Optical parameters of milk fat globules for laser light scattering measurements

Marie-Caroline Michalski , Valérie Briard , Françoise Michel

This study presents milk fat globule refractive index (n$_{\rm i}$) and absorption coefficient (k$_{\rm a}$) values that can be used reliably for particle size distribution measurements by Laser Light Scattering at two different wavelengths. A k$_{\rm a}$ $\approx$ 10$^{-5}$ was obtained for liquid milk fat. The n$_{\rm i}$ of milk fat globules at 20 °C was measured at 589 nm and was calculated to be 1.470 at 466 nm and 1.460 at 633 nm. Because the software of the LLS equipment does not allow for differences in n$_{{\rm i,water}}$ at the two different wavelengths, n$_{{\rm i,fat}}$ was corrected to reflect the difference between the refractive indices of the fat globule and its surrounding medium at each wavelength. For example, if n$_{{\rm i,water}}$ is taken to be 1.33, then for milk fat globules the corrected value is 1.458 at 633 nm and 1.460 at 466 nm. These optical parameters led to reliable milk fat globule size distributions. In any case, k$_{\rm a}$ must never be overestimated, since this leads to artefactual peaks.

Propriétés optiques des globules gras du lait pour les mesures en granulométrie laser. Dans cette étude, nous présentons des valeurs de l'indice de réfraction (n$_{\rm i}$) et du coefficient d'absorption (k$_{\rm a}$) des globules gras du lait, à deux différentes longueurs d'onde, qui sont fiables pour des mesures de granulométrie laser à diffraction de la lumière. Une valeur de k$_{\rm a}$$\approx$ 10$^{-5}$ est obtenue pour la matière grasse laitière liquide. L'indice n$_{\rm i}$ des globules gras à 20 °C est mesuré à 589 nm ; sa valeur calculée est alors de 1,470 à 466 nm et 1,460 à 633 nm. Comme il n'est pas possible d'entrer des valeurs de n$_{{\rm i,eau}}$ différentes pour les deux longueurs d'ondes $\lambda$, on utilise des valeurs corrigées de n$_{{\rm i,globule}}$ pour maintenir correcte la différence d'indice de réfraction entre les globules gras et l'eau à chaque $\lambda$. Par exemple, si l'on considère n$_{{\rm i,eau}}$ = 1,33 pour les deux $\lambda$, alors pour les globules gras la valeur corrigée est de 1,458 à 633 nm et 1,460 à 466 nm. Ces paramètres optiques permettent d'obtenir des distributions granulométriques fiables pour les globules gras du lait. La valeur de k$_{\rm a}$ ne doit jamais être surestimée car cela entraîne l'apparition de populations artéfactuelles.

Mots clés: milk fat; fat globule; refractive index; particle size distribution; laser light scattering; optical property<br>---<br>matière grasse du lait; globule gras; indice de réfraction; distribution de taille de particule; granulométrie laser; propriété optique

Domaines: Alimentation et Nutrition; Ingénierie des aliments

Marie-Caroline Michalski, Valérie Briard, Françoise Michel. Optical parameters of milk fat globules for laser light scattering measurements. Le Lait, 2001, 81 (6), pp.787-796. ⟨10.1051/lait:2001105⟩. ⟨hal-00895542⟩