detección de adulteración en leche...
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Detección de adulteración en leche bovina
Lic. Graciela Artavia González
Lizeth Rojas Bogantes
Eduardo Calderón Calvo
Octubre - 2019
Generalidades
• Problemática mundial (2008, China: contaminación con melamina en fórmulas infantiles)
• Inocuidad – Calidad
• Políticas de control y monitoreo
Tipos de adulteraciones
Inocuos No inocuos
Agua Urea, NaOH
Leche de otras especies Detergentes, formalina
Proteína vegetal (NH4)2SO4, peróxidos
Grasa vegetal Ácido bórico, benzoico o salicílico
Suero Azúcares y Almidones
Leche en polvo Melamina
Detección de presencia de grasa vegetal
• Composición de la grasa láctea:
• 98% triglicéridos, <2% diacilgliceroles, <0,5% colesterol, <1% fosfolípidos
• Origen producto del tipo de alimentación y rumen
• Perfil de ácidos grasos depende de varios factores • 68-70% saturados (C16:0, C18:0, C14:0)
• 25-27% monoinsaturados (C18:1)
• 3,5-4,0% poliinsaturados (C18:2 y C18:3)
Detección de presencia de grasa vegetal
• Fitoesteroles
• GC-FID (ISO 12078/IDF 159)
• Nivel de detección
28% a 32% grasa (origen vegetal)
Colesterol
Estigmasterol
Campesterol
-sitosterol
Detección de presencia de grasa vegetal
10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 min
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
55000
60000
65000
uV
Data2:3039-3a.gcd SFID1Data1:Mix .gcd SFID1Data2:3039-3a.gcd SFID1Data1:Mix .gcd SFID1
8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 min
-5000
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
55000
60000
65000
uV
Data2:3059-16E.gcd SFID1Data1:mix 11-10-20.gcd SFID1Data2:3059-16E.gcd SFID1Data1:mix 11-10-20.gcd SFID1
Estigmasterol Campesterol
-sitosterol
Estigmasterol Campesterol
-sitosterol Colesterol
Colesterol
100% muestras analizadas (n=90) entre 2017-2019 no se detecta presencia de grasa vegetal
Detección de suero añadido
• Indicador? Glucomacropeptido (GMP): proteína que se encuentra únicamente en el suero obtenido de la producción de queso fresco, como resultado de la coagulación enzimática de la caseína
Detección de suero añadido
• HPLC-UV según Fukuda S., Roig S., Prata L. (2004). Correlation between acid ninhydrin and HPLC methods to evaluated fraudulent addition of whey in milk, Le Lait, 84, 501-512
0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 min
-250000
0
250000
500000
750000
1000000
1250000
1500000
1750000
uV
GMP
Detección de suero añadido
• Limitante? Es posible que en leche almacenada algunos microorganismos psicotrópicos (especialmente Pseudomonas fluorescens) puedan producir vía enzimática un péptido similar a GMP, denominado pseudo-GMP
GMP y pseudo-GMP solo difieren en 1 aminoácido
Detección de suero añadido
Definición de umbral
Estudio de estabilidad en leche comercial (8 meses, 25 °C)
4 lotes de leche UHT (entera, semi y descremada)
Efecto de temperatura de almacenamiento en leche control
5 lotes leche entera control almacenada 5 °C, 20 °C y 30 °C (6 meses)
Estudio de estabilidad
• Leche descremada
GMP (2,86 a 31,87) mgL-1
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4 Mes 5 Mes 6 Mes 7 Mes 8G
MP
(m
g/L)
0% L1 (mar-16) 0% L2 (oct-16) 0% L3 (nov-16) 0% L4 (feb -17)
Estudio de estabilidad
• Leche semidescremada
GMP (2,33 a 31,56) mgL-1
0
5
10
15
20
25
30
35
Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4 Mes 5 Mes 6 Mes 7 Mes 8
GM
P (
mg/
L)
2% L1 (mar-16) 2% L2 (oct-16) 2% L3 (nov-16) 2% L4 (feb-17)
Estudio de estabilidad
• Leche entera
GMP (2,09 a 30,95) mgL-1
0
5
10
15
20
25
30
35
Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4 Mes 5 Mes 6 Mes 7 Mes 8
GM
P (
mg/
L)
3% L1 mar-16) 3% L2 (oct-16) 3% L3 (nov-16) 3% L4 (feb-17)
Estudio de estabilidad
• Factor: Contenido de grasa
• Contenido GMP • Inicial (2,10 – 7,59) mgL-1
• Final (12,58 – 31,87) mgL-1
GMP se incrementa 4 a 6 veces durante almacenamiento
Descremada Semidescremada ˃ Entera
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4 Mes 5 Mes 6 Mes 7 Mes 8
Pro
med
io G
MP
(m
g/L)
Entera Semidescremada Descremada
Efecto de temperatura de almacenamiento
• Se realizó 5 ensayos independientes en planta piloto (oct-16 a may-17)
• Tipo de leche: Leche entera UHT
• Contenido basal (ND a 1,87 mgL-1)
• 30 °C mayor variabilidad
• Recomendación: muestreos de calidad en un periodo máximo de 2 meses de producción
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4 Mes 5G
MP
(m
g/L)
5 °C 20 °C 30 °C
Estatus en Costa Rica
• Muestreo en leches comercializadas en C.R. • Periodo 2017 a 2019
• Más del 67% (no se cuantifica GMP) • Descremada > 48%
• Semidescremada > 69%
• Entera > 85%
86
110
127
61
93
113 104
115
128
183
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
160,00
180,00
200,00
GM
P (
mg/
L)
Detección de leche reconstituida
• Indicadores de daño térmico
4-O-β-D-galactopiranosil-D-fructosa
Detección de leche reconstituida
• Indicadores de daño térmico
Detección de leche reconstituida
• Indicadores de daño térmico
• Producto de reacción de Maillard: • Lactosa + Aminoácidos libre de proteína tipo e-amino (e.g. lisina)
Detección de leche reconstituida
• Indicadores de calidad según tratamiento térmico
Tipo de tratamiento térmico
Promedio mg furosina/100 g proteína
Pasteurización Trazas (<7)
UHT directo 67 (35 a 109)
UHT indirecto (tubular) 168 (118 a 193)
UHT indirecto (placas) 180 (108 a 240)
Esterilización (autoclave) 300 (220 a 372)
Detección de leche reconstituida
• Índice Lactulosa/Furosina • Formación de Lactulosa es
dependiente de pH • Temperatura de
almacenamiento tiene mayor impacto en contenido de furosina
Detección de leche reconstituida
• Índice Lactulosa/Furosina
• Formación de Lactulosa es dependiente de pH
• Temperatura de almacenamiento tiene mayor impacto en contenido de furosina
Detección de leche reconstituida
• Índice Lactulosa/Furosina
2,0 según Pellegrino, L., De Noni, I., Resmini, P., Int. Dairy Journal, 1995, 5, 647-659 y Cho, Y-H., Hong, S-M., Kim, C-H., Korean J. Food Sci. An., 2012, 32 (5), 540-54.
Método de análisis de lactulosa
• HPLC-RID según IDF 147B
Estándar de lactulosa
Lactulosa presente en muestra de leche almacenada a 30 °C
Señal de lactosa
Método de análisis de furosina
• Se desarrolló método analítico HPLC-UV según ISO 18329 / IDF 193 modificado
Método de análisis de furosina
Método de análisis de furosina
Estudio piloto: Adición leche reconstituida
1) Hidratación de leche en polvo: (10% de sólidos totales) 20-30 °C por 1 hora en tanque con agitación (40-80) rpm
2) Mezcla con leche fresca según % de combinación: agitación (40-80) rpm y calentamiento hasta alcanzar 37 °C
3) Homogeneización: Equipo ArmField FT90: 140/30 bar ± 10 a (25,5 ± 5) °C
4) Tratamiento térmico equivalente: (140 ± 3,5) °C en un periodo de (1-4) s Condiciones: ArmField FT44 UHT/HTST tubular : T1 input 33,2 °C; T2 preheat 58,2 °C; T3 Heat source (water) 138,7 °C;T4 Sample 130,9 °C (2 s), T5 output 28,6 °C
5) Llenado aséptico: Cabina estéril FT83: flujo 10 L/h; 5,3 bar; velocidad de la bomba 27,4; temperatura de llenado a 34 °C)
Estudio piloto: Adición leche reconstituida
Marzo, Abril, Mayo 2017
Polinomio grado 2
y =(2,7×10-4 ± 1,5×10-4 )x2 – (3,0×10-2 ± 1,9×10-2)x + (2,5±0,2)
Estudio piloto: Adición leche reconstituida
Marzo, Abril, Mayo 2018
Polinomio grado 3
y =(-6,4×10-4 ± 5,4×10-4 )x3 – (2,7×10-2 ± 2,1×10-2) x2 – (0,4 ± 0,3)x + (3,1±1,0)
Estudio piloto: Adición leche reconstituida
Correlación tiene dos tendencias según ámbito de reconstitución
Muestreo 2017 (L/F 1,85 A 3,62)
Muestreo 2018 (L/F 1,53 a 3,41)
Perspectivas
❶ Validación de modelos predictivos
❷ Separación y cuantificación analítica GMP vrs pseudo-GMP
❸ Indicadores de adición de leche reconstituida en leches deslactosadas
❹ Estudios en leche caprina
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