Colorimetric method for estimating the intensity of heat load during milk pasteurization

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The authors proposed a method for determining the intensity of heat load during milk pasteurization based on the transformation of the products of the initial stage of the Maillard reaction (lactosylated amino acids) contained in milk into intensely colored products of the final stage of the Maillard reaction (melanodes). The color intensity of products is measured by the colorimetric method. To carry out the analysis, a casein preparation purified from free lactose is made from milk, dried and crushed into particles with a size of 500–800 microns. The casein preparation is kept at 100°C for 5 hours to form melanoids. The color intensity of casein preparations is measured on the CIE L* a* b* color scale and the criterion of total color difference ΔE is calculated by the value of the L* a* b * color criteria before and after heat treatment of casein preparations. The conducted studies of pasteurized milk samples confirmed the physical nature of the coloration of casein powders, consisting in the presence of melanoids in them, the content of which was proportional to the intensity of pasteurization of milk sample.

Авторлар туралы

E. Topnikova

All-Russian Scientific Research Institute of Butter and Cheesemaking

Email: d.abramov@fncps.ru
19, Krasnoarmeysky Boulevard, 152613, Yaroslavl Region, Uglich

D. Myagkonosov

All-Russian Scientific Research Institute of Butter and Cheesemaking

Email: d.abramov@fncps.ru
19, Krasnoarmeysky Boulevard, Uglich, 152613, Yaroslavl Region

D. Abramov

All-Russian Scientific Research Institute of Butter and Cheesemaking

Email: d.abramov@fncps.ru
19, Krasnoarmeysky Boulevard, Uglich, 152613, Yaroslavl Region

O. Kashnikova

All-Russian Scientific Research Institute of Butter and Cheesemaking

Email: d.abramov@fncps.ru
19, Krasnoarmeysky Boulevard, Uglich, 152613, Yaroslavl Region

Әдебиет тізімі

  1. Lorenzen, P. C., Clawin-Räadecker, I., Einhoff, K., Hammer, P., Hartmann, R., Hoffmann, W. et al. (2011). A survey of the quality of extended shelf life (ESL) milk in relation to HTST and UHT milk. International Journal of Dairy Technology, 64(2), 166–178. https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2010.00656.x
  2. Deeth, H. (2017). Optimum thermal processing for Extended Shelf-Life (ESL) milk. Foods, 6(11), Article 102. https://doi.org/10.3390/foods6110102
  3. IDF (2022). Heat treatment of milk. Bulletin of the IDF No. 516/2022. Retrieved from https://shop.fil-idf.org/products/bulletin-of-the-idf-n-515–2022-heat-treatment-of-milk Accessed December 01, 2023
  4. Elliott, A. J., Datta, N., Amenu, B., Deeth, H. C. (2005). Heat-induced and other chemical changes in commercial UHT milk. Journal of Dairy Research, 72(4), 442– 446. https://doi.org/10.1017/S002202990500138X
  5. Hinrichs, J., Atamer, Z. (2011). Sterilisation of milk and other products. Chapter in a book: Encyclopedia of Dairy Sciences (Second Edition) Academic Press, 2011. http://doi.org/10.1016/B978-0-12-374407-4.00218-1
  6. Raynes, J. K., Vincent, D., Zawadzki, J. L., Savin, K., Mertens, D., Logan, A. et al. (2018). Investigation of age gelation in UHT milk. Beverages, 4(4), Article 95. https://doi.org/10.3390/beverages4040095
  7. Deeth, H. C., Datta, N. (2011). Ultra-High Temperature Treatment (UHT): Heating Systems. Chapter in a book: Encyclopedia of Dairy Sciences (Second Edition). Academic Press, 2011. http://doi.org/10.1016/B978-0-12-374407-4.00216-8
  8. van Asselt, A. J., Sweere, A. P. J., Rollema, H. S., de Jong, P. (2008). Extreme hightemperature treatment of milk with respect to plasmin inactivation. International Dairy Journal, 18(5), 531–538. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2007.11.019
  9. Claeys, W. L., Van Loey, A. M., Hendrickx, M. E. (2002). Intrinsic time temperature integrators for heat treatment of milk. Trends in Food Science and Technology, 13(9–10), 293–311. https://doi.org/10.1016/S0924-2244(02)00164-4
  10. van den Oever, S. P., Mayer, H. K. (2021). Analytical assessment of the intensity of heat treatment of milk and dairy products. International Dairy Journal, 121, Article 105097. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2021.105097
  11. Ritota, M., Di Costanzo, M., Mattera, M., Manzi, P. (2017). New trends for the evaluation of heat treatments of milk. Journal of Analytical Methods in Chemistry, 2017, Article 1864832. https://doi.org/10.1155/2017/1864832
  12. Sakkas, L., Moutafi, A., Moschopoulou, E., Moatsou, G. (2014). Assessment of heat treatment of various types of milk. Food Chemistry, 159, 293–301. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.03.020
  13. Mayer, H. K., Raba, B., Meier, J., Schmid, A. (2010). RP-HPLC analysis of furosine and acid-soluble beta-lactoglobulin to assess the heat load of extended shelf-life milk samples in Austria. Dairy Science and Technology, 90(4), 413–428. https://doi.org/10.1051/dst/2009058
  14. Lan, X. Y., Wang, J. Q., Bu, D. P., Shen, J. S., Zheng, N., Sun, P. (2010). Effects of heating temperatures and addition of reconstituted milk on the heat indicators in milk. Journal of Food Science, 75(8), C653–C658. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2010.01802.x
  15. Resmini, P., Pellegino, L., Cattaneo, S. (2003). Furosine and other heat-treatment indicators for detecting fraud in milk and milk products. Italian Journal of Food Science, 4(15), 473–484.
  16. Birlouez-Aragon, I., Nicolas, M., Metais, A., Marchond, N., Grenier, J., Calvo, D. (1998). A rapid fluorimetric method to estimate the heat treatment of liquid milk. International Dairy Journal, 8(9), 771–777. https://doi.org/10.1016/S0958-6946(98)00119-8
  17. Birlouez-Aragon, I., Sabat, P., Gouti, N. (2002). A new method for discriminating milk heat treatment. International Dairy Journal, 12(1), 59–67. https://doi.org/10.1016/S0958-6946(01)00131-5
  18. Guan, R., Liu, D., Ye, X., Yang, K. (2005). Use of fluorometry for determination of skim milk powder adulteration in fresh milk. Journal of Zhejiang UniversitySCIENCE B, 6(11), 1101–1106. https://doi.org/10.1631/jzus.2005.B1101
  19. Schamberger, G. P., Labuza, T. P. (2006). Evaluation of front-face fluorescence for assessing thermal processing of milk. Journal of Food Science, 71(2), C69–C74. https://doi.org/10.1111/j.1365–2621.2006.tb08884.x
  20. Myagkonosov, D. S., Topnikova, E. V., Abramov, D. V., Kashnikova, O. G. (2024). Use of turbidimetry for determination of heat treatment intensity applied at pasteurization of milk. Food Systems, 7(1), 105–113. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2024-7-1-105-113
  21. Serrano, M. A., Castillo, G., Muñoz, M. M., Hernández, A. (2002). Influence of hydrolysis, purification, and calibration method on furosine determination using ion-pair reversed-phase high-performance liquid chromatography. Journal of Chromatographic Science, 40(2), 87–91. https://doi.org/10.1093/chromsci/40.2.87
  22. Tokuşoğlu, Ö., Akalin, A. S., Unal, K. (2006). Rapid high performance liquid chromatographic detection of furosine (epsilon-N-2-furoylmethyl-l-lysine) in yogurt and cheese marketed in Turkey. Journal of Food Quality, 29(1), 38–46. https://doi.org/10.1111/j.1745-4557.2006.00054.x
  23. Vallejo-Córdoba, B., Mazorra-Manzano, M.A., González-Córdova, A.F. (2004). New capillary electrophoresis method for the determination of furosine in dairy products. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(19), 5787–5790. https://doi.org/10.1021/jf049850e
  24. Bignardi, C., Cavazza, A., Corradini, C. (2012). Determination of furosine in food products by capillary zone electrophoresis tandem mass spectrometry. Electrophoresis, 33(15), 2382–2389. https://doi.org/10.1002/elps.201100582
  25. Gómez-Narváez, F., Pérez-Martínez, L., J. Contreras-Calderón, J. (2019). Usefulness of some Maillard reaction indicators for monitoring the heat damage of whey powder under conditions applicable to spray drying. International Dairy Journal, 99, Article 104553. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2019.104553
  26. Rizzi, G. P. (1997) Chemical structure of colored Maillard reaction products. Food Reviews International, 13(1), 1–28. http://doi.org/10.1080/87559129709541096
  27. Burton, H. (1994). Chemical and physical changes in milk at high temperatures. Chapter in a book: Ultra-high-temperature processing of milk and milk products. Springer, Boston, MA, 1994. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-2157-0_3
  28. Van Boekel M. A. J. S. (1998). Effect of heating on Maillard reactions in milk. Food Chemistry, 62(4), 403–414. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(98)00075-2
  29. Poltronieri, P., Rossi, F. (2017). Stabilization of milk quality by heat treatments. Chapter in a book: Microbiology in Dairy Processing: Challenges and Opportunities. 2018. John Wiley and Sons Ltd and the Institute of Food Technologists, 2018. https://doi.org/10.1002/9781119115007.ch4
  30. Barraquio, V. L. (2014). Which milk is fresh? International Journal of Dairy Science and Processing, 1(201), 1–6. https://doi.org/10.19070/2379-1578-140002
  31. Cattaneo, S., Masotti, F., Pellegrino, L. (2008). Effects of overprocessing on heat damage of UHT milk. European Food Research and Technology, 226(5), 1099– 1106. https://doi.org/10.1007/s00217-007-0637-5
  32. Stoscheck, C. M. (1990). Quantitation of protein. Chapter in a book: Methods in Enzymology. Academic Press, 1990. https://doi.org/10.1016/0076-6879(90)82008-P
  33. Mahmoud, R., Brown, R. J., Ernstrom, C. A. (1990). Factors affecting measurement of undenatured whey protein nitrogen in dried whey by a modified Harland-Ashworth test. Journal of Dairy Science, 73(7), 1694–1699. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(90)78845-5
  34. Morales, F. J., Romero, C., Jiménez-Pérez, S. (1996). Fluorescence associated with Maillard reaction in milk and milk-resembling systems. Food Chemistry, 57(3), 423–428. https://doi.org/10.1016/0308–8146(95)00245–6
  35. Skoog, D. A., Holler, F. J., Crouch, S. R. (2018). Molecular Luminescence Spectrometry. Chapter in a book: Principles of Instrumental Analysis. Seventh Edition. Cengage Learning. Boston, 2018.
  36. Dufossé, L., Galaup, P. (2010). Color. Chapter in a book: Handbook of Dairy Foods Analysis. CRC Press, Boca Raton, Florida, USA, 2010. https://doi.org/10.1201/9781420046328
  37. Wrolstad, R. E., Smith, D. E. (2017). Color Analysis. Chapter in a book: Food Analysis. Food Science Text Series. Springer, Cham, 2017. https://doi.org/10.1007/978-3-319-45776-5_31
  38. Švec, I., Hrušková, M., Vítová, M., Sekerová, H. (2008). Colour evaluation of different pasta samples. Czech Journal of Food Science, 26, 421–427.
  39. Mandal, R., Bag, S. K., Singh, A. P. (2019). Thermal Processing of Milk. Chapter in a book: Recent Technologies in Dairy Science. Today and Tomorrow’s Printers and Publishers, New Delhi, 2019.
  40. Jeanson, S., Dupont, D., Grattard, N., Rolet-Répécaud, O. (1999). Characterization of the heat treatment undergone by milk using two inhibition ELISAs for quantification of native and heat denatured α-lactalbumin. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 47(6), 2249–2254. https://doi.org/10.1021/jf9809232
  41. Van Boekel, M. A. J. S. (2001). Kinetic aspects of the Maillard reaction: a critical review. Food/Nahrung, 45(3), 150–159. http://doi.org/10.1002/1521-3803%2820010601%2945%3A3%3C150%3A%3AAID-FOOD150%3E3.0.CO%3B2-9
  42. Leclère, J., Birlouez-Aragon, I. (2001). The fluorescence of advanced Maillard products is a good indicator of lysine damage during the Maillard reaction. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 49(10), 4682–4687. https://doi.org/10.1021/jf001433o
  43. Haghani-Haghighi, H., Mortazavian, A.M., Hosseini, H., Mohammadi, A., Shojaee-Aliabadi, S., Khosravi-Darani, K. et al. (2019). Method validation and determination of hydroxymethyl furfural (HMF) and furosine as indicators to recognize adulterated cow’s pasteurized and sterilized milks made by partial reconstitution of skim milk powder. Biointerface Research in Applied Chemistry, 9(2), 3842–3848. https://doi.org/10.33263/BRIAC92.842848

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Topnikova E.V., Myagkonosov D.S., Abramov D.V., Kashnikova O.G., 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».