Determinação dos isômeros lactulose e lactose em leite UHT para a avaliação dos processos térmico e hidrólise enzimática por eletroforese capilar de zona com detecção no ultravioleta
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Data de Publicação: | 2020 |
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Resumo: | O leite UHT (do inglês, ultra-high temperature) é o principal representante comercial da categoria de lácteos isentos de lactose, frequentemente denominados “hidrolisados”. A viabilização de um método analítico para monitorar o processo térmico UHT e de hidrólise da lactose torna-se necessário tanto para a indústria, pois permite padronização e redução de custos, bem como para os órgãos fiscalizadores, para verificar a adequação do produto à legislação vigente. Esta tese teve como objetivo principal aperfeiçoar e aplicar o método por eletroforese capilar de zona com detecção indireta no ultravioleta (CZE-UV) em leite UHT convencional (teor regular de lactose – REG) e hidrolisado (lactose hidrolisada – LH) para monitorar ambos os processamentos térmico e de hidrólise enzimática da lactose mediante a determinação dos isômeros lactulose e lactose, respectivamente. Para isso, a otimização de parâmetros instrumentais como pressão de injeção, tensão aplicada e temperatura, assim como diferentes preparos de amostra com agentes ácidos e orgânicos foram avaliados. Limites de quantificação de 9,4 mg 100 mL-1 e 0,024 g 100 mL-1 para lactulose e lactose, respectivamente, variabilidade intralaboratorial de 0,83 a 3,60 % e faixa de recuperação entre 86 e 102 % foram obtidos. O aprimoramento do preparo da amostra empregando-se o ácido tricloroacético e o ajuste dos parâmetros instrumentais permitiram obter uma corrida eletroforética de 12 minutos. A determinação dos isômeros foi alcançada em 116 minutos utilizando quantificação por adição de padrão com único incremento. Paralelamente, os indicadores térmicos 5-hidroximetil-2-furaldeído (HMF) e índice de nitrogênio de soroproteína não desnaturada (WPNI) também foram avaliados. A redução do teor de lactose por hidrólise enzimática não influenciou o comportamento do índice de WPNI, demonstrando que o mesmo pode ser utilizado como indicador térmico para as matrizes REG e LH. O leite LH apresentou índice HMF significativamente maior, podendo ser utilizado para distinguir o tipo de matriz (teores médios de 13,1 e 42,1 µmol L-1 para matriz REG e LH, respectivamente); enquanto seu teor de lactulose (13,0 mg 100 mL-1 ) foi menor que o encontrado para o leite REG (35,6 mg 100 mL-1 ). Não foram observadas diferenças significativas entre os métodos eletroforético e crioscópico utilizados no monitoramento de diferentes processos de hidrólise enzimática testados em escala laboratorial, embora se tenha observado maior sensibilidade do método CZE-UV. O aperfeiçoamento do método CZE-UV possibilitou a determinação dos isômeros lactulose e lactose. Portanto, este método pode ser aplicado para monitorar o processamento térmico UHT, principalmente de leite REG e como ferramenta para fiscalização e avaliação do processo de hidrólise enzimática para produção de leite LH. |
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Esta tese teve como objetivo principal aperfeiçoar e aplicar o método por eletroforese capilar de zona com detecção indireta no ultravioleta (CZE-UV) em leite UHT convencional (teor regular de lactose – REG) e hidrolisado (lactose hidrolisada – LH) para monitorar ambos os processamentos térmico e de hidrólise enzimática da lactose mediante a determinação dos isômeros lactulose e lactose, respectivamente. Para isso, a otimização de parâmetros instrumentais como pressão de injeção, tensão aplicada e temperatura, assim como diferentes preparos de amostra com agentes ácidos e orgânicos foram avaliados. Limites de quantificação de 9,4 mg 100 mL-1 e 0,024 g 100 mL-1 para lactulose e lactose, respectivamente, variabilidade intralaboratorial de 0,83 a 3,60 % e faixa de recuperação entre 86 e 102 % foram obtidos. O aprimoramento do preparo da amostra empregando-se o ácido tricloroacético e o ajuste dos parâmetros instrumentais permitiram obter uma corrida eletroforética de 12 minutos. A determinação dos isômeros foi alcançada em 116 minutos utilizando quantificação por adição de padrão com único incremento. Paralelamente, os indicadores térmicos 5-hidroximetil-2-furaldeído (HMF) e índice de nitrogênio de soroproteína não desnaturada (WPNI) também foram avaliados. A redução do teor de lactose por hidrólise enzimática não influenciou o comportamento do índice de WPNI, demonstrando que o mesmo pode ser utilizado como indicador térmico para as matrizes REG e LH. O leite LH apresentou índice HMF significativamente maior, podendo ser utilizado para distinguir o tipo de matriz (teores médios de 13,1 e 42,1 µmol L-1 para matriz REG e LH, respectivamente); enquanto seu teor de lactulose (13,0 mg 100 mL-1 ) foi menor que o encontrado para o leite REG (35,6 mg 100 mL-1 ). Não foram observadas diferenças significativas entre os métodos eletroforético e crioscópico utilizados no monitoramento de diferentes processos de hidrólise enzimática testados em escala laboratorial, embora se tenha observado maior sensibilidade do método CZE-UV. O aperfeiçoamento do método CZE-UV possibilitou a determinação dos isômeros lactulose e lactose. Portanto, este método pode ser aplicado para monitorar o processamento térmico UHT, principalmente de leite REG e como ferramenta para fiscalização e avaliação do processo de hidrólise enzimática para produção de leite LH.The UHT (ultra-high temperature) milk is the main product in the lactose-free dairy category, also known as “lactose-hydrolysed”. The feasibility of an analytical method for monitoring the UHT and lactose hydrolysis processes is necessary for both the industry, as it allows standardization and cost reduction, as well as for the regulatory agencies, to verify the adequacy of the product in the current legislation. The main goal of this thesis was to optimize and apply the capillary zone electrophoresis with indirect detection at ultraviolet region (CZEUV) for conventional UHT (regular content of lactose – REG) and lactose-hydrolysed (LH) milk to monitoring the UHT process and the enzymatic hydrolysis of lactose by determining lactulose and lactose isomers, respectively. For this, the optimization of instrumental parameters such as injection pressure, applied tension and temperature, as well as different sample preparations using acidic and organic agents were done. Quantification limits of 9.4 mg 100 mL-1 and 0.024 g 100 mL-1 for lactulose and lactose, respectively, intra-laboratory variability from 0.83 to 3.60% and recovery range between 86 and 102% were obtained. The improvement of sample preparation using trichloroacetic acid, as well as the adjustment of the instrumental parameters provided an electrophoretic run of 12 minutes. The determination of the isomers was achieved in 116 minutes using the single point standard addition quantification method. At the same time, the thermal indicators 5-hydroxylmethyl-2- furaldehyde (HMF) and the Whey Protein Nitrogen Index (WPNI) were also assessed by spectrophotometry and turbidimetry, respectively. The low lactose content of LH milk did not influence the WPNI index profile, and it can be used as a thermal indicator for REG and LH matrices. The HMF index was significantly higher in LH milk, and can distinguish the type of matrix (13.1 and 41.1 µmol L-1 , for REG and LH milk, respectively). LH samples showed lower lactulose levels than REG ones (13.0 and 35.6 mg 100 mL-1 , respectively). There were no differences between the electrophoretic and cryoscopic methods used to monitor in batch and aseptic hydrolysis processes, despite the CZE-UV method be ore sensitive. The optimization of the CZE-UV method allowed determining the lactulose and lactose isomers. Therefore, this method can be applied to monitor the UHT thermal processing, mainly for REG milk, and as a tool for inspection and control of the enzymatic hydrolysis process for LH milk.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFINEP - Financiadora de Estudos e ProjetosporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em QuímicaUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICALactuloseLactoseLeite UHTTratamento térmicoLactose hidrolisadaLactaseEletroforese capilarUHT milkThermal treatmentLactose-hydrolysedCapillary electrophoresisDeterminação dos isômeros lactulose e lactose em leite UHT para a avaliação dos processos térmico e hidrólise enzimática por eletroforese capilar de zona com detecção no ultravioletainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFORIGINALleandranataliadeoliveiraneves.pdfleandranataliadeoliveiraneves.pdfPDF/Aapplication/pdf2777732https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12154/1/leandranataliadeoliveiraneves.pdf5437754114aaac08daac7088653e8a5cMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12154/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12154/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXTleandranataliadeoliveiraneves.pdf.txtleandranataliadeoliveiraneves.pdf.txtExtracted texttext/plain279592https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12154/4/leandranataliadeoliveiraneves.pdf.txt8ac391c42a18a730949c0daef5d96cbcMD54THUMBNAILleandranataliadeoliveiraneves.pdf.jpgleandranataliadeoliveiraneves.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1162https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12154/5/leandranataliadeoliveiraneves.pdf.jpg9a9641e8f8b1eb05b88c29df79839c96MD55ufjf/121542021-01-08 04:08:06.505oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2021-01-08T06:08:06Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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