione su cilindri, il secondo per l’essiccazione tramite atomizzazione. L’energia viene recuperata più volte negli impianti di evaporazione; ne consegue pertanto un utilizzo efficiente. Grazie alla tecnica a pellicola sottile il latte e i relativi concentrati restano nell'impianto ad alta temperatura solo per breve tempo. La figura 2 mostra una veduta di un impianto di evaporazione e la figura 4 ne illustra il funzionamento.

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L'omogeneizzazione viene parzialmente eseguita durante la produzione del latte in polvere contenente grasso. Lo scopo è ridurre i grassi liberi. I grassi liberi privi di membrana protettiva riducono la solubilità del latte in polvere e aumentano il rischio di ossidazione del grasso. Dopo l'evaporazione viene eseguita l'omogeneizzazione a una pressione di 50-150 bar.

Figura 4: Schema del funzionamento di un evaporatore con pellicola discendente
Figura 4: Schema del funzionamento di un evaporatore con pellicola discendente (http://www.gea.com/global/en/products/falling-film-evaporator.jsp)

A: introduzione del latte

B: vapore di rievaporazione

C: concentrato di latte

D: vapore per riscaldamento

E: condensa

 

1:  testa dell’evaporatore

2:  registro di riscaldamento

3: parte inferiore del registro di riscaldamento

4: canale di miscelazione

5: separatore del vapore di rievaporazione

Essiccazione

Sono due i principali processi di essiccazione utilizzati: essiccazione su cilindri ed essiccazione per atomizzazione. L’essiccazione su cilindri prevede l’applicazione di uno strato sottile di concentrato di latte su una superficie molto calda. La maggior parte dell’acqua evapora in pochi secondi. Nell’essiccazione per atomizzazione il concentrato di latte viene spruzzato e mischiato con aria molto calda. L’acqua evapora sotto forma di goccioline.

Essiccazione su cilindri

Il concentrato di latte contenente una percentuale di sostanza secca pari al 30-35 per cento viene applicato a strati sottili sui cilindri di essiccazione rotanti, riscaldati internamente con vapore a temperatura fino a 145°C. In meno di 3 secondi si ottiene una percentuale di acqua residua di appena il 4 per cento e il latte essiccato viene raschiato dai cilindri utilizzando apposite lamine. Le pellicole di latte in polvere cadono in un convogliatore a spirale e successivamente vengono frantumate in un frantoio, raffreddate, setacciate, quindi imballate. La figura 5 mostra lo schema di un impianto di essiccazione su cilindri. Rispetto agli impianti di essiccazione per atomizzazione, gli impianti di essiccazione su cilindri sono relativamente compatti e più convenenti in termini di investimento. La figura 7 mostra la microstruttura del latte in polvere. Per via del processo di essiccazione, le particelle essiccate su cilindri assumono un aspetto squamato e piatto.

Figura 5: Schema dell’essiccazione su cilindri
Figura 5: Schema dell’essiccazione su cilindri (Fonte: http://www.simon-dryers.co.uk)

Durante l'essiccazione del latte su cilindri si manifestano alcune modifiche irreversibili. Le alte temperature causano la denaturazione delle proteine del latte, la caramellizzazione del lattosio e una brunitura dovuta alla reazione di Maillard. A causa della denaturazione delle proteine, la polvere essiccata su cilindri ha una solubilità in acqua più scarsa della polvere essiccata per atomizzazione. Per alcune applicazioni le proprietà del latte in polvere essiccato su cilindri sono migliori, ad es. per la produzione di cioccolato.

Essiccazione per atomizzazione

L'essiccazione per atomizzazione è il metodo predominante di essiccazione del latte in polvere.

La figura 6 mostra lo schema di un impianto di essiccazione per atomizzazione. Il concentrato di latte viene polverizzato in goccioline del diametro di 50-80 mm nella parte alta di una torre d'essiccazione a più piani tramite ugelli o dischi rotanti. 

Dall'alto viene inoltre soffiata nella torre dell'aria filtrata molto calda a una temperatura di 150-300°C. Ciò consente di ottenere un'essiccazione delicata. Tramite l'atomizzazione si formano goccioline rotonde che mantengono la loro forma durante l'essiccazione. La polvere essiccata per atomizzazione presenta quindi particelle a forma sferica (cfr. fig. 7). L'aria introdotta nella particella produce una densità apparente inferiore. L'acqua delle goccioline evapora rapidamente, entro centesimi o decimi di secondi. Di conseguenza, le particelle e l'aria si raffreddano rapidamente. La temperatura massima delle particelle al termine dell'essiccazione è di soli 65-75°C. Una volta estratta dalla torre d'essiccazione e dopo aver subito un'eventuale essiccazione successiva nell'essiccatore a letto fluido, la polvere viene separata per fasi dall'aria essiccante, utilizzando anche la tecnologia ciclonica, e raffreddata con aria fredda.

Figura 6: Impianto di essiccazione per atomizzazione a 2 piani con essiccatore a letto fluido posto sotto la torre.
Figura 6: Impianto di essiccazione per atomizzazione a 2 piani con essiccatore a letto fluido posto sotto la torre. (Fonte: http://www.spxflow.com (Charlotte, North Carolina, USA).
Figura 7: Microstruttura del latte in polvere (immagine ricavata con microscopio elettronico), a destra essiccata su cilindri, a sinistra essiccata per atomizzazione; dimensioni delle particelle: particella principale di polvere essiccata su cilindri, diametro circa 250-500 μm; particella principale di polvere essiccata per atomizzazione, diametro circa 25-50 μm.
Figura 7: Microstruttura del latte in polvere (immagine ricavata con microscopio elettronico), a destra essiccata su cilindri, a sinistra essiccata per atomizzazione; dimensioni delle particelle: particella principale di polvere essiccata su cilindri, diametro circa 250-500 μm; particella principale di polvere essiccata per atomizzazione, diametro circa 25-50 μm. (Fonte: M. Kaláb).

Imballaggio e stoccaggio

Per mantenere inalterata la qualità del latte in polvere è importante provvedere a un imballaggio adeguato. L’imballo deve proteggere il latte in polvere da umidità, aria, luce e impurità. A tale scopo occorre ovviamente soddisfare le esigenze logistiche. Spesso si utilizza carta con strati di carta bitumata, cartoni multistrato o scatole con inserti in polietilene, barili in metallo con inserti in polietilene o lattine con coperchio in foglio di alluminio. La durata di conservazione può essere prolungata eliminando l’ossigeno in atmosfera protetta o utilizzando imballi sottovuoto. Il latte in polvere viene stoccato a temperatura ambiente. Il latte intero in polvere può essere stoccato per periodi più brevi rispetto al latte scremato in polvere a causa del rischio di ossidabilità del grasso.

7.3.3 Particolarità del latte scremato in polvere

Nello schema di processo riportato nella figura 3 sono visibili le differenze tra la produzione di latte scremato in polvere e di latte intero in polvere. Il latte scremato in polvere viene sottoposto a una scrematura completa, il trattamento termico si limita a una pastorizzazione dolce a bassa temperatura (low-heat) prolungata a 15-30 min (high-heat). La concentrazione dopo l’evaporazione è nettamente inferiore nel caso dell’essiccazione su cilindri del latte scremato rispetto al latte intero. Pertanto, il latte scremato in polvere viene prodotto principalmente con il metodo di essiccazione per atomizzazione.

Low heat - high heat: Il latte scremato in polvere viene classificato secondo il trattamento termico e la denaturazione delle proteine (cfr. tab. 5). La fabbricazione di polvere Low-Heat avviene con una sollecitazione termica minima del latte, del concentrato e della polvere. Già durante la scrematura per la polvere Low-Heat si utilizzano separatori per latte freddo. I tempi di permanenza a temperatura elevata sono ridotti al minimo. Si ricorre anche a una pastorizzazione dolce priva di trattamenti termici intensivi. La polvere High-Heat ha subito un riscaldamento intensivo che comporta la denaturazione del maggior numero possibile di proteine di siero di latte. Questo è richiesto per esempio nei prodotti da forno.

Dopo l’essiccazione è particolarmente importante sottoporre il latte scremato in polvere a un raffreddamento rapido, per via della sua sensibilità nei confronti dell'umidità e delle reazioni al calore.

Negli imballaggi chiusi ermeticamente il latte scremato in polvere si conserva per oltre 1 anno a 21°C. Dato l'esiguo tenore di grasso, il rischio di ossidazione è minimo.

7.3.4 Istantaneizzazione

Durante la dissoluzione del latte in polvere in acqua ai fini della ricostituzione, le particelle di polvere subiscono vari processi:

  1. Assorbimento d'acqua in superficie (umettabilità - wettability)
  2. Penetrazione della pellicola d'acqua nella superficie delle particelle (penetrability)
  3. Affondamento in acqua (sinkability)
  4. Dispersione delle particelle senza formazione di grumi (dispersibility)
  5. Dissoluzione delle particelle (rate of dissolving)

L'istantaneizzazione del latte in polvere mira a migliorare la velocità e la completezza della ricostituzione della polvere. I seguenti metodi consentono di migliorare alcuni dei processi parziali elencati in base alla solubilità (rate of dissolving) della polvere.

L'istantaneizzazione del latte in polvere mira a migliorare la velocità e la completezza della ricostituzione della polvere. I seguenti metodi consentono di migliorare alcuni dei processi parziali elencati in base alla solubilità (rate of dissolving) della polvere.

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Figura 8: Microstruttura del latte in polvere agglomerato

Agglomerazione

L'agglomerazione causa la formazione di cavità tra le particelle di polvere. Durante la ricostituzione, l'acqua può così penetrare facilmente e rapidamente in tali cavità (cfr. fig. 8). Ciò impedisce la formazione di uno strato viscoso intorno a particelle di polvere compatte e raggruppate, come avviene per le polveri non istantaneizzate. Tale strato viscoso impedisce un'ulteriore penetrazione d'acqua nelle polveri non istantaneizzate e rallenta di conseguenza la ricostituzione.

Il processo di agglomerazione include l'umettatura della superficie delle particelle con vapore, acqua o una miscela di entrambi, l'agglomerazione vera e propria, il processo successivo di essiccazione, il raffreddamento e la stacciatura per eliminare particelle troppo fini o troppo grosse. Esistono fondamentalmente due metodi per eseguire l'agglomerazione:

  • L'agglomerazione primaria avviene direttamente durante l'essiccazione per atomizzazione, tramite riconduzione della polvere fine nel concentrato di latte polverizzato.
  • L'agglomerazione secondaria avviene per riumidificazione della polvere già asciutta

Lecitinizzazione

Per le polveri a contenuto grasso questo tipo di agglomerazione non è sufficiente. I grassi liberi sulla superficie della polvere impediscono l'umettatura. Perciò, per favorire l'agglomerazione, viene spruzzata sulla polvere anche una soluzione di lecitina.

7.3.5 Nuove tecnologie - varie

Sempre più frequentemente vengono prodotti tipi di latte in polvere specifici per svariate applicazioni. Per la produzione di polvere si utilizza quindi solo la parte di latte necessaria per una determinata applicazione. È quindi possibile produrre una polvere di proteine di latte fortemente arricchita con proteine o un latte in povere arricchito con proteine con elevato tenore di caseina o di proteina di siero di latte (cfr. cap. 7.4).

Le tecniche di evaporazione ed essiccazione vengono ottimizzate al fine di elevare la qualità del prodotto e ridurre nel contempo il consumo energetico e i costi complessivi di essiccazione. Poiché durante l'evaporazione è possibile un maggiore recupero di calore rispetto al processo di essiccazione e quindi un minore consumo energetico per kg di acqua evaporazione, la sostanza secca viene aumentata il più possibile attraverso l'evaporazione. Una limitazione deriva dalla viscosità, ad esempio di concentrati ad alto contenuto proteico. Devono restare fluidi nell'evaporatore e essere pompabili e spruzzabili.

Durante la produzione di latte scremato in polvere, il primo processo di concentrazione può avvenire per osmosi inversa. È possibile di conseguenza una concentrazione pari a circa il 25 per cento di sostanza secca. L’ulteriore processo di concentrazione avverrà con l’evaporazione. L’osmosi inversa consente di ridurre i costi energetici.

Gli stabilimenti per la produzione di latte in polvere devono produrre grandi quantità di polvere per essere redditizi. Per questo motivo, nell’ambito di un risanamento strutturale, numerosi stabilimenti per la produzione del latte in polvere in Svizzera sono stati chiusi. Nel 2016 erano attivi ancora sette stabilimenti (Emmi Dagmersellen, Néstle Konolfingen, Hochdorf Swiss Nutrition (Hochdorf e Sulgen), Crémo (Villars-sur-Glâne, Lucens, Thun). Gli stabilimenti tendono a migliorare la propria specializzazione producendo latte in polvere speciale, ad esempio proteine di latte in polvere che rispondono ad esigenze specifiche. 

7.3.6 Utilizzo

Il latte in polvere è apprezzato in tutti i generi alimentari grazie al suo prezioso apporto sia dal punto di vista nutritivo sia da quello tecnologico-funzionale.

Latte intero in polvere

Il latte intero in polvere viene dissolto in acqua e utilizzato come latte ricostituito. In particolare nei paesi caratterizzati da un'esigua produzione di latte, il mercato per questo prodotto è molto interessante. Quantitativi importanti di latte intero in polvere vengono utilizzati insieme a componenti di cacao e di zucchero per la produzione di cioccolato al latte finissimo. Vengono utilizzati anche in altri articoli di pasticceria, biscotti, prodotti da forno, glassature e latticini vari, tra cui il gelato e il formaggio fuso. 

Latte scremato in polvere

Il latte scremato in polvere si presta a numerose applicazioni. Arriva direttamente al consumatore sotto forma di latte scremato ricostituito. I produttori di generi alimentari lo utilizzano in dessert a base di latte, gelato, yogurt, prodotti a base di carne, prodotti vegetariani sostitutivi della carne, glassature, salse, maionese, bevande istantanee per la colazione ecc.

Le polveri di latte sottoposte a essiccazione per atomizzazione, trattate in modo particolarmente delicato e rese simili al latte materno prima dell'essiccazione, vengono utilizzate come base per gli alimenti per bambini e per il latte per neonati.

7.4 Polvere delle proteine del latte

Poiché, in base all'applicazione, sono necessarie proprietà differenti di uno o più componenti del latte o altri ingredienti possono avere un'influenza negativa, si producono sempre più polveri speciali dai componenti specifici del latte invece di tutti gli ingredienti del latte.

Grazie alle tecnologie di separazione a membrana in rapido sviluppo, quali la microfiltrazione, l'ultrafiltrazione, la nanofiltrazione e l'osmosi inversa, il latte può essere scomposto in un numero via via crescente di componenti.

Ad esempio, per la standardizzazione delle proteine nella produzione del formaggio vengono prodotte polveri contenenti concentrazioni elevate di caseina nativa. La proteina del siero di latte non è necessaria per la produzione del formaggio, viene quindi separata e utilizzata per altri scopi specifici. I questo tipo di separazione, la tecnologia a membrana utilizza le diverse dimensioni delle micelle di caseina e delle proteine di siero di latte. Le micelle di caseina hanno un diametro di circa 0.01-0.3 mm, le proteine del siero di latte di 0.003-0.06 mm. Con la relativa membrana che ha un effetto di separazione in questo campo di valori è possibile separare entrambe le proteine. La caseina resta nel retentato, le proteine di siero di latte, il lattosio e i minerali passano nel permeato. Inoltre, l'utilizzo di una dialisi (aggiunta di acqua per la diluizione delle restanti sostanze) produce la caseina nel retentato in forma più pura. Il permeato può essere separato con una membrana ancora più fine (ultrafiltrazione) dal lattosio e dai minerali. Anche in questo caso, l'utilizzo aggiuntivo di una dialisi può fornire la proteina del siero di latte in forma più pura. Tale processo fornisce quindi caseina e proteine di siero di latte in forma concentrata. Da un'elaborazione più dolce si ricava gran parte di tali proteine in forma nativa con le relative proprietà funzionali, ad esempio la cagliatura della caseina o elevate proprietà di assorbimento dell'acqua delle proteine di siero di latte.

Per la produzione delle polveri complessive delle proteine del latte viene eseguito un unico processo di ultrafiltrazione, eventualmente abbinato alla dialisi per la pulizia.

Dopo la separazione e la concentrazione tramite le tecniche di separazione a membrana, i prodotti vengono resi inalterabili tramite essiccazione per atomizzazione.

7.5 Latticello in polvere

Il latticello ha una composizione simile a quella del latte scremato, ma contiene leggermente più grassi e anche componenti di membrana dei globuli di grasso come fosfolipidi e proteine di membrana. La composizione del latticello in polvere rispetto a quella del latte scremato in polvere è riportata nella tabella 2. Analogamente al latte scremato in polvere, per la produzione del latticello in polvere si parte dal latticello dolce o acido. Per via della qualità più stabile, si preferisce utilizzare il latticello in polvere dolce per le applicazioni di carattere tecnologico-funzionale.

Il latticello in polvere ottenuto da latticello acido è praticamente utilizzato solo per l'alimentazione animale a causa della sua suscettibilità all'ossidazione e della conseguente instabilità del gusto.


Le quantità elevate di fosfolipidi della membrana che avvolge i globuli di grasso nel latticello e nel latticello in polvere conferiscono una maggiore funzionalità tecnologica al latticello in polvere e in particolare alla polvere di latticello ultrafiltrato. I fosfolipidi a basso peso molecolare sono tensioattivi e possono sostituire gli additivi emulsionanti tradizionali. Anche le proteine della membrana hanno buone qualità emulsionanti. L’industria lattiera svizzera ha aggiunto al proprio assortimento produttivo la polvere di latticello ultrafiltrato.

7.6 Polvere di siero di latte e proteine del siero di latte

Il siero di latte rappresenta oggi una materia prima preziosa ed economica per la produzione di vari prodotti. Il siero di latte in polvere si ricava dopo un trattamento di evaporazione ed essiccazione che non prevede un’ulteriore separazione selettiva.

Per via del basso tenore di sostanza secca del siero di latte (ca. 6-6.5%) e della necessaria cristallizzazione del lattosio, la produzione della polvere di siero di latte è piuttosto impegnativa.

Poiché il lattosio amorfo risulta appiccicoso e molto igroscopico e causerebbe problemi durante l’essiccazione, è necessario che venga cristallizzato dopo l’evaporazione e prima dell’essiccazione.

Le qualità del siero di latte in polvere sono classificate in base al grado di cristallizzazione del lattosio che può variare da 0 a 95 per cento. Ne consegue una tendenza alla formazione di grumi tra lo 0 e il 100 per cento.

Per la cristallizzazione completa del lattosio, la concentrazione della sostanza secca del siero di latte viene aumentata al 42-60 per cento tramite evaporazione od osmosi inversa ed evaporazione. Il concentrato viene innanzitutto raffreddato a 30°C e il lattosio viene sottoposto a cristallizzazione per 4-24 ore. L’inoculazione con cristalli fini di lattosio avvia il processo di cristallizzazione. Durante la cristallizzazione si procede a un ulteriore raffreddamento fino a 10°C. Il lattosio si cristallizza come alfa-lattosio monoidrato. Dopo la cristallizzazione, il concentrato viene essiccato per atomizzazione.

Il concentrato di siero di latte e la polvere di siero di latte vengono utilizzati come ingredienti nell’industria alimentare, nonché nell'industria farmaceutica e in cosmesi. Il siero di latte in polvere può sostituire il latte scremato in polvere in diversi prodotti. Per i prodotti da forno si utilizza siero di latte in polvere in quanto rende più gradevole il sapore del pane bianco e dei biscotti. Favorisce inoltre una miglior brunitura della crosta e prolunga la conservazione dei prodotti da forno. I concentrati e la polvere di siero di latte vengono utilizzati anche nell'industria delle bevande.

Grazie ai moderni processi di separazione a membrana crescono le possibilità applicative del siero di latte. È possibile ovviare alla predominanza di lattosio (da 72 a 74%) e all’alto tenore di minerali (8%) nel siero di latte in polvere che ne limitano l’impiego attraverso l’impiego delle moderne tecniche di processo. Come descritto nel capitolo sulle proteine del latte, le proteine del siero di latte sono separate dagli altri componenti del siero di latte, il lattosio e i minerali mediante ultrafiltrazione. Il lattosio può essere ottenuto dall'ultrafiltrazione permeato mediante cristallizzazione e separazione. Il siero di latte demineralizzato contiene lattosio e proteine del siero di latte ed è prodotto come componente degli alimenti per neonati tramite una combinazione di nanofiltrazione, elettrodialisi e scambio ionico.

7.7 Bibliografia

Pubblicazioni di Agroscope nell'ambito dei concentrati e dei prodotti essiccati: 

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