VALUTAZIONE DI UN METODO RAPIDOPER IL TRATTAMENTO TERMICO DEL LATTE: TEST DELLA e-fruttosil-lisina

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1 SCIENZA E TECNICA LATTIERO-CASEARIA, 56 (5), VALUTAZIONE DI UN METODO RAPIDOPER IL TRATTAMENTO TERMICO DEL LATTE: TEST DELLA e-fruttosil-lisina C Vatteroni 1 *, M Monici 1, E Bassi 1, I Gandolfi 1, P Cagnasso 1, F Bonicolini 2,M Bicchiega 2 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: claudia_vatteroni@parmalat.net 1 Ricerca&Sviluppo Laboratorio Centrale PARMALAT. Via S.Vitale 22, Sala Baganza (PR). 2 cdr Analisi e sviluppo sistemi cibernetici. Via F.Crispi 33, Arezzo.

2 Figura 1 Formula della e-fruttosil-lisina. Figure 1 e-fructosyl-lysine s structure. MATERIALI E METODI 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 2 Vatteroni et al (2005) Sci Tecn Latt-Cas, 56 (5),

3 (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 R 2 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 (R 2 furosina = 0,997,R 2 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. Vatteroni et al (2005) Sci Tecn Latt-Cas, 56 (5),

4 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. 4 Vatteroni et al (2005) Sci Tecn Latt-Cas, 56 (5),

5 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. RIASSUNTO 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 ABSTRACT 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 para- Vatteroni et al (2005) Sci Tecn Latt-Cas, 56 (5),

6 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, ) PM Toppino (1994). Per valutare l entità di furosina. Riv. Latte, 50, ) 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, Lavoro ricevuto il ed accettato il