Littérature scientifique sur le sujet « Qualità-latte »

Il suinetto da latte arrosto è un piatto tradizionale della Sardegna ampiamente consumato in tutta l’isola e molto apprezzato dai turisti. Purtroppo, a causa della recrudescenza della peste suina africana (PSA) nell’isola, è stata vietata l’esportazione di carni suine fresche e/o prodotti derivati. Alcune precauzioni necessarie per ottenere il permesso di esportare i prodotti a base di carne di maiale sono contenute nel provvedimento attuativo del Programma straordinario di eradicazione della PSA 2015-2017 emanato dal Governo Regionale. Una di queste consiste nel trattamento termico di precottura della carne fino al raggiungimento di una temperatura di 80 °C in tutta la massa. L’esportazione della carne di maiale rappresenta un’importante opportunità economica per gli operatori sardi del settore, fortemente interessati alla dimostrazione dell’efficacia e applicabilità del trattamento termico per garantire la sicurezza e la qualità dei loro prodotti. Lo scopo di questo studio era quello di valutare, mensilmente, da 0 a 150 giorni, la shelf-life dei campioni di carne trattati termicamente e conservati sottovuoto a 4 °C. Pertanto, cinque mezzene di suinetto, per punto di campionamento, sono state analizzate da un punto di vista microbiologico (conta di batteri patogeni e dannosi) e chimico (perossidazione lipidica), prima del completamento della cottura. Dopo 40 min in forno a 210 °C, è stato eseguito test di accettabilità sensoriale, per valutare il gradimento dei consumatori. I risultati ottenuti consentono di concludere che, la contaminazione microbica post-processo non ha determinato un decadimento della qualità e dell’accettabilità sensoriale del prodotto, fino a 150 giorni di shelf-life. I risultati evidenziano la necessità di prendere in considerazione l’applicazione di un trattamento post-letale per ridurre la contaminazione microbica.

S. GIACOMO DEGLI SCHIAVONI (MOLISE): UN DEPOSITO DI CERAMICA E OSSA ANIMALI DELL'INIZIO DEL V SECOLO d.C.—ADRIATICO CENTRALE, ITALIAGli scavi recentemente effettuati presso S. Giacomo degli Schiavoni (CB) hanno portato alla luce un complesso di carattere industriale, con zone lavorative, magazzini ed un sistema idraulico di pozzi, contenitori e fogne, centrato su di una cisterna.Il riempimento di questa cisterna conteneva una grande quantità di ceramica (400 vasi circa), databile agli anni 420–440 sulla base della terra sigillata chiara africana e focese ivi rinvenuta. Inoltre erano presenti anfore da trasporto dell'Africa e del Mediterraneo orientale, lucerne di produzione locale e molta ceramica dipinta e comune (anche quest'ultima, in parte, inportata dal Mediterraneo orientale).La presenza di scarti di fornace di ceramica dipinta e comune e l'alta percentuale di ceramica importata suggeriscono che il sito avesse un ruolo economico abbastanza importante durante il tardo impero. La qualità delle importazioni dal Mediterraneo orientale suggerisce la presenza di un sistema economico apparentemente diverso da quello dell'Italia tirrenica.Lo scavo della cisterna ha messo in luce anche un piccolo campione faunistico di estremo interesse.La relativamente ampia varietà di specie, la inusuale (per questo periodo) predominanza degli ovicaprini sui suini e la presenza di una scapola di cammello (o dromedario) sembrano rappresentare gli elementi di maggiore interesse di questa fauna.Interessante è anche la presenza di ossa di equidi (sia cavallo che asino) il cui ipotetico utilizzo come animali da trasporto fa supporre che il sito avesse un ruolo in un sistema economico di più ampia scala, nel cui ambito anche la presenza del cammello potrebbe essere interpretata.Seppure l'incompleto recupero del materiale (dovuto ad assenza di setacciatura) e la piccolezza del campione invitino alla cautela, sembra lecito ipotizzare la presenza di un sito dalle molteplici attività economiche: allevamento (probabilmente per carne, latte e lana), agricoltura, caccia, commercio.

Nelle proprietà lattiero-casearie, affinché ci sia un aumento del profitto, è necessario aumentare l’efficienza dei fattori di produzione, in particolare la nutrizione, che incide sul costo fisso. Si cerca sempre più un equilibrio tra la fornitura di mangime e il pascolo. Il metodo di pascolo rotazionale è stato adottato da diversi produttori, in quanto ha una buona produttività in un’area più piccola. Tuttavia, i pascoli utilizzati in questo tipo di pascolo, pur avendo una qualità eccellente, hanno fabbisogni nutrizionali più elevati. L’obiettivo di questo lavoro era quello di effettuare un’analisi economica del costo della produzione di latte, attraverso l’impianto di pascolo a rotazione, e lo scambio di pascolo autoctono per Brachiaria brizantha cv. marandu, in una fattoria di famiglia. Questo lavoro è stato preparato nella città di Foz do Iguaçu. È stata utilizzata un’area di 6300 m2, suddivisa in 28 paddock di 225 m2 utilizzando un recinto elettrico. Il costo totale di produzione è stato di R$6.047,40, con un margine positivo di R$5.143,61 all’anno. In base ai risultati ottenuti nelle analisi economiche, si conclude che l’impianto di pascolo a rotazione e lo scambio di pascolo autoctono per Brachiaria brizantha cv. Marandu è una gestione valida, poiché il reddito generato dalla vendita del latte era sufficiente a coprire i costi totali di produzione.

La tesi è divisa in quattro manoscritti. Lo scopo è lo studio di tre aspetti, come casi-studio indipendenti, all’interno della gestione della catena alimentare dai mangimi al latte. Il primo manoscritto riguarda la fortificazione del latte bovino con iodio e selenio allo scopo di migliorare la qualità del latte e dei suoi derivati; il secondo riguarda la contaminzione dei mangimi con melamina come fattore di rischio per l’industria lattiero-casearia e la salute pubblica. Gli ultimi due lavori sono corollari alla qualità del latte derivante dallo iodio: ovvero un confronto analitico tra procedure di determinazione dello iodio in latte crudo, e uno studio di speciazione dello iodio inorganico nel latte crudo fortificato. Il primo lavoro offre informazioni per meglio comprendere i fattori coinvolti nel miglioramento della concentrazione dello iodio e del selenio nel latte a seguito di una fortificazione della dieta animale. Riguardo la melamina, lo studio conferma il passaggio di essa dai mangimi al latte e la sua rapida escrezione anche a livelli bassi di ingestione da parte dell’animale; uno scarso passaggio dal latte al formaggio. Il terzo lavoro mostra che, per analisi dello iodio con ICP-MS, l’estrazione dell’elemento con soluzione d’ammoniaca è una valida alternativa al metodo ufficiale con TMAH. La speciazione dello iodio inorganico nel latte scremato è un’operazione possibile utilizzando delle diluizioni con soluzione d’ammoniaca (quarto manoscritto).
The thesis is divided into 4 manuscripts. The aim is to study three aspects, as independent case studies, within the quality management of feed-for-food system. The first manuscript is about the fortification of feeds with iodine and selenium to improve the quality of cow’s milk and derivatives; the second one investigates the contamination of feeds with melamine as risk factor for dairy industries and human health. The last two works are corollaries to the iodine-linked quality of milk: i.e. a comparison between analytical procedures for the determination of iodine in raw milk, and a speciation study of iodine in fortified milk. The first work helps to better understand factors involved in improvement of milk iodine and selenium concentration and CO following supplementation with inorganic sources. Regarding melamine, the study confirmed the pathway for its transmission from feed to milk and its rapid excretion, also at a very low level of melamine ingestion by cows; and a low transfer from milk to cheese. The third study shows that the ammonia extraction of iodine is a valid alternative to the official method with TMAH for iodine determination in milk, by using ICP-MS. The speciation of inorganic iodine in skimmed milk is feasible by using ammonia dilution (fourth manuscript).

La tesi è divisa in quattro manoscritti. Lo scopo è lo studio di tre aspetti, come casi-studio indipendenti, all’interno della gestione della catena alimentare dai mangimi al latte. Il primo manoscritto riguarda la fortificazione del latte bovino con iodio e selenio allo scopo di migliorare la qualità del latte e dei suoi derivati; il secondo riguarda la contaminzione dei mangimi con melamina come fattore di rischio per l’industria lattiero-casearia e la salute pubblica. Gli ultimi due lavori sono corollari alla qualità del latte derivante dallo iodio: ovvero un confronto analitico tra procedure di determinazione dello iodio in latte crudo, e uno studio di speciazione dello iodio inorganico nel latte crudo fortificato. Il primo lavoro offre informazioni per meglio comprendere i fattori coinvolti nel miglioramento della concentrazione dello iodio e del selenio nel latte a seguito di una fortificazione della dieta animale. Riguardo la melamina, lo studio conferma il passaggio di essa dai mangimi al latte e la sua rapida escrezione anche a livelli bassi di ingestione da parte dell’animale; uno scarso passaggio dal latte al formaggio. Il terzo lavoro mostra che, per analisi dello iodio con ICP-MS, l’estrazione dell’elemento con soluzione d’ammoniaca è una valida alternativa al metodo ufficiale con TMAH. La speciazione dello iodio inorganico nel latte scremato è un’operazione possibile utilizzando delle diluizioni con soluzione d’ammoniaca (quarto manoscritto).
The thesis is divided into 4 manuscripts. The aim is to study three aspects, as independent case studies, within the quality management of feed-for-food system. The first manuscript is about the fortification of feeds with iodine and selenium to improve the quality of cow’s milk and derivatives; the second one investigates the contamination of feeds with melamine as risk factor for dairy industries and human health. The last two works are corollaries to the iodine-linked quality of milk: i.e. a comparison between analytical procedures for the determination of iodine in raw milk, and a speciation study of iodine in fortified milk. The first work helps to better understand factors involved in improvement of milk iodine and selenium concentration and CO following supplementation with inorganic sources. Regarding melamine, the study confirmed the pathway for its transmission from feed to milk and its rapid excretion, also at a very low level of melamine ingestion by cows; and a low transfer from milk to cheese. The third study shows that the ammonia extraction of iodine is a valid alternative to the official method with TMAH for iodine determination in milk, by using ICP-MS. The speciation of inorganic iodine in skimmed milk is feasible by using ammonia dilution (fourth manuscript).

The aim of this study was to evaluate the effect of pasture feeding and cow s breed on milk volatiles fingerprint and to examine the effects of pasture feeding and dairy cattle breed on fat-soluble antioxidant, vitamin content in milk. Four Sicilian dairy farms were selected, two with both Holsteins and Brown Swiss cows and two with only local breed Modicana cows. Bulk milk of each breed per farm was sampled four times per experimental period (spring, summer, and autumn). Samplings within period occurred with weekly intervals. Pasture was available in spring and autumn but not in summer. Spring and autumn differed by botanical composition and plant maturity. During summer cows were grazing stubble. Additional hay and concentrate was supplemented during all periods. Milk samples were analyzed by SMart Nose®: data were statistically evaluated by Principal Component Analysis. Volatiles profiles of samples from spring and autumn compared to summer were discriminated, but not between spring and autumn. There was less variation in volatiles during autumn compared to spring. Milk volatile profiles collected at the last sampling day (spring), except for volatiles composition from Modicana milk, were similar to all samples from summer. At this day, plants were mature and almost dry and chemical composition might have been similar to stubble composition. In all periods, also when pasture was not available during summer, volatiles composition of Modicana milk was different from Holsteins and Brown Swiss milk. Differences during spring and autumn might be explained, at least in part, by the higher average pasture intake of Modicana relative to the Brown Swiss and Holsteins. Pasture benefits relative to vitamin content milk content might be obtained only after a minimum necessary exposure period of cows to pasture. Milks from Modicana had the same levels of beta-carotene of Brown Swiss compared to Holsteins cows, whereas significant higher levels of alfa-tocopherol of Modicana relative to Brown Swiss and Holsteins. As a difference to Holsteins and Brown Swiss cows who had similar feeding regimen, Modicana cows had significant higher pasture intake. Differences in vitamin content contents in milk from Modicana relative to Brown Swiss and Holsteins cows cannot be exclusively explained by breed effects but may mainly be attributed to different levels of pasture intakes.

San Patrignano non rappresenta solo una comunità di recupero, ma anche un'azienda agricola che, al suo interno, vede realizzata l'intera filiera di produzione e lavorazione del latte vaccino. Uno dei prodotti di spicco, di grande importanza per l'economia locale, è certamente lo Squacquerone di Romagna Dop, un formaggio fresco, caratterizzato da particolari parametri chimico-fisici ed organolettici strettamente correlati al territorio d'origine. La ricerca, svoltasi in un periodo di dodici mesi, ha permesso di raccogliere un cospicuo quantitativo di dati, con l'obiettivo di valutare la qualità igienica, la sicurezza e la relazione con la materia prima utilizzata per la caseificazione. Le analisi sono state svolte secondo uno specifico piano di campionamento mensile, che prevedeva sia la determinazione della qualità microbiologica del latte utilizzato, prima e dopo la fase preliminare di pastorizzazione, sia la determinazione dei principali agenti degradativi e patogeni nel prodotto finito. Si sono volute evidenziare eventuali differenze in rapporto al periodo di raccolta del latte ed eventuali ripercussioni sulla qualità finale dello Squacquerone DOP. I risultati testimoniano l'ottima qualità del latte ottenuto dalle bovine presso la stalla San Patrignano, anche in relazione alla stagionalità. A conferma di ciò, la sporadica presenza di batteri degradativi, non in grado di influenzare in modo significativo la shelf life del prodotto Squacquerone, e l'assenza continuativa di batteri patogeni. Inoltre, i dati raccolti, in un'ottica di controllo qualità dell’azienda agricola, supportano l'identificazione dei punti critici del processo di produzione.

Gli isomeri dell’acido linoleico coniugato (CLA) sono un gruppo di isomeri geometrici e posizionali dell’acido linoleico riconosciuti per i coinvolgimenti che hanno nella salute umana ed animale. Tra le fonti alimentari nelle quali ritroviamo una concentrazione maggiore di acido linoleico coniugato vi sono il latte ed i prodotti che derivano da essi come i formaggi. La formazione di queste sostanze nei ruminanti segue due vie diverse: una è portata avanti nel rumine da parte dei batteri presenti mentre la seconda è la sintesi endogena da parte del ruminante utilizzando l’enzima Δ9-desaturasi. L’acido linoleico coniugato ha mostrato avere effetti benefici per la salute umana ed animale; tra le caratteristiche che sono state analizzate in associazione al suo utilizzo troviamo la gestione del peso corporeo, la stimolazione della risposta immunitaria, la partecipazione al metabolismo di formazione ossea, gli effetti sull’arteriosclerosi, ed effetti di tipo anticancerogeno, antidiabetico, antipertensivo. Oltre che gli aspetti positivi si è anche considerato sulle fonti disponibili se queste molecole potessero rappresentare un potenziale pericolo nel caso di assunzione umana. Visti gli effetti che gli vengono attribuiti si è valutato come fosse possibile ottenere latte con un elevato tenore di isomeri dell’acido linoleico variando l’alimentazione bovina. Vari regimi alimentari e integrazioni alla dieta sono stati analizzati: l’effetto del pascolo, la differenza tra diete a base di foraggi o concentrati, l’integrazione di grassi animali, oli vegetali, oli di pesce e la combinazione di oli marini e vegetali. Essendo i formaggi i principali prodotti derivanti dal latte, sono stati caratterizzate le concentrazioni di CLA generiche dei formaggi e le differenze che prodotti caseari ad elevata concentrazione di CLA avessero rispetto a prodotti ottenuti da latte tradizionale, sia dal punto di vista produttivo che nelle proprietà fisiche e sensoriali del prodotto finale.

Lo zinco è ampiamente distribuito negli alimenti come le carni rosse, il tacchino, le ostriche, e molti altri. Tuttavia, il latte e la maggior parte dei prodotti lattiero-caseari sono alimenti nei quali lo zinco è presente in bassa quantità. Nella prima parte di questo progetto è stato valutato l’effetto della fortificazione del latte con zinco solfato, zinco gluconato e zinco aspartato sull’attività acidificante di 44 ceppi di batteri lattici appartenenti alla specie Streptococcus thermophilus, 36 ceppi appartenenti alla specie Lactobacillus helveticus, 6 appartenenti alla specie Lactobacillus gasseri e 12 appartenenti alla specie Lactobacillus rhamnosus. Fra questi ceppi, 4 appartenenti alla specie Streptococcus thermophilus e 1 appartenente alla specie Lactobacillus helveticus hanno mostrato la migliore attività acidificante e sono stati utilizzati come colture starter per la produzione di formaggio Squacquerone e Caciotta arricchiti in zinco sui quali sono state effettuate analisi chimiche, microbiologiche e sensoriali. Nella seconda parte del progetto, è stato valutato l’effetto di zinco solfato sull'attività di colture starter commerciali durante la caseificazione e la stagionatura. La composizione, la texture e le caratteristiche sensoriali del formaggio (Cheddar) prodotto sono state confrontate con un formaggio di controllo. L’analisi chimica ha riguardato il contenuto in grasso, proteine, ceneri, l’umidità, e la quantità di zinco e di calcio. L'ossidazione dei lipidi durante la stagionatura è stata valutata tramite il Thiobarbituric acid (TBA) test. Sulla base dei risultati relativi alla prima parte del progetto, la risposta dei LAB alla aggiunta di zinco è risultata ceppo dipendente in presenza di tutte tre le fonti di zinco usate. Le prove sperimentali di caseificazione hanno evidenziato che la fortificazione con lo zinco non influenza le principali proprietà chimiche, microbiologiche e sensoriali dei formaggi realizzati. Sulla base dei risultati relativi alla seconda parte del progetto, è emerso che la fortificazione con lo zinco non ha influenzato l'attività delle colture microbiche, sia durante la produzione del formaggio che durante il periodo di stagionatura. Dalle analisi chimiche effettuate sul formaggio sperimentale, è stato evidenziato un contenuto di proteine più elevato rispetto al formaggio di controllo, mentre i valori di umidità, grassi e ceneri sono risultati statisticamente uguali. Il di risultato del TBA-test per il formaggio di controllo alla fine della maturazione è stato superiore a quello rilevato per il formaggio fortificato. Sebbene la pasta del formaggio fortificato sia risultata più dura, così come determinato dall’analizzatore di texture, il team di giudici (non addestrati) non ha rilevato differenze sulle caratteristiche sensoriali e sulla qualità generale dei formaggi valutati (fortificato e non fortificato). In conclusione si ritiene che la fortificazione del latte con sali di zinco sia utilizzabile per la produzione di formaggi freschi, semiduri e duri senza modificarne la qualità.
Zinc is widely distributed in some foods such as red meat, turkey, oyster etc. But, milk and most of milk products are low in zinc. In the first part of this project, the effect of milk fortification with zinc sulfate, zinc gluconate and zinc aspartate on acidification activities of 98 lactic acid bacteria strains belonging to four different species, namely; 44 Streptococcus thermophilus, 36 Lactobacillus helveticus, 6 Lactobacillus gasseri, 12 Lactobacillus rhamnosus was initially determined and best acidifier strains were selected from among Streptococcus thermophilus and Lactobacillus helveticus strains to establish multi- and mixed-strain starter cultures for manufacturing of zinc fortified Squacquerone and Caciotta cheeses. Compositional, microbiological and sensorial analyses were carried out to evaluate the impact of zinc on quality of cheeses. In the second part of the study, the effect of milk fortification with zinc sulfate was assessed on commercial starter culture activity during cheese (Cheddar) making and ripening. Additionally, the compositional, textural and sensorial characteristics were compared to control cheese with no zinc sulfate added. Compositional analysis included fat, protein, ash, moisture, zinc and calcium determination. Thiobarbituric acid (TBA) assay was conducted to determine lipid oxidation during aging. Based on the overall results of first part, the response of LAB of zinc addition was strain dependent, irrespective of the zinc source added. The cheese-making trials showed that zinc fortification had no impact on the main properties of zinc-fortified Squacquerone and Caciotta. Based on the overall results of second part, zinc fortification did not affect culture activity during cheese making and during the two month aging period. Zinc-fortified Cheddar cheese had higher protein content, whereas moisture, ash and fat contents of experimental and control cheeses were not statistically different. The TBA value of control cheese was higher than that of zinc-fortified cheese at the end of ripening. Although zinc-fortified cheese was harder as determined by the texture analyzer, the untrained consumer panel did not detect differences in the sensory attributes and overall quality of the cheeses. Consequently, fortification of milk with zinc salts is thought to be a suitable approach at fortifying fresh, semi-hard and hard cheeses without changing quality.

Negli ultimi anni il latte di capra ha suscitato una particolare attenzione da parte dei consumatori in virtù delle sue caratteristiche compositive, quali proteine maggiormente digeribili e ipoallergeniche, l’elevato contenuto di acidi grassi a medio-corta catena e la sua composizione simile al latte umano. A questo proposito l’industria alimentare è interessata ad aumentare le produzioni e a ricercare maggiore varietà di prodotti lattiero-caseari ottenuti da questa matrice, soprattutto per quanto riguarda i latti fermentati, quali yogurt e kefir. Tuttavia, le caratteristiche del latte di capra risultano poco adatte alla lavorazione tecnologica tipica delle produzioni casearie, soprattutto a causa di diverse problematiche nell’ottenimento di coaguli consistenti e viscosi. In questo elaborato sono stati riportati i principali studi internazionali presenti nella letteratura scientifica riguardanti le strategie proposte per il miglioramento e l’innovazione dei prodotti caprini. Alcune tecniche, come l’aumento di sostanza secca mediante aggiunta di latte scremato in polvere (di origine bovina o caprina) o sieroproteine concentrate, sono già affermate ed ampiamente utilizzate per la produzione casearia, mentre altre, come l’aggiunta di fibra od enzimi (transglutaminasi), trattamenti fisici, o l’utilizzo di ceppi starter autoctoni che producono EPS, sono ancora in fase di studio e sviluppo. Gli interventi di tipo biotecnologico, soprattutto l’utilizzo di ceppi produttori di EPS ed il trattamento con transglutaminasi, rappresentano la frontiera più innovativa e coerente con le richieste di mercato, che vedono in aumento la domanda di prodotti senza additivi e conservanti.

Il presente elaborato di tesi ha definito il significato di “qualità del latte” analizzando le principali normative in vigore, i suoi contaminanti, la sua risposta ai trattamenti tecnologici, i problemi igienico-sanitari, il suo risanamento dopo aver descritto la sua composizione. In particolare, è stata presa in esame la frazione azotata del latte; le proteine, in particolare le caseine, rappresentano il vero valore del latte unitamente al grasso. Il fatto che esistano proteine molto simili le une alle altre per caratteristiche fisiche, ma non identiche tra loro, è dovuto a polimorfismi genetici; l’importanza dell’individuazione dei polimorfismi nelle proteine del latte è legata al fatto che se la matrice proteica subisce delle variazioni strutturali, queste si ripercuoteranno sul valore nutrizionale del latte, oltre che sul suo potenziale tecnologico. D’altro canto, però, il polimorfismo genetico non è l’unico fattore che influenza la produzione e la qualità del latte poiché anche la specie, la razza, il ceppo, l’individuo (età), lo stadio di lattazione, nonché l’alimentazione della bovina e l’ambiente di allevamento sono fattori da tenere in considerazione. Infine, questo elaborato di tesi individua le razze di bovine da latte con maggior potenzialità produttiva tenendo conto anche del contenuto in proteine e grasso del latte prodotto che, insieme alla carica batterica totale e alle cellule somatiche presenti, sono importanti parametri per il pagamento del latte.

Nella microbiologia lattiero-casearia, la ricerca è passata dallo studio del comportamento di singoli microrganismi in situazioni controllate allo studio di comunità batteriche complesse e alla loro interrelazione con il sistema circostante. In questa tesi sono stati studiati tre concetti chiave: lo studio della micro-diversità microbica, analizzando un genere specifico “Microbacterium” nel latte microfiltrato, il microbiota complesso del latte crudo e la vitalità cellulare nel siero-innesto naturale. I tre approcci utilizzati sono complementari per comprendere le dinamiche di processo e i fenomeni nelle produzioni lattiero casearie. Il genere Microbacterium è stato trovato prevalentemente nel latte fresco microfiltrato con una capacità di crescita a basse temperature. Inoltre, una nuova specie è stata scoperta e classificata con il nome Microbacterium paulum. Il profilo chimico e microbiologico misurato con tecniche omiche del latte crudo ha rivelato un'influenza del sistema di alimentazione che riguarda principalmente i metaboliti secondari e alcune unità tassonomiche significative, tra cui Pseudomonas e Staphylococcus. Infine, lo studio dello stato di salute della comunità lattica presente nel siero-innesto ha permesso la scoperta di un metodo rapido per valutare le prestazioni tecnologiche del siero-innesto sostituendosi alle tecniche basate su metodi di coltura in piastra.
In dairy microbiology, research has moved from the study of the behavior of single microorganisms in milk in controlled situations to the study of complex bacterial communities and their interrelationship with the surrounding system. Three key concepts were studied in this thesis: the study of microbial micro-diversity by analyzing a specific Microbacterium genus in microfiltered milk, the complex microbiota of raw milk, and cell viability in natural whey starter. The three aims addressed were complementary to understand the process dynamics in milk and related productions. The genus Microbacterium was found predominantly in fresh microfiltered milk with an ability to grow at low temperatures. In addition, a new species was discovered more present and classified as Microbacterium paulum. The chemical and microbiological profile measured by omics techniques of raw milk revealed a feeding system influence mainly affecting secondary metabolites and some significant taxonomic units, including Pseudomonas and Staphylococcus. Finally, the study of the health status of the lactic community present in a natural whey starter has allowed the discovery of a rapid method to evaluate the technological performance of the whey by replacing the culture-dependent techniques.

Milk processing characteristics describe the aptitude of milk to be transformed into different dairy products. Milk intended for cheese production should coagulate early in order to generate a strong curd; cheesemaking is favored by low milk pH, small casein micelle, and high content of minerals such as Ca, P, and Mg. Small casein micelle, high milk pH, and low inorganic Ca2+ favor the stability of milk protein to heat treatments, which is a fundamental characteristic for the production of dried milk. The quantification of such milk quality traits is important at the dairy industry level in order to define more precisely the best use of milk prior to processing. The overall objectives of the present thesis were: i) to develop mid-infrared spectroscopy (MIRS) prediction models for a fast and on-line measurement of milk processing characteristics; ii) to study the effect of stage of lactation, parity, breed, heterosis and recombination loss on a large number of predicted processing phenotypes; and iii) to estimate (co)variance components of milk technological aspects in order to potentially breed for improved milk processability. The effectiveness of MIRS as a fast and cost-effective technique to predict rennet coagulation time, curd-firming time, curd firmness at 30 and 60 min after rennet addition (milk coagulation properties), heat coagulation time, casein micelle size, pH and minerals (Ca, K, Mg, Na, and P) was evaluated. The proportion of variance explained by the prediction models in external validation ranged from 13% (casein micelle size) to about 70% (minerals, with the exception of Na, and pH). Factors associated with the phenotypic variation of MIRS-predicted milk coagulation properties, heat coagulation time, casein micelle size, and pH, and minerals was evaluated on large spectral datasets. Milk coagulation properties were more favorable (i.e., short rennet coagulation time and strong curd firmness) for cheese manufacturing in early lactation, concurrent with the lowest values of both pH and casein micelle size, and the greatest milk mineral content; milk was more stable to heat in mid-lactation. Milk yielded by primiparae was more adapted for both cheese and milk powder production. Jersey cows, on average, yielded milk more suitable for cheese rather than milk powder production. Simmental cows produced milk with the greatest content of Ca and Na, and milk of Holstein-Friesian had the lowest P content. Genetic parameters for milk processing characteristics were studied. Heritability estimates ranged from 0.16 (heat coagulation time) to 0.54 (Ca). Within-trait genetic correlations were weaker than 0.40 only at the peripheries of the lactation. On average, more than 80% of the additive genetic variation in each trait was associated with the height of the lactation profile for all traits. Milk processing traits were generally antagonistically correlated with milk production suggesting that emphasis should be placed to milk processability to halt any deterioration.
Le qualità tecnologiche del latte descrivono l’attitudine di questa materia prima ad essere trasformata in prodotti lattiero-caseari. Il latte destinato alla produzione di formaggio dovrebbe coagulare in tempi relativamente brevi e generare un coagulo consistente; in quest’ambito la coagulazione del latte è favorita da valori bassi di pH ed alta acidità titolabile, micelle caseiniche piccole e alto contenuto di minerali come Ca, P e Mg. Micelle caseiniche piccole, valori di pH alti e un basso contenuto di Ca2+ favoriscono la stabilità del latte a trattamenti termici, una caratteristica fondamentale per la produzione di latte in polvere. La determinazione delle caratteristiche tecnologiche del latte è un aspetto rilevante nell’industria lattiero-casearia al fine di definire in maniera più efficiente la destinazione e l’utilizzo dello stesso durante la trasformazione. Gli obiettivi generali della presente tesi sono: i) sviluppare modelli di predizione utilizzando la spettroscopia nel medio-infrarosso (MIRS) per la determinazione routinaria di caratteri tecnologici del latte; ii) studiare l’effetto di stadio di lattazione, ordine di parto, razza, eterosi e ricombinazione su un elevato numero di fenotipi predetti; iii) stimare le componenti di (co)varianza degli aspetti tecnologici del latte al fine di verificare la possibilità di migliorarli geneticamente. È stata valutata l’efficacia del MIRS quale tecnica rapida e relativamente economica per predire il tempo di coagulazione, il tempo di rassodamento e la consistenza del coagulo a 30 e 60 minuti dall’aggiunta del caglio (proprietà coagulative del latte), la stabilità al calore, la dimensione delle micelle caseiniche, il pH e i minerali (Ca, K, Mg, Na e P). La proporzione di varianza spiegata dai modelli di predizione in validazione esterna varia dal 13% per la dimensione delle micelle caseiniche a circa il 70% per i minerali (con l’eccezione di Na e pH). I fattori associati alla variazione fenotipica delle predizioni MIRS delle proprietà coagulative del latte, della stabilità al calore, della dimensione delle micelle caseiniche, del pH e del contenuto di minerali sono stati valutati utilizzando dataset di spettri di popolazione. Le proprietà coagulative del latte sono più favorevoli (breve tempo di coagulazione e elevata consistenza del coagulo) per la produzione di formaggio all’inizio della lattazione, contestualmente a valori bassi di pH e della dimensione delle micelle caseiniche, e ad alte concentrazioni di minerali; la stabilità risulta più elevata a metà lattazione. Il latte prodotto da bovine primipare è maggiormente adatto alla produzione sia di formaggio sia di latte in polvere. Soggetti di razza Pezzata Rossa producono un latte con i più alti contenuti di Ca e Na, mentre il latte di Frisona ha i valori più bassi di P. Infine, sono stati determinati i parametri genetici per i caratteri tecnologici menzionati in precedenza. Le stime di ereditabilità variano da 0.16 (stabilità al calore) a 0.54 (Ca). Le correlazioni genetiche entro carattere sono inferiori a 0.40 solamente ad inizio e fine lattazione. In media, più dell’80% della varianza genetico-additiva risulta associata con l’altezza del profilo di lattazione di tutti i caratteri studiati. In generale, i caratteri tecnologici del latte sono correlati antagonisticamente con la produzione di latte. Alla luce dei risultati si ritiene opportuna una concreta applicazione di tali caratteri negli attuali programmi di miglioramento genetico.