Potencial da espectrometria no infravermelho médio para análise de lactose em leite | Potential spectrometry in medium infrared for lactose analysis in milk

Considering that the lactose free dairy sector has been growing considerably and that the legislation for these products is becoming more and more rigid, there is a need to develop more efficient analytical methods capable not only of identifying lactose but also of quantifying it, quickly and accurately. The present work aimed to develop methodology based on the use of infrared spectrometer associated with chemometric methods to detect and predict the lactose content present in milk. In the first it was demonstrated that the possibility of discriminating milk samples with lactose from those without lactose using the medium infrared spectra and Principal Component Analysis (PCA). In the second part, samples were prepared from milk mixtures with and without lactose and analyzed in the medium infrared spectrophotometer. The absorbances in the 935 to 1200 cm-1 spectral range, which concentrates information on functional groups present in the carbohydrates, were used as descriptors to evaluate the efficiencies of the models obtained by Regression by Partial Least Squares (PLS), Multiple Linear Regression (MLR) and Least Squares Regression (MQ). The three methods proved to be efficient in this determination, with the smallest errors being obtained by PLS. In the third part, these models were used to monitor the lactose content during a lactose hydrolysis process using enzyme lactase, demonstrating the applicability and efficiency of the methods in the monitoring of this process. Thus, it was concluded that the Medium Infrared Spectrometry associated with Chemometrics methods constitutes a rapid method that requires sample preparation capable of detecting and determining the lactose content in bovine milk.

Tendo em vista que o setor de produtos lácteos reduzidos ou zero lactose vem crescendo consideravelmente e que a legislação para esses produtos está cada vez mais rígida, há necessidade de desenvolver métodos analíticos mais eficientes, capazes não só de identificar a lactose, mas também de quantificá-la, de forma rápida e precisa. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver metodologia baseada na utilização da espectrometria no infravermelho médio associada à métodos quimiométricos para detectar e predizer o teor de lactose presente no leite. Na primeira parte foi demonstrada a possibilidade de discriminar as amostras de leite com lactose daquelas sem lactose usando os espectros de infravermelho médio e Análise de Componentes Principais (PCA). Na segunda parte, foram preparadas amostras a partir de misturas de leites com e sem lactose e analisadas no espectrômetro de infravermelho. As absorbâncias na faixa espectral de 935 a 1200 cm-1, a qual concentra informações de grupos funcionais presentes nos carboidratos, foram usadas como descritores para avaliar as eficiências de modelos obtidos por regressão Por Mínimos Quadrados Parciais (PLS), Regressão Linear Múltipla (MLR) e Regressão Por Mínimos Quadrados (MQ). Os três métodos se mostraram eficientes nessa determinação, sendo os menores erros obtidos por PLS. Na terceira parte, tais modelos foram utilizados para acompanhamento do teor de lactose durante um processo de hidrólise de lactose usando enzima lactase, sendo demonstrada a aplicabilidade e eficiência dos métodos no monitoramento desse processo. Assim, concluiu-se que a Espectrometria no Infravermelho Médio associada a métodos Quimiométricos se constitui um método rápido que dispensa preparo de amostra capaz de detectar e predizer o teor de lactose em leite bovino.