[Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR) as a screening method for freezing point in raw milk]

Duarte, E.; Lima, J.; Fonseca, R.P.; Leite, M.O.; Fonseca, L.M.

doi:10.1590/1678-4162-11312

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Sumário

Medicina Veterinária • Arq. Bras. Med. Vet. Zootec. 72 (06) • Nov-Dec 2020 • https://doi.org/10.1590/1678-4162-11312 copy

[Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR) as a screening method for freezing point in raw milk]

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ABSTRACT

The objective of this study was to investigate the interference of milk fat content upon the Freezing Point (FP) obtained by Fourier-transform infrared (FTIR). A fraction of raw milk was skimmed, obtaining cream and skim milk. Whole and skim milk were added with water (0, 2, 5, 10, 15, and 20%). The remaining skim milk was added with cream (5, 10, 15, 20%) and water (0, 2, 5, 10, 15, and 20%). Samples were analyzed for FP (thermistor cryoscope and FTIR) and composition (FTIR). FP measured by FTIR was highly correlated with the thermistor cryoscope method (above 98.5%) and, as expected, water addition was significant (P≤0.001) upon increasing milk FP in both methods. However, high fat content in raw milk resulted in decreasing FP when using FTIR, while low fat content resulted in increased FP (P≤0.001). Since water addition caused the inverse effect of high fat on FP measured by FTIR, it is important to regard the fat content of milk to avoid misinterpretation of FP when using the FTIR method.

Keywords:
freezing point; fourier transform infrared (FTIR); composition

Metodologia analítica	N	Média¹ PC (°C)	IC² (95%)
Crioscópio eletrônico³	15	0,006	0,005├┤0,007
FTIR⁴	15	0,005	0,004├┤0,006

Água (%)	Leite	Gordura (g/100g)	Lactose (g/100g)	Proteína (g/100g)	Sólidos totais (g/100g)
0	Desnatado	0,23±0,01	4,91±0,036	3,35±0,057	9,38±0,08
0	Integral	4,09±0,73	4,69±0,036	3,27±0,061	12,79±0,79
2	Desnatado	0,22±0,01	4,79±0,033	3,29±0,059	9,20±0,09
2	Integral	3,88±0,68	4,59±0,022	3,20±0,054	12,65±0,68
5	Desnatado	0,22±0,01	4,64±0,022	3,19±0,062	8,94±0,08
5	Integral	3,74±0,67	4,44±0,028	3,11±0,054	12,27±0,66
10	Desnatado	0,21±0,01	4,38±0,022	3,03±0,056	8,52±0,08
10	Integral	3,61±0,61	4,19±0,022	2,95±0,052	11,75±0,62
15	Desnatado	0,21±0,01	4,12±0,015	2,87±0,056	8,10±0,08
15	Integral	3,41±0,58	3,94±0,026	2,80±0,050	11,15±0,59
20	Desnatado	0,20±0,01	3,85±0,024	2,71±0,048	7,69±0,08
20	Integral	3,22±0,54	3,69±0,027	2,64±0,049	10,55±0,54

% Água	Leite	PC (°C) Criosc. eletr.¹	PC (°C) FTIR²
0	Desnatado	-0,516±0,004	-0,495±0,003
0	Integral	-0,515±0,003	-0,526±0,009
2	Desnatado	-0,504±0,003	-0,484±0,003
2	Integral	-0,504±0,003	-0,517±0,009
5	Desnatado	-0,487±0,002	-0,468±0,003
5	Integral	-0,487±0,003	-0,500±0,008
10	Desnatado	-0,460±0,003	-0,442±0,002
10	Integral	-0,460±0,003	-0,474±0,007
15	Desnatado	-0,434±0,003	-0,416±0,002
15	Integral	-0,432±0,003	-0,446±0,007
20	Desnatado	-0,407±0,003	-0,390±0,002
20	Integral	-0,403±0,004	-0,418±0,006

Variáveis	Coeficientes	Valor-P	PC (95%)	R² ajustado (%)
Constante	-0,512	<0,001	-0,515 ├┤-0,510	98,66
Água	0,0054	<0,001	0,0053├┤0,0055
Leite	0,001	0,411	-0,001├┤0,003
Metodologia	0,019	<0,001	0,016├┤0,021
Leite x Metodologia	-0,032	<0,001	-0,035├┤-0,029

Água (%)	Gordura (g/100g)	Lactose (g/100g)	Proteína (g/100g)	Sólidos totais (g/100g)
0	2,53	4,76±0,020	3,30±0,058	11,55±0,19
	5,10	4,66±0,028	3,22±0,060	13,96±0,16
	7,36	4,54±0,042	3,13±0,056	15,97±0,46
	10	4,40±0,042	3,03±0,052	18,25±0,64
2	2,58	4,67±0,029	3,24±0,058	11,45±0,20
	5,14	4,55±0,031	3,16±0,055	13,83±0,25
	7,37	4,44±0,027	3,07±0,057	15,82±0,27
	9,84	4,31±0,040	2,97±0,046	17,96±0,48
5	2,59	4,51±0,031	3,14±0,060	11,21±0,24
	5,12	4,40±0,028	3,07±0,053	13,57±0,22
	7,56	4,28±0,027	2,96±0,050	15,74±0,26
	9,98	4,14±0,033	2,87±0,042	17,82±0,53
10	2,60	4,25±0,022	2,98±0,061	10,82±0,20
	5,02	4,14±0,031	2,91±0,055	13,07±0,35
	7,45	4,01±0,021	2,81±0,049	15,22±0,35
	9,83	3,88±0,039	2,71±0,041	17,27±0,60
15	2,49	3,99±0,021	2,82±0,053	10,29±0,18
	5,07	3,88±0,031	2,75±0,053	12,70±0,24
	7,41	3,75±0,019	2,65±0,050	14,77±0,31
	9,93	3,55±0,107	2,52±0,066	16,85±0,67
20	2,55	3,73±0,016	2,65±0,050	9,94±0,21
	5,10	3,61±0,017	2,58±0,047	12,30±0,22
	7,36	3,49±0,023	2,49±0,041	14,30±0,33
	9,93	3,40±0,124	2,43±0,077	16,60±0,66

Água (%)	Gordura (%)	PC (°C) Criosc. eletr.¹	PC (°C) FTIR²
0	2,53	-0,515±0,004	-0,514±0,004
	5,10	-0,516±0,004	-0,541±0,003
	7,36	-0,516±0,003	-0,560±0,006
	10	-0,516±0,003	-0,582±0,009
2	2,58	-0,505±0,003	-0,507±0,004
	5,14	-0,504±0,004	-0,531±0,004
	7,37	-0,506±0,004	-0,551±0,004
	9,84	-0,505±0,003	-0,571±0,006
5	2,59	-0,487±0,004	-0,490±0,004
	5,12	-0,487±0,004	-0,516±0,003
	7,56	-0,487±0,005	-0,537±0,003
	9,98	-0,486±0,004	-0,556±0,007
10	2,60	-0,459±0,004	-0,466±0,004
	5,02	-0,459±0,004	-0,489±0,004
	7,45	-0,458±0,003	-0,509±0,005
	9,83	-0,455±0,002	-0,528±0,008
15	2,49	-0,431±0,004	-0,438±0,003
	5,07	-0,431±0,004	-0,463±0,003
	7,41	-0,428±0,004	-0,483±0,004
	9,93	-0,425±0,003	-0,497±0,013
20	2,55	-0,404±0,004	-0,413±0,003
	5,10	-0,402±0,003	-0,437±0,003
	7,36	-0,399±0,003	-0,456±0,004
	9,93	-0,395±0,003	-0,482±0,012

Variáveis	Coeficientes	Valor-P	IC (95%)	R² ajustado (%)
Constante	-0,515	<0,001	-0,518 ├┤-0,513	98,93
Água	0,0055	<0,001	0,0054├┤0,0056
Gordura	0,0005	0,004	0,0001├┤0,0008
Metodologia	0,019	<0,001	0,016├┤0,022
Gordura x Metodologia	-0,0093	<0,001	-0,0100├┤-0,0915

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[1] *Autor para correspondência (corresponding author) E-mail: leorges@gmail.com