Caglio e formaggio

Un nuovo processo di produzione di nanoparticelle magnetiche permette di ottenere lattoferrina dal siero del latte con un’alta efficacia.

Per la nostra rubrica sui brevetti di ateneo, oggi analizziamo un nuovo metodo di produzione di nanoparticelle magnetiche in grado di estrarre la preziosa lattoferrina dal siero del latte, prodotto di scarto della produzione casearia.

La straordinaria cultura gastronomica italiana, le tipicità dei prodotti e la loro elevata qualità sono certamente uno dei marchi di fabbrica del Bel Paese nel mondo. Tra le produzioni di valore, un posto importante è detenuto dai formaggi, la cui grande varietà tanto può raccontare delle tradizioni e della cultura delle varie regioni d’Italia.

Per poter produrre il formaggio, solitamente si deve ricavare la cagliata dal latte. Questa si produce grazie alla coagulazione e successiva precipitazione di particolari proteine, chiamate caseine, fino all’ottenimento di una massa gelatinosa, la cagliata appunto.

In seguito questa viene rotta in modo da facilitare lo spurgo del siero, una frazione del latte composta principalmente di acqua, lattosio, grassi e proteine. Il siero del latte liberato dalla cagliata può essere utilizzato per la produzione della ricotta, la cui richiesta è però mutevole nel corso dell’anno ed ha un tempo di deperimento relativamente breve.

A questo punto del processo nasce dunque un problema: che cosa fare con il siero di scarto dato dalla lavorazione casearia?
Il siero non può essere smaltito direttamente nelle acque di scarico in quanto è altamente inquinante.

Non sempre infatti ciò che è naturale è innocuo se rilasciato nell’ambiente. L’elevata quantità di materiale organico contenuto nel siero del latte è infatti difficilmente eliminabile dai microorganismi batterici aerobi presenti in natura, responsabili della degradazione dei composti organici.

Il loro compito di “spazzini” è infatti possibile solo consumando ossigeno ma se il materiale da degradare è in eccesso rispetto alla disponibilità di O2, i composti organici non vengono eliminati e rimangono nell’ambiente come contaminanti.

Per questa ragione il siero richiede un trattamento speciale e dai costi elevati, che gravano sulle aziende del settore caseario.

Se in prima analisi il siero può essere considerato un problematico prodotto di scarto dell’industria casearia, le potenzialità economiche associate ad alcuni suoi componenti lo rendono una matrice estremamente più remunerativa del latte stesso.

Di conseguenza, una prospettiva piuttosto interessante è quella di cercare di recuperare dal siero, con tecniche chiamate di purificazione, molecole spendibili nel mercato.

Esempi di queste sono il lattosio, uno zucchero molto utilizzato nell’industria alimentare, e le proteine come la sieroalbumina bovina (BSA), che trova applicazione nelle analisi di laboratorio e nella ricerca scientifica, o la lattoferrina, importante per l’industria farmaceutica e alimentare.

L’importanza della lattoferrina in particolare è legata alle sue proprietà antibatteriche, antiossidanti, anti-infiammatorie ed immunomodulatorie ed è per questa ragione che viene spesso utilizzata come additivo alimentare in diversi prodotti.

Il suo mercato è in continua espansione con un valore di 15 miliardi di dollari annui nel solo settore degli integratori alimentari per neonati.

In questo scenario il professor Fabio Vianello e il dottor Massimiliano Magro – Dipartimento di Biomedicina comparata e Alimentazione – hanno sviluppato un sistema estremamente efficace per la purificazione industriale della lattoferrina basato su nanoparticelle magnetiche chiamate SAMNs (Surface Active Maghemite Nanoparticles).

Un primo brevetto messo a punto dai ricercatori dell’Università di Padova riguarda proprio un processo a basso costo, ecologico ed innovativo per la produzione di SAMNs, utilizzabili non solo per la purificazione di lattoferrina ma in numerose altre applicazioni del comparto biomedicale e dell’agro-alimentare.

Altri utilizzi pronti all’industrializzazione sono ad esempio quelli relativi all’isolamento e alla purificazione della curcumina (una molecola estratta dalla curcuma ed usata come additivo alimentare), la rimozione di cromo esavalente dalle acque superficiali e la rimozione di micotossine dannose che si generano in alcuni processi fermentativi degli alimenti.

I metodi tradizionali di estrazione di una proteina da un prodotto contenente molte molecole diverse (come è il siero del latte) hanno costi elevati e problematiche gestionali rilevanti: per questo le SAMNs possono essere un’alternativa poco costosa alle tecniche tradizionali.

Per quanto riguarda la purificazione di lattoferrina le SAMNs, in combinazione con un sistema di purificazione magnetica robotizzato già prototipato e coperto da un secondo brevetto, riescono a dare una resa 500 volte maggiore rispetto alla tecnica standard, che impiega circa 10.000 litri di siero di latte per la produzione di un solo grammo di polvere di lattoferrina.

  • Per saperne di più su questo ed altri brevetti visita la libreria online brevetti di Unismart, la società dell’Università di Padova attiva nella valorizzazione della ricerca tecnico-scientifica del nostro Ateneo.
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