Potential Use of Milk Analyzer with Optical Infrared System for Determination of Dry Matter, Protein and Fat Contents of Cheeses

Year 2015, Volume: 13 Issue: 1, 47 - 55, 01.03.2015

Yusuf Yılmaz Oğuz Gürsoy Özge Gökçe Kübra Ertan

Abstract

Milk analyzers with optical infrared system are commonly used in medium and large scale dairies and many research centers nationwide for raw milk principal component analyses, and the results can be given within minutes. The aim of this study is to optimize milk analyzer with optical infrared system, which is commonly used in the main component analysis of raw milk, for the determination of dry matter, protein and fat contents of cheeses. This method may be a faster and safer alternative to official methods. In this study, dry matter, protein and fat contents of white cheese, Tulum cheese, Ezine-type cheese, süzme and labneh type cheeses were determined by the analyzer as well as official methods of analysis, and the correlation between the two methods was determined. Homogenized cheese samples were diluted with distilled water at about 60°C at three different ratios to obtain a solution having the dry matter content similar to raw milk 10, 12 and 14% by weight . After solutions were filtered with the bag with integrated filter layer, their dry matter, protein and fat contents were determined by milk analyzer. Using the equations of the graph plotted cheese ratio of solutions against dry matter, fat or protein contents, the original contents of the cheeses without water were calculated. Deviations in sample readings by the milk analyzer were reduced by the appropriate modifications in sample preparation step. On the other hand, it was observed that the regression line of the three solutions was not always linear. Although the filtration by the use of integrated filter bag reduced the deviation between readings of milk analyzer, the results obtained from the regression lines for original cheese samples were generally lower than those from the official methods of analysis. The difference in dry matter content results between two methods was 3%, the lowest among the cheese samples studied. After the optimization of the sample preparation step, dry matter contents in samples of the Ezine, white cheese and Tulum cheese were 74, 83 and 82% lower than the results of official methods, respectively. Fat contents in samples of the Ezine, white cheese and Tulum cheese were 48, 52 and 56% lower than the results of official methods, respectively. Modified method underestimated the protein contents of the Ezine, white cheese and Tulum cheese by 71, 72 and 80%, respectively. Consequently, under the conditions studied the potential of the proposed method for the determination of dry matter, fat and protein contents of süzme and labneh, full fat white cheese, Ezine and Tulum cheese was found to be significantly low. Nonlinearity of regression line for cheese solutions and filtration step in sample preparation to protect the milk analyzer inlet are major restrictions for the potential use of milk analyzers

Keywords

Milk analyzer, Cheese, Dry matter, Fat, Protein

Peynirlerin Kuru Madde, Yağ ve Protein İçeriklerinin Hızlı Belirlenmesinde Optik İnfrared Analiz Sistemli Süt Analizörünün Kullanım Potansiyeli

Abstract

Optik infrared analiz sistemli süt analizörleri orta ve büyük ölçekli süt işletmeleri ile ulusal çapta birçok araştırma merkezinde sütlerin temel bileşen analizinde yaygın bir şekilde kullanılmakta ve çiğ sütlerin temel bileşen analizi dakikalar içerisinde verilebilmektedir. Bu çalışmanın amacı optik infrared analiz sistemli süt analizörünün, peynirlerin kuru madde, protein ve yağ içeriklerinin hızlı ve güvenli bir şekilde belirlenmesinde kullanım potansiyelinin belirlenmesidir. Çalışmada süzme, tam yağlı beyaz peynir, tulum peyniri, Ezine tipi peynir ve labne tipi değişik markalardaki peynirlerin kuru madde, protein ve yağ içerikleri hem analizör ile hem de resmi analiz yöntemleri ile belirlenmiş ve iki yöntem arasındaki ilişki ortaya konulmuştur. Homojen hale getirilmiş peynir örnekleri çiğ sütün kuru madde içeriğine yakın olacak şekilde ağırlıkça %10, 12 ve 14 üç farklı su sıcaklık yaklaşık 60°C oranı ile homojenizer kullanılarak karıştırılmış ve peynir fraksiyonları farklı olan üç farklı çözelti elde edilmiştir. Peynir fraksiyonu ile süt analizöründe çözeltilerin kuru madde, yağ ve protein içeriklerine karşılık grafiklerden elde edilen denklemler yardımıyla, peynir fraksiyonunun bir 1.0 olması durumunda örnekteki kuru madde, yağ ve protein içerikleri hesaplanmıştır. Süt analizörü kullanılan yöntemde örnek hazırlama basamağı optimize edilmiş ve örnek okumaları arasındaki sapma minimal seviyeye indirilmiştir. Ancak üç noktalı eğim çizgilerinin her zaman doğrusal olmadığı görülmüştür. Filtre entegreli poşetlerin kullanılması okumalar arasında sapmayı azaltmakla birlikte, sonuçlar resmi analiz yöntemlerinden genel olarak düşük bulunmuştur. Kuru madde içeriği bakımından iki analiz sonucu arasında en düşük fark %3 labne peyniri için bulunmuştur. Örnek hazırlamanın optimize edilmesi sonrasında Ezine, beyaz peynir ve tulum peyniri örneklerinde kuru madde içerikleri, resmi yöntem sonuçlarıyla kıyaslandığında sırasıyla %74, 83 ve 82 düşük bulunmuştur. Yağ içerikleri söz konusu olduğunda ise, resmi yöntem sonuçlarıyla kıyaslandığında optimize yöntem sonuçları sırasıyla %48, 52 ve 56 düşük olurken, protein içerikleri ise sırasıyla %71, 72 ve 80 düşük hesaplanmıştır. Sonuç olarak, çalışılan koşullar altında optik infrared analiz sistemli süt analizörünün süzme, tam yağlı beyaz peynir, tulum peyniri, Ezine tipi peynir ve labne peynirlerinin kuru madde, yağ ve protein içeriklerinin belirlenmesindeki potansiyelinin önemli oranda düşük olduğu görülmüştür. Bu düşüklüğün ana nedenleri arasında, farklı peynir fraksiyonları içeren çözeltiler için elde edilen içeriklere ait eğim çizgilerinin doğrusallığının her zaman yakalanamaması ve süt analizörünün filtresini korumak amaçlı kullanılan filtrasyon aşamasında içeriklerde önemli kayıpların görülmesi sayılabilir. İleride yapılacak çalışmalarda farklı örnek hazırlama teknikleri ile süt analizörünün potansiyelinin daha detaylı incelenmesi faydalı olabilir

Keywords

Süt analizörü, Peynir, Kuru madde, Yağ, Protein

References

• [1] Nielsen, S.S., 1994. Introduction to the Chemical Analysis of Foods, Jones and Bartlett Publishers, Inc., Boston, US.
• [2] Nielsen, S.S., Hui, Y.H. 1994. Government Regulations and Recommendations Related to Food Analysis, In Introduction to the Chemical Analysis of Foods, Ed. Nielsen, S.S., Jones and Bartlett Publishers, Inc., Boston, US.
• [3] IDF, 1982. International Dairy Federation. Cheese and processed cheese: Determination of total solids content of cheese and processed cheese. Brussels, Belgium: 4A.
• [4] AOAC, 1990. Official Methods of Analysis, AOAC International, Gaithersburg, MD.
• [5] IDF, 2008. International Dairy Federation. MilkDetermination of fat content - Gerber butyrometers. Brussels, Belgium: 105.
• [6] IDF, 1986. International Dairy Federation. Determination of nitrogen content (Kjeldahl method) and calculation of crude protein content. Brussels, Belgium: 20A.
• [7] Anonim, 2013. Precision Infrared Milk Products Analysis, http://bentleyinstruments.com/wpcontent/uploads/2010/12/Bentley_150.pdf.