Ci sono due tipi di caseina: caseina acida e caseina presamica. La caseina acida si ottiene attraverso l’acidificazione del latte scremato fino a raggiungere il punto isoelettrico (pH± 4,6) della caseina e la caseina presamica si crea per coagulazione enzimatica.

Il caseinato è usato più spesso nell’industria alimentare rispetto alla caseina, perché è più solubile di quest’ultima. Il caseinato, di solito caseinato di sodio o di calcio, è spesso usato come emulsionante o umettante nei prodotti a base di carne. Il caseinato è spesso usato come fonte di proteine, stabilizzatore di schiuma o come ingrediente nei sostituti del latte o della panna. Per mantenere il contenuto di sale in un prodotto il più basso possibile, il caseinato di calcio è spesso la scelta preferita.

Produzione del caseinato

La produzione del caseinato di sodio e del caseinato di calcio sarà spiegata nella parte seguente. Entrambi i prodotti sono creati come effetto della reazione tra la cagliata di caseina acida o la polvere di caseina acida con la liscivia (idrossido di sodio). Quindi, il processo di produzione della caseina acida sarà descritto per primo.

Caseina acida

Materia prima

Per produrre caseina acida si usa latte magro scremato, perché la presenza di grasso diminuisce la durata di conservazione della caseina. La scrematura deve essere fatta accuratamente.

Perché i microrganismi possono influenzare negativamente il colore e la consistenza della caseina, il latte scremato crudo deve essere di buona qualità. Il latte non può essere riscaldato intensamente, perché questo potrebbe innescare reazioni chimiche indesiderate con vari componenti del latte e il colore della caseina diventerebbe troppo scuro. Per evitare che queste cose accadano, il latte, oltre ad essere pastorizzato, viene anche microfiltrato.

Pastorizzazione

Il latte scremato crudo viene pastorizzato per 15-20 secondi ad una temperatura di 72°C.

Acidificazione

A causa dell’acidificazione del latte al punto isoelettrico della caseina, che si trova tra pH 4 e 4,8, la carica negativa delle micelle di caseina viene sollevata dagli ioni idrogeno presenti. Di conseguenza, la coagulazione delle micelle di caseina avrà luogo.

L’acidificazione può avvenire in due modi: inorganica o organica. la preferenza è data all’acidificazione biologica/organica per l’uso di caseina o caseinato nei prodotti alimentari.

Acidificazione inorganica
Dopo la pastorizzazione il latte scremato viene raffreddato a circa 32°C. Con l’aiuto di acido cloridrico o solforico, il pH del latte scremato viene abbassato a un pH compreso tra 4,3 e 4,6. Poi, la miscela viene riscaldata con uno scambiatore di calore a una temperatura di 40-45°C e mantenuta a questa temperatura per 2 minuti. Durante questo periodo si formano aggregati di caseina.

Acidificazione biologica
Dopo la pastorizzazione il latte scremato viene raffreddato a circa 25°C. Al latte scremato viene aggiunto uno starter mesofilo non produttore di gas, che assicura una diminuzione desiderata del pH in circa 15 ore. L’acidificazione non dovrebbe procedere troppo velocemente, poiché ciò potrebbe portare a una qualità non uniforme e a una resa ridotta. Quando il pH desiderato è raggiunto, la miscela viene mescolata, riscaldata con uno scambiatore di calore e mantenuta ad una temperatura costante di 50-55°C per un breve momento.

Lavaggio

Prima di iniziare il processo di lavaggio, il siero che si è formato viene rimosso utilizzando un decanter, quindi è necessaria meno acqua durante il lavaggio. La fase successiva è il lavaggio della caseina a una temperatura da 35 a 60°C in 3 fasi in una lavatrice in controcorrente con acqua, rimuovendo le proteine del siero, il lattosio e i sali. Dopo ogni fase di lavaggio, una parte dell’acqua di lavaggio viene separata nel decanter della caseina. Dopo l’ultima fase, la centrifugazione produce caseina con un contenuto di materia secca tra il 40 e il 45%, rendendo la caseina pronta per essere essiccata.

La caseina può essere recuperata sia dal siero che dall’acqua di lavaggio usando una centrifuga. Dopo la dissoluzione nella liscivia, la caseina può essere rimessa nel latte di partenza.

Essiccazione

Utilizzando l’aria calda, la caseina viene essiccata fino a lasciare un’umidità del 12%. L’essiccazione della caseina può essere fatta in diversi modi. Quando si applica un processo di essiccazione a due fasi, la temperatura di essiccazione della prima fase è di circa 50-55°C e nella seconda fase di circa 65°C.

Macinazione

Dopo l’essiccazione della caseina, questa viene macinata in polvere con una dimensione delle particelle di 0,32, 0,42 o 0,64 mm.

Caseinato

Sottile

Il caseinato può essere prodotto da caseina acida, cagliata di caseina acida o polvere. Tuttavia, la cagliata di caseina acida è solitamente preferita. Indipendentemente dalla materia prima che verrà utilizzata, il contenuto di materia secca deve essere ridotto al 18-24% aggiungendo l’acqua. Altrimenti la viscosità della soluzione diventerebbe troppo alta, perché praticamente consiste solo di proteine.

Macinazione a umido

La miscela viene pompata in un mulino colloidale, in cui la dimensione delle particelle dell’emulsione viene ridotta e questo risulta in una pasta spessa. A causa di questa riduzione della dimensione delle particelle, il tasso di dissoluzione della soda aggiunta successivamente diventa più alto.

La macinazione a umido è fatta a una temperatura inferiore a 45°C, perché una temperatura più alta ha più probabilità di causare la riagglomerazione. Il fango risultante viene poi raccolto in un serbatoio a doppia parete dotato di un potente miscelatore…Aggiunta della soda Una soluzione di soda diluita viene aggiunta con cura al fango, fino a raggiungere il valore di pH desiderato di 6,7. A questo valore di pH la viscosità della soluzione è al minimo.

Quale soluzione caustica viene utilizzata dipende dal prodotto che deve essere prodotto.

• Caseinato di sodio
  Per la produzione di caseinato di sodio viene utilizzata una soluzione acquosa di idrossido di sodio 2,5 M o 10%. Per scopi specifici si può usare una soluzione di bicarbonato di sodio o di fosfato di sodio. Dopo aver raggiunto il pH desiderato, il tutto dovrebbe essere riscaldato il più rapidamente possibile a 60-75°C. Altrimenti la viscosità aumenterebbe troppo. La dissoluzione della liscivia richiede dai 30 ai 60 minuti per essere completata.

• Caseinato di calcio
  La dissoluzione di una soluzione di idrossido di calcio richiede molto più tempo rispetto alla soluzione di soda caustica. Ecco perché la caseina è spesso sciolta prima in ammoniaca. Poi, nel saccarosio si aggiunge l’idrossido di calcio disciolto e la miscela di caseinato di calcio viene lavata e asciugata. La maggior parte dell’ammoniaca evapora durante il processo di asciugatura.

Riscaldamento

Per rendere la soluzione di caseinato adatta ad essere spruzzata viene preriscaldata a 80-90°C. In questo modo, la viscosità della soluzione viene mantenuta più bassa possibile e può essere lavorata con una soluzione avente un contenuto di materia secca fino al 24%.

Essiccazione

Perché il contenuto di materia secca dell’alimento da essiccare è basso, si preferisce nebulizzare con un ugello. Inoltre, si raccomanda di essiccare in due fasi. Dopo che il caseinato di sodio è stato essiccato in una torre di essiccazione a spruzzo a una temperatura dell’aria di 200-230°C fino a un contenuto di umidità del 10-12%, il contenuto di umidità extra viene ridotto utilizzando un essiccatore a letto fluido.

Sicurezza alimentare &Progettazione igienica

La maggior parte dei processi caseari si svolge a un pH relativamente alto e in condizioni di umidità, che creano un ambiente ideale per la crescita di vari microrganismi, come quelli che causano malattie. È quindi importante che l’intero sistema sia costruito secondo gli standard di progettazione igienica – in modo che sia pulibile a livello microbico. Dopo il processo di pulizia, la disinfezione può uccidere qualsiasi microrganismo vegetativo rimanente.

Nel caso in cui il macchinario non possa essere svuotato completamente, l’attrezzatura perderà il suo stato ‘pulito’, anche dopo essere stata pulita ma messa da parte per un certo periodo di tempo. Il macchinario deve essere pulito e disinfettato a fondo prima che il processo di produzione possa ricominciare.

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