[en] Different heat treatments are applied in milk during industrial processing in order to extend its shelf-life. However, organoleptic, functional and nutritional properties of milk can be altered by those treatments. The changes produced can be monitored analyzing the intrinsic fluorophores of milk using front-face fluorescence, which is a cheap, rapid and non-invasive technique. Since front-face fluorescence is suitable for turbid samples, this technique could be easily implemented inline. The main objective of this thesis was to study the changes produced in milk, by thermal processing, on the concentration of chemical markers and the response of intrinsic fluorescent markers for quick characterization of heat treatments. Lactulose and furosine concentrations were chemically quantified in milk treated at different heat loads. Kinetics of both chemical markers, which followed a pseudo-zero reaction order, allowed estimating the activation energy and kinetic rate constant of the corresponding formation reactions. In parallel, fluorescent markers, such as tryptophan, Maillard compounds, riboflavin and dityrosine, were analyzed with front-face fluorescence. Changes induced by heat treatments on the fluorescent spectra of the different markers allowed to discriminate the different milk samples using Principal Component Analysis. Specifically, the response of tryptophan fluorescence was characterized. An increase in the intensity of the heat-treatment load induced both a decrease in tryptophan fluorescence intensity and a red shift. Consequently, tryptophan showed a remarkable potential as heat damage marker. In addition, correlations between the concentration of both lactulose and furosine and the emission intensity of selected fluorescent compounds were evaluated. Prediction models for these two chemical markers were successfully obtained and validated using fluorescent markers as predictors. Commercial milk samples from different brands were purchased and analyzed in order to classify them according to their fat composition and heat treatment intensity. Particularly, pasteurized samples were allocated in a separated group on tryptophan Principal Component Analysis score-plot while UHT milk formed a different group partially overlapped with other categories. The results obtained in this PhD dissertation contribute to establish the bases for further development of front-face florescence methodology as a quick characterization tool for the evaluation of heat damage in milk at industrial level.

[es] Durante el procesamiento industrial de la leche se aplican diferentes tratamientos térmicos para prolongar su vida útil. Sin embargo, las propiedades organolépticas, funcionales y nutricionales de la leche pueden verse alteradas debido a estos tratamientos térmicos. Dichas alteraciones pueden ser detectadas con el análisis de los fluoróforos intrínsecos de la leche mediante fluorescencia "front-face", una técnica barata, rápida y no invasiva. La fluorescencia "front-face" al ser adecuada para el análisis de muestras turbias, podría implementarse fácilmente para el análisis en línea. El objetivo principal de esta tesis fue estudiar los cambios inducidos, por el procesamiento térmico, en la concentración de marcadores químicos y la respuesta de marcadores fluorescentes intrínsecos de la leche para la caracterización rápida de los tratamientos térmicos. Las concentraciones de lactulosa y furosina se cuantificaron químicamente en leche tratada térmicamente a diferentes intensidades. Las cinéticas de los dos marcadores químicos, que siguieron una cinética de reacción de orden pseudo-cero, permitieron estimar la energía de activación y la constante de velocidad de reacción. En paralelo, marcadores fluorescentes como el triptófano, los compuestos de Maillard, la riboflavina y la ditirosina se analizaron mediante fluorescencia "front-face". Los cambios inducidos por los tratamientos térmicos en los espectros de fluorescencia permitieron discriminar las diferentes muestras de leche mediante el Análisis de Componentes Principales. Específicamente, se caracterizó la respuesta de la fluorescencia del triptófano. Un aumento en la intensidad del tratamiento térmico indujo tanto una disminución en la intensidad de fluorescencia como un desplazamiento del pico máximo de emisión hacia una mayor longitud de onda. En consecuencia, el triptófano mostró un potencial notable como marcador de daño por calor. Adicionalmente, se evaluaron las correlaciones de las concentraciones tanto de lactulosa como de furosina con la intensidad de emisión de los compuestos fluorescentes seleccionados. Se obtuvieron y validaron modelos de predicción para ambos marcadores químicos utilizando los marcadores fluorescentes como predictores. Se compraron y analizaron leches comerciales de diferentes marcas para clasificarlas según su composición de grasa e intensidad del tratamiento térmico. Particularmente, las muestras pasteurizadas se distribuyeron en grupos de acuerdo con el Análisis de Componentes Principales del triptófano, mientras que las muestras UHT se distribuyeron en un grupo parcialmente solapado con otras categorías. Los resultados obtenidos en esta tesis contribuyen a establecer las bases para el desarrollo del método de fluorescencia "front-face" como una herramienta de caracterización rápida para la evaluación del daño térmico en leche tratada a nivel industrial.