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SCIENZA E TECNICA LATTIERO-CASEARIA, 56 (5), 000-000
2005
VALUTAZIONE DI UN METODO RAPIDOPER IL
TRATTAMENTO TERMICO DEL LATTE: TEST DELLA
e-FRUTTOSIL-LISINA
C Vatteroni1*, M Monici1, E Bassi1, I Gandolfi1, P Cagnasso1, F Bonicolini2, M
Bicchiega2
INTRODUZIONE
L’obiettivo primario dell’industria è la qualità dell’alimento che, per essere
costantemente garantita e migliorata, richiede il monitoraggio della sicurezza
igienico-sanitaria (sicurezza microbiologica, assenza di microinquinanti ambientali, etc.), della naturalità (assenza di sofisticazioni) e del valore nutrizionale.
In particolare, per valutare l’aggiunta di latte in polvere a latte crudo o pastorizzato o gli effetti dei trattamenti termici applicati, vengono utilizzati indici
analitici quali la furosina e il lattulosio [1-3], la cui determinazione richiede lunghi tempi di analisi, strumentazione sofisticata, personale qualificato. Risulta
pertanto molto utile poter disporre di “metodi rapidi”, utilizzabili in produzione
o in laboratori non attrezzati, in grado di fornire dati affidabili con “significato
pratico-tecnologico”, correlabili a quelli classici, presi come riferimento.
In questo lavoro abbiamo valutato l’applicabilità e l’affidabilità del test della
e-fruttosil-lisina, presentato al Congrilait 2002 di Parigi [4], per la rilevazione di
latte in polvere aggiunto sia a latte crudo che pastorizzato, per la valutazione
delle tecnologie di trattamento termico maggiormente impiegate (pastorizzazione e trattamento UHT diretto e indiretto) e per l’ottimizzazione dei parametri
tecnologici.
I valori ottenuti sono stati correlati con la furosina, uno degli indici analitici
maggiormente impiegati a tale scopo.
La e-fruttosil-lisina è un prodotto della reazione di Maillard, che si origina in
uno step precedente alla liberazione della furosina, ottenuta invece per idrolisi
acida (Fig. 1).
Il sistema in oggetto permette di lavorare sul latte tal quale, con reagenti
pronti all’uso e materiale usa e getta; fornisce risultati in tempi rapidi (7-8
minuti), senza servirsi di personale specializzato, non richiedendo particolare
manutenzione.
* Corrispondenza ed estratti: [email protected]
1
Ricerca&Sviluppo Laboratorio Centrale PARMALAT. Via S.Vitale 22, 43038 Sala Baganza (PR).
2
cdR Analisi e sviluppo sistemi cibernetici. Via F.Crispi 33, 52100 Arezzo.
Figura 1 – Formula della e-fruttosil-lisina.
Figure 1 – e-fructosyl-lysine’s structure.
MATERIALI E METODI
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–
–
Sistema fotometrico CDR
Cuvette usa e getta
Reattivo colorimetrico ‘R2’ (i reattivi sono oggetto di brevetto industriale)
Micropipette da 150 ml e 100 ml
Il principio dello strumento CDR-Foodlab si basa sul fatto che un sale di
tetrazonio (R2), in un mezzo alcalino, reagisce con la fruttosil-lisina (reazione
redox), formando un complesso violetto, la cui intensità, letta a 545 nm, è proporzionale alla concentrazione di e-fruttosil-lisina.
Il test si applica direttamente al latte tal quale: una cuvetta contenente 150
ml di latte, viene preriscaldata per 5 minuti a T=37 °C nel comparto dedicato del
sistema (‘incubation cells’); si aggiungono 100 ml di reattivo R2 e si attende 1
minuto per la lettura della misura, espressione della cinetica di reazione.
RISULTATI
In questo lavoro sono stati analizzati latti interi crudi e trattati termicamente (pastorizzati, UHT diretto e indiretto) di produzione Parmalat e del commercio. Sono stati inoltre analizzati campioni di latte intero pastorizzato addizionati con quantità crescenti di latte in polvere ricostituito. Su tutti i campioni è
stata eseguita l’analisi della furosina in HPLC [5].
I risultati ottenuti sui campioni di latte sono stati trattati con la statistica
non parametrica, visto il numero non consistente di campioni e visto che il test
di Cochran ha rilevato una differenza statisticamente significativa tra le deviazioni standard con un livello di confidenza del 95%, condizione che potrebbe inficiare la maggior parte dei test statistici parametrici (F-test….).
Si è quindi utilizzato, sia nel caso dei dati relativi alla e-fruttosil-lisina che
della furosina, il test di Kruskal-Wallis, che verifica l’eventuale presenza di differenze significative tra mediane: il test in entrambi i casi ha evidenziato una
differenza significativa tra le mediane dei 4 gruppi di trattamento termico
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(crudo, pastorizzato, UHT diretto, UHT indiretto). Questo risultato è ben espresso dal grafico Box e Whisker; nella figura 2 si riporta quello relativo alla e-fruttosil-lisina. Il test della e-fruttosil-lisina permette, come la furosina, la discriminazione tra i diversi tipi di trattamento termico; si nota inoltre come le code delle
distribuzioni possono a volte sovrapporsi (crudo-pastorizzato, UHT diretto-UHT
indiretto): questo è dovuto a parametri di trattamento variabili in funzione delle
caratteristiche dei singoli impianti e delle esigenze produttive.
Figura 2 – Grafico di Box e Whisker.
Figure 2 – Box and Whisker’s graph.
E’ stata valutata la correlazione tra il test della e-fruttosil-lisina e la furosina (Fig.3): si è osservata una buona correlazione espressa da un R2 pari a 0,95.
E’ stata inoltre verificata la linearità del test della fruttosil-lisina all’aggiunta di
quantità crescenti di polvere di latte a latte intero pastorizzato. Come per la furosina si ha un buon andamento lineare (R2 furosina = 0,997 ,R2 fruttosil-lisina = 0,993) (Fig. 4).
È stata valutata la ripetibilità del valore strumentale, che è risultata la
seguente: 5,9 per il latte crudo; 6,0 per il latte pastorizzato; 5,8 per il latte UHT.
CONCLUSIONI
I risultati preliminari consentono di concludere che il test della e-fruttosillisina può essere considerato un parametro utilizzabile nella pratica industriale
in grado di discriminare le diverse classi di latte.
In futuro sarà approfondito lo studio per la classe dell’UHT, al fine di confermare la validità del test per valutare piccole variazioni di danno termico all’interno della stessa classe di trattamento.
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Figura 3 – Correlazione tra il test della fruttosil-lisina e la furosina.
Figure 3 – Correlation between e-fructosyl-lysine and furosine.
Figura 4 – Andamenti lineari della fruttosil-lisina e furosina all’aggiunta di latte in polvere a latte intero pastorizzato.
Figure 4 – Fructosyl-lysine and furosine linear trends compared to powdered milk addition in whole pasteurized milk.
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Il test della e-fruttosil-lisina può essere utilizzato anche per rivelare eventuali aggiunte di latte in polvere a latte crudo; i dati preliminari dimostrano che
il test è in grado di individuare un’aggiunta di latte in polvere ricostituito del
10%.
Uno studio successivo su un numero maggiore di campioni potrà consentire
di costruire carte di controllo, allo scopo di individuare ed impedire frodi sulla
materia prima in ingresso agli stabilimenti.
Le indagini sul test della e-fruttosil-lisina, qui eseguite sul latte intero,
saranno estese anche al latte parzialmente scremato.
– Per monitorare gli effetti dei differenti trattamenti termici, l’industria alimentare utilizza indici analitici quali la furosina, il lattulosio, le proteine solubili del siero, la cui determinazione richiede lunghi tempi di analisi. Sono
stati quindi considerati metodi rapidi, in grado di fornire dati affidabili con
‘significato pratico-tecnologico’, correlabili a quelli classici, presi come riferimento. In particolare, stiamo valutando l’applicabilità e l’affidabilità del test
della e-fruttosil-lisina, presentato al Congrilait 2002 di Parigi, per la rilevazione
di latte in polvere a latte crudo e pastorizzato, per la valutazione delle tecnologie di trattamento termico maggiormente impiegate (pastorizzazione e trattamento UHT diretto e indiretto) e per l’ottimizzazione dei parametri tecnologici.
La e-fruttosil-lisina è un prodotto, intermedio stabile della reazione di Maillard.
La determinazione viene eseguita con uno strumento dedicato, della ditta CDR,
che si basa su una speciale tecnologia fotometrica; l’analisi, estremamente semplice e rapida, non richiede alcun trattamento preliminare del campione. Per la
valutazione di questo parametro si sono eseguite determinazioni in parallelo di
furosina e fruttosil-lisina su latti crudi, latti interi pastorizzati e UHT interi. Dai
dati sperimentali si osserva che il test della e-fruttosil-lisina, può essere considerato un parametro in grado di discriminare le diverse classi di latte e di individuare aggiunte a latte crudo di latte in polvere ricostituito del 10%.
Parole chiave: furosina, fruttosil-lisina, metodi rapidi
RIASSUNTO
– Evaluation of a rapid method for heat-treating milk: the e-fructosyllysine test. – In order to monitor the effects of the different milk heat treatments,
food industry uses analytical markers such as furosine, lactulose, soluble serum
proteins. The analysis of these molecules is very time consuming. For this reason, rapid methods able to supply reliable data with “practical-technological
meaning”, comparable with the traditional methods used as a reference, have
been taken into consideration. In particular, we are evaluating the applicability
and reliability of the e-fructosyl-lysine test, presented at Congrilait 2002 in
Paris, for the detection of powdered milk in raw and pasteurized milk and for the
evaluation of the most widely used heat treatment technologies (pasteurization
and direct and indirect UHT treatments) so as to optimize technological paraABSTRACT
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meters. The e-fructosyl-lysine is an intermediary stable product of the Maillard
Reaction.The tests were carried out using an innovative instrument developed
by CDR Company, based on a special photometric technology; the analysis,
extremely fast and simple, doesn’t need preliminary treatment of the samples.
In order to confirme the meaning of the results of this test, the furosine analysis and the fructosyl-lysine test were performed on the same samples of raw,
whole pasteurized and whole UHT milk. The data resulting from the experiment
shows that the e-fructosyl-lysine test can be considered as a parameter capable
of distinguishing the various classes of heat treatment and of identifying the
addition of powdered milk at 10% in raw milk.
Keywords: furosine, fructosyl-lysine, rapid methods
BIBLIOGRAFIA
1) L Pellegrino, P Resmini, W Luf (Austria, ‘Assessment (indices) of heat treatment of milk. Heat-Induced Changes in milk’, FIL-IDF, second edition, revision of Bulletin 238/1989, 20chapter.
2) L Pellegrino, I De Noni, P Resmini (1995). Coupling of lactulose and furosine indices for quality evaluation of sterilized milk. Int. Dairy Journal, 5,
647-659.
3) PM Toppino (1994). Per valutare l’entità di furosina. Riv. Latte, 50, 2143.
4) F Bonicolini, M Bicchiega (2002). Maillard reaction evaluation by e-fructosyl-lysine during milk thermal processing: first step. poster Congrilait 2002
Paris
5) P Resmini, L Pellegrino, G Battelli (1990). Accurate quantification of furosine in milk and dairy products by direct HPLC method, Ital. J. Food Sci., 2,.
173-183.
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Lavoro ricevuto il 23-09-2005 ed accettato il 21-10-2005