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Issue
Lait
Volume 85, Number 4-5, July-October 2005
2nd International Symposium on Spray Drying of Milk Products
Page(s) 315 - 323
DOI https://doi.org/10.1051/lait:2005017
Published online 12 July 2005
Lait 85 (2005) 315-323
DOI: 10.1051/lait:2005017

Lactose crystallisation and early Maillard reaction in skim milk powder and whey protein concentrates

François Morgan, Corinne Appolonia Nouzille, Robert Baechler, Gilles Vuataz and Alois Raemy

Nestlé Research Center, Nestec Ltd., Vers-chez-les-Blanc, CH-1000 Lausanne 26, Switzerland

Abstract - Lactose crystallisation and Maillard reaction are two major modifications occurring in milk and whey powders during processing and storage. In this work, the aim was first to monitor the solid-state early Maillard reaction (EMR) in whey protein concentrates (WPC) heated at 60 °C and various water activities, and then, to characterise the physical changes that occur as a consequence of heat treatment in skim milk powder (SMP) and WPCs. After aw adjustment, SMP and WPC were heated at 60 °C in hermetic conditions to induce an amino-sugar reaction. Furosine analysis (% of blocked lysine) was used to monitor the progress of EMR. The results showed that the kinetic of EMR was linked to the initial aw of the powders. Heating of SMP may lead to the crystallisation of lactose in humidified powders, without apparently affecting the progress of EMR. Surprisingly, lactose crystallisation - monitored by micro-Differential Scanning Calorimetry - was easily induced in heated SMP, whereas it was delayed or even inhibited in WPC. The results showed that this effect was dependent on the protein/lactose ratio in WPCs.


Résumé - Cristallisation du lactose et réaction de Maillard précoce dans les poudres de lait écrémé et les concentrés de protéines du lactosérum. La cristallisation du lactose et la réaction de Maillard sont deux modifications importantes survenant au cours de la production et du stockage des poudres de lait et de lactosérum. L'objectif de ce travail était dans un premier temps de suivre la réaction de Maillard précoce (RMP) dans des concentrés de protéines de lactosérum (CPL) chauffés à 60 °C à différentes activités d'eau et, dans un deuxième temps, de caractériser les modifications physiques consécutives au traitement thermique (comparaison poudres de lait écrémé et CPL). Les poudres de lait écrémé et les CPL - équilibrés à différentes activités d'eau - étaient chauffés à 60 °C dans des conditions hermétiques pour induire la RMP (suivie par l'analyse de la furosine). Les résultats indiquaient que la cinétique de la RMP était liée à l'activité d'eau initiale de poudres. Dans les poudres de lait écrémé humidifiées et chauffées, la cristallisation du lactose ne semblait pas avoir d'impact sur l'évolution de la RMP. La microcalorimétrie différentielle à balayage permettait d'observer que la cristallisation du lactose, induite facilement dans les poudres de lait écrémé, était retardée voire inhibée dans les CPL. Les résultats indiquent que cet effet était dépendant du rapport protéine/lactose dans les CPL.


Key words: lactose crystallisation / early Maillard reaction / whey protein concentrate / water activity

Mots clés : cristallisation du lactose / réaction de Maillard précoce / concentré de protéines du lactosérum / activité de l'eau

Corresponding author: Gilles Vuataz gilles.vuataz@rdls.nestle.com

© INRA, EDP Sciences 2005