Γαλακτοκομία. Αυθεντικότητα του γάλακτος και των γαλακτοκομικών προϊόντων. Τμήμα: Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής Του Ανθρώπου

Transcript

1 Γαλακτοκομία Αυθεντικότητα του γάλακτος και των γαλακτοκομικών προϊόντων Τμήμα: Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής Του Ανθρώπου Ομιλητής: Καμιναρίδης Στέλιος, Καθηγητής

2 Σημασία της αυθεντικότητας του προσκομιζόμενου γάλακτος για τις βιομηχανίες των γαλακτοκομικών προϊόντων για τους καταναλωτές για τους ερευνητές για τους ελεγκτικούς φορείς των τροφίμων για τη χάραξη πολιτικής κατοχύρωσης των παραδοσιακών γαλακτοκομικών προϊόντων

3 Οι πιο σημαντικές και συνηθισμένες νοθείες του γάλακτος ή πιθανές απάτες σε γαλακτοκομικά προϊόντα Προσθήκη νερού. Αφαίρεση λίπους. Τα δύο προηγούμενα μαζί. Ανάμειξη διαφόρων ειδών γάλακτος. Αντικατάσταση του λίπους του γάλακτος με φθηνότερα λίπη φυτικής ή ζωικής προέλευσης. Προσθήκη απαγορευμένων ουσιών.

4 Μεταβολές που προκαλούνται στα συστατικά και στις ιδιότητες του γάλακτος στην περίπτωση νοθείας με προσθήκη νερού, ή αφαίρεση λίπους ή και τα δύο μαζί. Eίδος νοθείας Προσθήκη νερού Αφαίρεση λίπους Διπλή νοθεία Οξύτητα(%) Λίπος(%) Λίπος επί ξηρού(%) Φυσικοχημικές ιδιότητες Στερεό υπόλειμμα(%) Στερεό υπόλειμμα άνευ λίπους(%) Ειδικό βάρος Σημείο πήξεως ± / + Τα σύμβολα έχουν την εξής έννοια: +(αυξάνει), - (ελαττώνεται), (σχεδόν αμετάβλητο) και ± (δυνατόν να αυξηθεί ή να ελαττωθεί)

5 Νοθεία γάλακτος με προσθήκη νερού Λίπος (%) Ειδικό βάρος ΣΥΑΛ (%) Κανονικό γάλα 3,80 1,0309 8,75 Νοθευμένο γάλα 3,05 1,0247 7,00 Βαθμός αραίωσης -20% - -20% (ΣΥΑΛ κ ΣΥΑΛν).100 Ν %= ΣΥΑΛ κ 1% H 2 O ΣΠ+ 0,005 0 C (ΣΠκ ΣΠν).100 Ν% = ΣΠκ K.O. ΣΥΑΛ 8,46%

6 Νοθεία με αποκορύφωση Λίπος (%) Ειδικό βάρος ΣΥΑΛ (%) Κανονικό γάλα 3,90 1,0315 8,92 ~9 Νοθευμένο γάλα 2,90 1,0330 9,09 ~9 Ποσοστό μεταβολής - 25,64% + (Λκ Λν). 100 A %= Λκ (3,9 2,9). 100 A %= = 25,64% 3,9

7 Διπλή νοθεία γάλακτος ΜΕ ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΝΕΡΟΥ ΚΑΙ ΑΦΑΙΡΕΣΗ ΛΙΠΟΥΣ Λίπος (%) Ειδικό βάρος ΣΥΑΛ (%) Κανονικό γάλα 4,00 1,0309 8,79 Νοθευμένο γάλα 2,40 1,027 7,49 Ποσοστό μείωσης - 40% - -14,8 1,6 Χ 100 Συνολική μείωση λιποπεριεκτικότητας = = 40% 4 1,3 Χ 100 Μείωση ΣΥΑΛ λόγω προσθήκης νερού = = 14,8 % 8,79 Λίπος που αφαιρέθηκε με την αποκορύφωση = 40-14,8 = 25,2 %

8 Ανάμειξη διαφόρων ειδών γάλακτος Λόγοι πιστοποίησης της γνησιότητας των γαλακτοκομικών προϊόντων Κίνητρο ανάμιξης διαφόρων ειδών γάλακτος από τους παραγωγούς για να απολαμβάνουν μεγαλύτερο εισόδημα Η κατανάλωση συγκεκριμένων ειδών γάλακτος και προϊόντων μπορεί να μην επιτρέπεται εξαιτίας θρησκευτικών ή αλλεργικών ή άλλων λόγων. Προστασία των παραδοσιακών προϊόντων υψηλής ποιότητας (Π.Χ. προστατευόμενης ονομασίας προέλευσης τυριά -Π.Ο.Π-) Ενίσχυση των προϊόντων που παρασκευάζονται από αιγοπρόβειο γάλα

9 Μέθοδοι προσδιορισμού της γνησιότητας του γάλακτος και των προϊόντων του Kριτήρια Σύσταση των λιπαρών οξέων ή των τριγλυκεριδίων ή των καροτένιων του λίπους του γάλακτος. Aνάλυση των πρωτεϊνών. DNA ΜΕΘΟΔΟΙ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ (χρωματογραφία, ηλεκτροφόρηση) ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΟΡΙΑΚΕΣ (βασίζονται στον υβριδισμό των ιχνηθετών του DNA) Συνδυασμοί τους

10 Μέθοδος GC των λιπαρών οξέων του λίπους του γάλακτος Χαρακτηριστικό του λίπους του γάλακτος είναι: το βουτυρικό οξύ που δεν υπάρχει σε άλλο φυτικό λίπος, η μεγάλη περιεκτικότητά του σε μικρού μοριακού βάρους λιπαρά οξέα (~10-25% του συνόλου των λιπαρών οξέων του λίπους) η διαφορετική περιεκτικότητα σε καπρικό οξύ (C 10:0 ) στα 3 είδη γάλακτος (Αγελαδινό: 2,5%-4,75%, Πρόβειο: 7,2%-9,6%, Γίδινο: 12,3%- 13,7%) Η μέθοδος αυτή ανιχνεύει ποσοστό πρόσμιξης > του 10% (Μοlkentin & Precht, 2001)

11 Μέθοδος GC των λιπαρών οξέων του λίπους του γάλακτος Η μέθοδος αυτή έχει πολλά μειονεκτήματα : Είναι πολύπλοκη και χρονοβόρος εξαγωγή των λιποδιαλυτών ουσιών με διαλύτες (πρότυπο 172 της IDF 1995), ακολουθεί η διαδικασία μεθυλεστεροποίησης των λιπαρών οξέων (IDF 1999) και η ανάλυσή τους με τη βοήθεια της τριχοειδούς αέριας χρωματογραφίας (πρότυπο 182 της IDF, 1999). Δεν ανιχνεύει την προσθήκη αποβουτυρωμένου γάλακτος Έχει υψηλό ελάχιστο όριο ανίχνευσης Έχει υψηλό κόστος και επηρεάζονται τα λιπαρά οξέα από τη διατροφή των ζώων Δεν έτυχε ευρείας εφαρμογής και εγκαταλείφθηκε

12 Ηλεκτροφορητικές μέθοδοι για την ανίχνευση νοθείας αγελαδινού γάλακτος σε γαλακτοκομικά προϊόντα Πρωτεϊνικό Τεχνική Προϊόν Όριο Παραπομπή κλάσμα εφαρμογής ανίχνευσης αs1-cn Ανιονική-PAGE Γάλα, γιαούρτη, φρέσκα τυριά Kaminarides et al., 1993 αs1-cn Ανιονική-PAGE Τυρί Χαλλούμι 2,5% Kaminarides et al., 1995 para-κ-cn Κατιονική-PAGE Τυρί Χαλλούμι 2% Kandarakis et al., 1995 para-κ-cn Κατιονική-PAGE Γιαούρτη 1% Kaminarides & Koukiassa, 2002 γ-cns IEF (ph 5-8) Τυριά 0,5% Κανονισμός Ε.Ε. 213/2001 γ-cns IEF (ph 4-6) Τυρί Χαλλούμι 1% Kandarakis et al., 1995 β-lg IEF (ph 4-6) Γάλα 0,5% Mayer, 2005 para-κ-cn CE Γάλα, τυριά (Α/Γ) >4% Recio et al., 2004

13 Ανιονική PAGE Η αγελαδινή αs1-καζεΐνη έχει ταχύτερη ηλεκτροφορητική κινητικότητα έναντι των αντιστοίχων του πρόβειου και γίδινου γάλακτος 100% 10% 5% 2,5% 1% 0% (-) αγελαδινή αs1-καζεΐνη (+) Εικόνα. Ανίχνευση νοθείας με αλκαλική ανιονική PAGE ηλεκτροφόρηση με βάση την αγελαδινή α s1 -καζεΐνη, σε πρόβειο τυρί Χαλλούμι (Kaminarides et al. 1995).

14 Urea PAGE προβείου γάλακτος, νοθευμένων δειγμάτων Φέτας και αγελαδινού τυριού άλμης Η αγελαδινή α s1 -καζεΐνη και η α s1 -Ι καζεΐνη (f 24/25-199) έχουν διαφορετική ηλεκτροφορητική κινητικότητα σε σχέση με τις αντίστοιχες του πρόβειου γάλακτος και υδρολύονται κατά την ωρίμανση των τυριών.

15 Urea PAGE analysis of the whey proteins of cows, ewes and goats milk.

16 Κατιονική PAGE Αγελ. παρα-κ-καζεΐνη Π 1% 2,5% 5% 10% 20% Α Ανίχνευση νοθείας με κατιονική PAGE ηλεκτροφόρηση με βάση την αγελαδινή παρα-κ-καζεΐνη, σε πρόβειο γιαούρτι με τη χρησιμοποίηση απομονωμένων και υδρολυμένων με πυτιά καζεϊνών γιαουρτιο (Kaminarides and Koukiassa, 2002). Η πάρα-κ-καζεΐνη είναι θερμοανθεκτικότερη από την αs1-καζεΐνη και σχεδόν σταθερή κατά την ωρίμανση των τυριών.

17 ΙΕF των γ-καζεϊνών γ2-καζεΐνη αγελαδινού γάλακτος, PI = 6,88 γ3-καζεΐνη αγελαδινού γάλακτος, PI =6,48 Π 1% 2,5% 5% 10% Α Ανίχνευση νοθείας με τη μέθοδο του ισοηλεκτρικού εστιασμού των γ-καζεϊνών σε πρόβειο τυρί Χαλλούμι. (Κandarakis, Moschopoulou, Kaminarides 1995). Επίσημη μέθοδος της Ευρωπαϊκής Ένωσης (Κανονισμός, 213/2001).

18 IEF των β-lg Ισοηλεκτρικός εστιασμός (IEF) των πρωτεϊνών του ορού του πρόβειου γάλακτος, των πρότυπων μιγμάτων και του αγελαδινού γάλακτος (Mayer, 2005). Οι πρωτεΐνες ορού δεν είναι τόσο θερμοανθεκτικές. H μέθοδος δεν έχει μεγάλη ακρίβεια σε θερμασμένα προϊόντα.

19 Τριχοειδής ηλεκτροφόρηση (Capillary Electrophoresis - CE) Εικόνα. Oργανολογία τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης Η μέθοδος είναι πλήρως αυτοματοποιημένη, ολοκληρώνεται σε λίγα λεπτά και απαιτούνται μικρές ποσότητες δείγματος. Τα πρωτεϊνικά κλάσματα κινούνται σε υπόβαθρο ηλεκτρολυτών υπό την επίδραση ηλεκτρικού ρεύματος υψηλής τάσης σε τριχοειδή στήλη διαμέτρου μm. Η ανίχνευση των πρωτεϊνικών κλασμάτων γίνεται με συνεχή φωτομέτρηση (UV) κατά την έξοδό τους από την τριχοειδή στήλη.

20 Χρωματογραφικές μέθοδοι για την ανίχνευση νοθείας αγελαδινού γάλακτος σε γαλακτοκομικά προϊόντα Πρωτεϊνικό Τεχνική Προϊόν Όριο Παραπομπή κλάσμα εφαρμογής ανίχνευσης α s1 -CN HPLC με Γάλα, φρέσκα Kaminarides et al., ανιοντική στήλη τυριά 1993 para-κ-cn HPLC με Τυριά (επιπλέον 5% Moatsou et al., ανιοντική στήλη ανίχνευση Π/Γ) 2004 γ-cn Πρωτεΐνες ορού HPLC με ανιοντική στήλη FPLC με ανιοντική στήλη Τυρί Χαλλούμι 1% Volitaki and Kaminarides, 2001 Γάλα Laezza et al., 1991 CMP RP-HPLC Γάλα (Α/Γ) 2,5% Moatsou et al., 2003

21 Χρωματογραφικές μέθοδοι HPLC ανάλυση σε ανιοντική στήλη Προφίλ έκλουσης των καζεϊνών αγελαδινού ( ), πρόβειου ( ) και γίδινου ( ) γάλακτος που λήφθηκε με HPLC ανάλυση σε ανιοντική στήλη P.L-SAX 8μ 1000Α. (Kaminarides et al., 1993)

22 HPLC των γ-καζεϊνών μετά από πλασμόλυσή Π Μ Α Volitaki, A. and Kaminarides, S. (2001). Detection of bovine milk in ovine Halloumi cheese by HPLC analysis of cheese caseins hydrolysed by plasmin. Μilchwissenschaft, 56,

23 HPLC ανάλυση των παρα-κ-καζεϊνών Προφίλ έκλουσης με HPLC ανάλυση των παρα-κ-καζεϊνών αγελαδινού (Β), πρόβειου (Ο) και γίδινου (C) γάλακτος σε στήλη κατιοανταλλαγής. (Moatsou et al. 2004).

24 Ανοσοβιολογικές μέθοδοι Νοθευμένο Αντιγόνο Είδος ανάλυσης Όριο Παραπομπή δέιγμα στόχος ανίχνευσης Γάλα, τυριά (με IgG Κυκλική 1% Γάλα Levieux and Venien, περιορισμούς) ανοσοδιάχυση 2% τυριά 1994Εμπορικό kit CV test II Γάλα, τυριά (πρόβεια ή γίδινα με περιορισμούς) Πρόβειο γάλα Αγελαδινή IgG Αγελαδινές καζεΐνες ELISA 1% Εμπορικό kit RIDASCREEN CIS Sandwich ELISA 1% Sandwich ELISA

25 Ανοσοβιολογικές μέθοδοι -κυκλική ανοσοδιάχυση Ανίχνευση αγελαδινού γάλακτος σε γίδινο με τη μέθοδο της ακτινωτής ανοσοδιάχυσης. Α=16% αγελαδινό, Β= 9% αγελαδινό, C= Μάρτυρας 100% γίδινο, D= 45% αγελαδινό.

26 Σχηματική αναπαράσταση της έμμεσης τεχνικής ELISA

27 Η αλυσιδωτή αντίδραση της πολυμεράσης (μέθοδος PCR) Πολλαπλασιασμός του δίκλωνου DNA. Σε κάθε κύκλο πολλαπλασιασμού έχουμε τις φάσεις μετουσίωσης του DNA, συγκόλλησης των πριμοδοτών και της σύνθεσης δύο αντιγράφων DNA, παρουσία πολυμεράσης Tag, Mg 2+ και τριφωσφορικών δεοξυνουκλεοτιδίων. Κάθε επανάληψη του κύκλου διπλασιάζει τον αριθμό των αντιγράφων.

28 Ανίχνευση αγελαδινού γάλακτος σε γίδινο φρέσκο αλατισμένο, ώριμο και υπερώριμο τυρί Camembert με τη μέθοδο PCR (Bottero et al., 2003)

29 Νοθεία του λίπους του γάλακτος από φυτικά και ζωικά λίπη Αντικατάσταση του λίπους του γάλακτος με άλλα φυτικά και ζωικά λίπη ή την προσθήκη φυτικών ή ζωικών λιπών στο γάλα και στα διάφορα γαλακτοκομικά προϊόντα για οικονομικούς λόγους. Οι ζωικές λιπαρές ύλες περιέχουν μόνο χοληστερόλες, ενώ οι φυτικές μόνο φυτοστερόλες και κυρίως την β-σιτοστερόλη (Πρότυπο 184 της IDF, 1970).). Προσθήκη 1% καλαμποκέλαιου, βαμβακέλαιου, σογιέλαιου ή φυστικέλαιου στο γάλα θα μπορούσε εύκολα να ανιχνευθεί από την παρουσία της β-σιτοστερόλης (Katz & M. Keeney, 1967) Ο αριθμός Reichert-Meissl (R-M) του λίπους του γάλακτος είναι μεγαλύτερος των άλλων λιπών. Λίπη και έλαια Αριθμός R-M (C 4 ) Λίπος γάλακτος Βαμβακέλαιο 1 Φοινικέλαιο 4-8 Βοδινό λίπος 1

30 Προφίλ των τριγλυκεριδίων με βάση τον αριθμό των ατόμων άνθρακα Ο προσδιορισμός του προφίλ των τριγλυκεριδίων με βάση τον αριθμό των ατόμων άνθρακα, σε σύγκριση με τον προσδιορισμό του προφίλ των λιπαρών οξέων, είναι πιο καλή μέθοδος για τον προσδιορισμό προέλευσης του λίπους γιατί: δεν απαιτείται η μεθυλεστεροποιηση των λιπαρών οξέων. Ανιχνεύει χαμηλού επιπέδου πρόσμιξης ξένου λίπους σε γάλα (κάτω του 2-5%) Γάλα Χοιρινό λίπος Αραβοσιτέλαιο Ελαιόλαδο

31 Nοθεία γάλακτος και γαλακτοκομικών προϊόντων με προσθήκη σκόνης γάλακτος Η χρησιμοποίηση σκόνης γάλακτος γίνεται: συνήθως για οικονομικά οφέλη όταν σε κάποιες χώρες υπάρχει πλεόνασμα σκόνης όταν επιδοτείται η εισαγωγή της σκόνης όταν προστίθεται για τη βελτίωση της συνεκτικότητας του αγελαδινού ή γιαουρτιού με μειωμένα λιπαρά (επιτρέπεται στο εξωτερικό ενώ στην Ελλάδα απαγορεύεται) Η χρησιμοποίηση σκόνης γάλακτος έχει ως αποτέλεσμα την παραπλάνηση του καταναλωτή και τη μείωση των οργανοληπτικών ιδιοτήτων κάποιων γαλακτοκομικών προϊόντων.

32 Προσδιορισμός σκόνης γάλακτος με διάφορους δείκτες Είδος προϊόντος HMF (μ mole/l) Φουροσίνης (mg/ 100g πρωτεΐνης ) F AMP F Trp Δείκτης FAST Νωπό αγελαδινό γάλα ,8 1,72 20,15 8,55 Ανασυσταμένο γάλα από σκόνη απάχου γάλακτος 56, ,28 7,22 31,55 HMF (υδροξυ-μεθυλ-φουρφουράλη ) Φουροσίνη F AMP (Fluorescence of Advanced Maillard products): Ο φθορισμός των προϊόντων πυρόλη και ιμιδαζόλη που σχηματίζονται στα τελευταία στάδια της αντίδρασης Maillard F Trp : Φθορισμός της διαλυτής τρυπτοφάνης Δείκτης FAST : Ο λόγος F AMP / F Trp X 100.

33 Προσθήκη προσγάλακτος σε τυρόγαλα κατά την παρασευή τυριών τυπογάλακτος M.W 66 KDa 45 KDa () LF SA ΙgG (HC) 36 KDa CN 29 KDa 24 KDa 2 0 KDa β-lg (Α+Β) 14 Kda α-la (+) Marker Μ1 Μ2 Μ3 Σχήμα 1: SDS- ηλεκτροφόρηση πηκτής πολυακρυλαμιδίου δείχνει τoν επιτυχή διαχωρισμό των επιμέρους πρωτεινικών συστατικών ορού γάλακτος του τυριού Μυζήθρα και την παρουσία ή όχι της καζεΐνης του γάλακτος σε 3 τυριά Μυζήθρας.

34 ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ!