Spectrophotometric Determination of Wpni and HMF in Uht Milk Through the Principal Components Analysis

Abstract

SPECTROPHOTOMETRIC DETERMINATION OF WPNI AND HMF IN UHT MILK THROUGH THE PRINCIPAL COMPONENTS ANALYSIS.During heat treatment milk suffers changes among which whey proteins insolubility and Maillard reaction can be monitored using spectrophotometric methods by determining the whey protein nitrogen (WPNI) and 5-hydroxymethylfurfural (HMF). The aim of this work was the evaluation of heat treatment in commercial UHT milk samples through HMF and WPNI determination by spectrophotometric methods in visible region, using chemometric tools in data analysis. The regression models were fitted and statistical assumptions were tested. The WPNI confidence interval (CI) was (0.91; 3.73) mg mL -1 showing the heat treatment severity and classifying the samples as "medium heat treatment" according to American Dairy Products Association. For free HMF index, the CI were: (2.39; 3.27) and (6.01; 6.89) µmol L -1 for regular and low lactose content samples, respectively; while these two samples group presented CI of (11.67; 12.39) and (132.28; 143.22) µmol L -1 for total HMF index, respectively; showing the influence of lactose content in total HMF index. Descriptive statistical analysis associated with principal component analysis demonstrated a lack of standardization in the current Brazilian UHT process. The spectrophotometric methods allowed obtaining further inferences about the product quality associated to its heat treatment.Keywords: Maillard reaction; denaturation; chemometric; quality control. INTRODUÇÃODurante o processamento térmico o leite sofre modificações devido à ação do calor, dentre as quais tem-se a insolubilização das soroproteínas e a reação entre proteínas e lactose, denominada reação de Maillard (RM).1 Especificamente estas duas modificações químicas causadas pela ação do calor geram compostos capazes de serem determinados através de métodos espectrofotométricos, 2,3 permitindo monitorar e controlar a severidade do tratamento térmico aplicado ao produto.Métodos espectrofotométricos têm sido usualmente utilizados para determinação de alguns constituintes químicos em matrizes alimentícias 4-11 devido à fácil aplicação, eficácia e eficiência aceitáveis, e baixo custo quando comparados a métodos analíticos mais sofisticados como, por exemplo, cromatografia à líquido de alta eficiência (CLAE), 12,13 cromatografia a gás (CG), 14-16 cromatografia por fluido supercrítico (CFS) 17-19 e eletroforese capilar (EC) 20-23 associados a detectores compatíveis com cada sistema de separação.A metodologia proposta por Kuramoto et al. 2 para determinação do índice de soroproteína não desnaturada ou whey protein nitrogen index (WPNI) via turbidimetria utiliza o princípio de "salting out" com adição de cloreto de sódio em excesso. Sabe-se que ao aumentar a força iônica de um meio há a tendência na redução da capacidade solvente da água e, consequentemente, da espessura da dupla camada elétrica que envolve as proteínas. A redução de tais efeitos estabilizadores proporciona uma efetiva perda de solubilidade protéica gerando preci...

New Trends for the Evaluation of Heat Treatments of Milk

“…Spectrophotometric technique was also employed by Neves et al [ 49 ] to monitor the whey proteins solubility and the Maillard reaction during the heat treatment in commercial UHT milk. The whey protein nitrogen (WPNI) and the 5-hydroxymethylfurfural (HMF) content in the visible region were determined and chemometric tools were used in the data analysis.…”