Ferramentas quimiométricas aplicadas no desenvolvimento de metodologia analítica para avaliação de adulteração em leite bovino por adição de soro do queijo por ATR-FTIR

Abstract

No Brasil, o monitoramento da qualidade do leite é realizado pelo Ministério da Agricultura, Pecuário e Abastecimento (MAPA) através da Instrução Normativa n° 68 (IN 68). A qualidade do leite consumido é uma constante preocupação devido às fraudes descobertas nos últimos anos. Uma das fraudes mais comuns é a adulteração de leite por adição de soro de queijo; esta adição é proibida pela legislação brasileira para o leite destinado diretamente ao consumo. Essa fraude pode ser detectada através da determinação do índice de caseinomacropeptídeo (CMP). O CMP é um peptídeo específico do soro do queijo; deste modo é um marcador da adulteração. Neste trabalho foi desenvolvido um método analítico capaz de quantificar o CMP no leite empregando a Espectroscopia no Infravermelho Médio com Transformada de Fourier e Reflexão Total Atenuada (ATR-FTIR) e Quimiometria. A análise exploratória dos dados foi realizada através de Análise por Componentes Principais (PCA) e Análise de Agrupamentos Hierárquicos (HCA), os quais indicaram uma semelhança entre as amostras de leite cru (LC) e leite semidesnatado (LS) contaminadas com CMP, em virtude da presença de gordura nesses leites. Na PCA foi possível observar uma tendência de separação das amostras com distintas adições de CMP. Na análise dos modelos de regressão foram utilizados os algoritmos de Mínimos Quadrados Parciais (PLS), Mínimos Quadrados Parciais por Sinergismo de Intervalo (SIPLS) e Máquinas de Vetores de Suporte com Mínimos Quadrados (LS-SVM) para selecionar o modelo adequado para quantificação do CMP em amostra de leite. Desse modo o modelo de escolha foi o s4i16M com LS-SVM. Assim, o método proposto mostrou ser rápido, simples e econômico para detectar amostras de leite adulteradas com CMP, cujos resultados foram comparados com o método de referência, com boa correlação (R2 = 0,9984).

In Brazil, the milk quality is conducted by the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply (MAPA) through Normative Instruction No. 68 (IN 68) and it is a constant concern due to the discovered frauds in recent years. A common fraud that occurs in Brazilian milk is the milk whey addition; which is prohibited by Brazilian law for milk of direct consumption. This fraud can be detected by determining the Caseinemacropeptide index (CMP). Since the CMP is a specific peptide of whey, it can be used as marker of milk adulteration. In this work, an analytical method capable of quantifying the CMP in milk, using the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and chemometrics, was developed. Exploratory data analysis was performed using Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA). These methods indicated a similarity between the samples of raw milk and semi-skimmed milk contaminated with CMP. This similarity may be due to the presence of fat in these milks. In the scores of the PCA, it was possible to observe a trend of separation of samples with different CMP concentrations. It was used Partial Least Squares algorithms (PLS), Partial Least Squares with Interval Synergism (SIPLS) and Support Vector Machines with Least Squares (LS-SVM) algorithms as regression algorithms. The model of choice was the s4i16M with LS-SVM. The proposed method proved to be fast, simple and economical to detect milk samples adulterated with CMP. These results corroborated with the reference method (R2 = 0,9984).