Una ricerca ha valutato gli effetti dei trattamenti termici sulle caratteristiche del latte, in particolar modo sui prodotti della reazione di Maillard, i composti volatili e il livello di glicazione del latte

Il latte e i prodotti lattiero-caseari sono solitamente sottoposti a procedure termiche prima di essere commercializzati e consumati. Il trattamento termico è utile per eliminare i batteri patogeni e contaminanti, alcune spore e inattivare gli enzimi. Il trattamento termico garantisce, inoltre, la sicurezza microbiologica del latte, ma induce reazioni di Maillard che modificano le proteine e generano prodotti come la furosina e il 5-idrossimetilfurfurale (5-HMF). Inoltre, molti altri cambiamenti fisico-chimici si verificano nel latte dopo il processo di riscaldamento. Questi cambiamenti includono l’imbrunimento non enzimatico, la degradazione del lattosio in lattulosio e acidi, la denaturazione delle proteine del siero di latte, la defosforilazione e l’idrolisi delle caseine e la glicazione delle proteine.

A causa delle varie reazioni fisiche e chimiche che avvengono durante il trattamento termico, il sapore del latte cambia ed è diverso da quello del latte crudo. Le caratteristiche sensoriali del latte UHT e HTST sono abbastanza diverse a causa delle differenze nel tempo di riscaldamento, nella temperatura e nel carico termico totale. I cambiamenti chiave del sapore durante il trattamento termico del latte sono legati alla reazione di Maillard, alla degradazione dei lipidi e alla denaturazione termica delle proteine del siero e delle membrane dei globuli di grasso del latte.

Il lattosio e i gruppi amminici nelle proteine del latte subiscono reazioni di Maillard durante il trattamento termico, e il processo produce una varietà di composti volatili, come l’acido solforico, composti contenenti azoto, maltolo e diacetile. La degradazione dei lipidi durante il trattamento termico del latte produce, tra gli altri composti, i metilchetoni.

La glicazione delle proteine del latte è stata associata alla incisività del trattamento termico. La modifica più studiata delle proteine del latte è la reazione di Maillard, una reazione di glicazione non enzimatica in cui il gruppo carbonile degli zuccheri riducenti, come il lattosio, reagisce principalmente con il gruppo ε-ammino dei residui di Lys, portando alla formazione iniziale di lattosil-lisina, che strutturalmente si riorganizza nel prodotto Amadori più stabile, la lattulosil-lisina.

La reazione di Maillard porta alla perdita di lattosio e aminoacidi essenziali, il che riduce il valore nutrizionale dei prodotti lattiero-caseari. Inoltre, alcuni sottoprodotti della reazione di Maillard sono dannosi per la salute umana, come il 5-HMF che ha citotossicità, mutagenicità indiretta, cancerogenicità, epatotossicità e nefrotossicità. Potrebbe anche ridurre il livello di glutatione cellulare e causare reazioni allergiche. La reazione di Maillard è strettamente legata alle condizioni di lavorazione del calore

È necessario esplorare l’effetto di diverse temperature e tempi di riscaldamento sul grado di glicazione del latte.

Con diversi gradi di riscaldamento, si è verificato che la glicazione e il sito di legame delle glicoproteine nel latte bovino cambiavano.

Gli obiettivi di questo studio erano quelli di valutare l’impatto di diversi trattamenti di riscaldamento sulle caratteristiche del latte, tra cui l’intensità della fluorescenza, i prodotti della reazione di Maillard, i composti volatili e il livello di glicazione del latte.

In particolare sono stati valutati la caratterizzazione dei composti volatili attivi e il grado di glicazione dal numero di proteine e i siti di legame per un campione di latte trattato a 135°C per 5 s.

Nel dettaglio, quindici campioni riscaldati a 75, 90, 105, 120 o 135°C per 5, 15 o 30 s sono stati selezionati per studiare gli effetti delle diverse condizioni di trattamento termico sui composti volatili dei prodotti della reazione di Maillard e sul grado di glicazione delle proteine. I contenuti di intensità di fluorescenza, furosina, lattulosio e 5-idrossimetilfurale erano positivamente associati alla temperatura del calore e al tempo di trattamento. Rispetto a quello del latte crudo, il numero di proteine glicate è aumentato da 14 a 49 nei campioni di latte riscaldati a 135°C per 5 s, e il numero di siti di legame è aumentato da 47 a 166. Questi risultati fanno progredire le conoscenze attuali sull’effetto di diversi trattamenti termici sul grado della reazione di Maillard, sulla qualità sensoriale e sul livello di glicazione del latte.

Dallo studio è emerso che il contenuto di FRS, LCT e 5-HMF è aumentato significativamente con l’aumento della temperatura e del tempo di trattamento termico. È stato dimostrato che il valore di fluorescenza aumentava notevolmente quando la temperatura di trattamento termico era superiore a 105°C; il contenuto di LCT e FRS era simile quando il trattamento termico era inferiore a 105°C e aumentava significativamente nei campioni trattati a 105°C. Una volta che la temperatura ha raggiunto 135°C, il contenuto di FRS ha raggiunto il massimo. Anche il contenuto di 5-HMF è aumentato significativamente nei campioni trattati a 120°C.

Con l’aumento del grado termico di trattamento, il tipo e il contenuto di composti volatili sono risultati cambiare notevolmente: rispetto al latte crudo, il contenuto di acidi organici è diminuito gradualmente, ma il numero e il contenuto della maggior parte degli esteri, aldeidi, chetoni e alcani sono aumentati. Il trattamento termico con calore ha avuto una grande influenza sul grado di glicazione e siti di legame delle proteine del latte; come il grado di trattamento termico aumentava, il numero di proteine glicate e di siti aumentava. Affermare che piùù lungo è il tempo di trattamento termico, maggiore risultavala varietà di composti aromatici non accettabili e più estesa era la reazione di Maillard.

Il presente articolo è una sinossi della ricerca Zhang, Y., Yi, S., Lu, J., Pang, X., Xu, X., Lv, J., & Zhang, S. (2021). Effect of different heat treatments on the Maillard reaction products, volatile compounds and glycation level of milk. International Dairy Journal, 123, 105182.