Dairy Sci. Technol. 88 (2008) 477-494
DOI: 10.1051/dst:2008020

Development of a portable spectrofluorometer for measuring the quality of cheese

Romdhane Karoui and Éric Dufour

UR “Typicité des Produits Alimentaires”, ENITA de Clermont-Ferrand, Clermont Université, BP 35, 63370 Lempdes, France

Published online: 5 November 2008

Abstract - The determination of some chemical parameters of Saint-Nectaire cheese samples (fat, dry matter (DM), pH, total protein (TP) and soluble protein (SP)) was investigated using fluorescence spectroscopy. A total of 12 cheeses (with a ripening time of 1 month) produced using different manufacturing processes and ripened in different conditions – farmhouse Saint-Nectaire ripened at a farmhouse (n=3), farmhouse Saint-Nectaire ripened at a dairy plant (n=3), Saint-Nectaire “Laitier” ripened at a dairy plant (n=3) and Savaron (n=3) ripened at a dairy plant – were analyzed by laboratory and portable spectrofluorometers developed at the Foodstuffs Unit of ENITA Clermont-Ferrand. Partial least squares (PLS) regression with the leave-one-out cross-validation technique was used to perform calibration models. The best results for DM (R² = 0.91; ratio of standard deviation to root mean square error of prediction (RPD) = 3.37), TP (R² = 0.86; RPD = 2.71), fat (R² = 0.83; RPD = 2.42) and SP (R² = 0.65; RPD = 1.66) were obtained with the portable fluorometer, with the excitation wavelength set at 380 nm. Regarding the prediction of pH value, the best results were also obtained with the portable fluorometer with excitation set at 280 nm (R²  = 0.74; RPD = 1.98). It could be concluded that the portable spectrofluorometer could be used as a suitable technique for the prediction of DM, TP and fat. The SP and pH could also be estimated, but with much lower precision.

Résumé - Développement d'un spectrofluorimètre portatif pour mesurer la qualité des fromages
La mesure de quelques paramètres chimiques de fromages de Saint-Nectaire (matière grasse, extrait sec, pH, protéines totales et protéines solubles) a été déterminée par spectroscopie de fluorescence. Au total, 12 fromages de Saint-Nectaire (ayant un temps d'affinage de 1 mois) ont été fabriqués en utilisant différents procédés de fabrication et conditions d'affinage – Saint-Nectaire fermier affiné dans une ferme (n=3), Saint-Nectaire fermier affiné dans une laiterie (n=3), Saint-Nectaire “Laitier” affiné dans une laiterie (n=3) et Savaron (n=3) affiné dans une laiterie – ont été analysés par un spectrofluorimètre du laboratoire et le spectrofluorimètre portatif développé au sein de l'Unité de Recherche "Typicité des Produits Alimentaires" (UR TPA) de l'ENITA de Clermont-Ferrand. La méthode des moindres carrés partiels avec validation croisée a été utilisée pour développer des modèles de calibrage, et ce pour tous les paramètres chimiques. Les meilleurs résultats pour l'extrait sec (R² = 0,91 ; RPD = 3,37), les protéines totales (R² = 0,86 ; RPD = 2,71), la matière grasse (R² = 0,83 ; RPD = 2,42) et les protéines solubles (R² = 0,65 ; RPD = 1,66) ont été obtenus avec le spectrofluorimètre portatif, après excitation à 380 nm. Concernant la détermination de la valeur du pH, les meilleurs résultats ont été obtenus également avec le spectrofluorimètre portatif après excitation à 280 nm (R² = 0,74 ; RPD = 1,98). Le spectrofluorimètre portatif peut être considéré comme une technique appropriée pour la détermination de l'extrait sec et des teneurs en protéines totales et en matière grasse. Les teneurs en protéines solubles et le pH peuvent être également prédits, mais avec une précision beaucoup plus faible.

Key words: Saint-Nectaire cheese /  portable spectrofluorometer /  laboratory spectrofluorometer /   calibration model /  partial least squares method

Mots clés : Saint-Nectaire /  spectrofluorimètre portatif /   spectrofluorimètre de laboratoire /  modèle de calibration /   méthode des moindres carrés partiels

Corresponding author: karouiromdhane@yahoo.fr

© INRA, EDP Sciences 2008