Le proteine: analisi degli alimenti

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La misura del contenuto proteico di un alimento non è affatto un procedimento semplice e il valore che si ottiene dipende molto dal metodo utilizzato. Per questo motivo si è deciso di dare maggiore spazio all’analisi delle proteine rispetto a quanto non si faccia per altri costituenti degli alimenti.

 

La qualità di una proteina dal punto di vista nutrizionale può essere determinata in modo certo solo con prove di alimentazione, ma ora si conosce il processo digestivo delle proteine in modo sufficientemente approfondito, così come sono noti gli effetti delle trasformazioni nel corso della lavorazione degli alimenti.

Dalle numerose determinazioni colorimetriche che sono state descritte in letteratura, poche sono quantitative e non sono in grado di dare un risultato esauriente come richiesto. Ne consegue che le tecniche cromatografiche sono diventate una scelta obbligata per la determinazione della composizione amminoacidica.

Sono disponibili sistemi ben collaudati di cromatografia su carta mono e bidimensionali. Le macchie relative agli amminoacidi possono essere rivelate per  mezzo della famosa reazione con la ninidrina, trichetoindano idrat, che produce una colorazione blu tranne nel caso di prolina e idrossiprolina, per le quali è gialla.

 

Molti laboratori utilizzano la cromatografia ionica per determinazioni di routine: si carica l’idrolizzato proteico su una colonna riempita con una resina a scambio ionicoe si eluisce con una serie di soluzioni a concentrazione ionica e pH crescenti, ottenendo gli amminoacidi in una sequenza estremamente riproducibile.

Nonostante una semplice dimostrazione della separazione a scambio ionico possa essere effettuata con comuni attrezzature, la maggior parte dei laboratori usa analizzatori di amminoacidi automatizzati, nei quali le operazioni di applicazione del campione, eluizione, rivelazione e dosaggio degli amminoacidi mediante reazione con ninidrina sono automatizzate.

L’idrolisi acida, necessaria per l’impiego di questi metodi, trasforma glutammina e arginina nei corrispondenti acidi, per cui il contenuto di questi quattro amminoacidi viene riportata come acido glutarico più glutammina e acido aspartico più asparagina. Il triptofano viene invece distrutto dall’attacco acido, per cui la sua determinazione richiede un’apposita analisi dopo idrolisi alcalina.

Qualsiasi analisi chimica, se deve essere specifica per le proteine, dipenderà dalla presenza di un particolare amminoacido. Ne consegue che i risultati analitici saranno influenzati dalle variazioni delle percentuali di quel particolare amminoacido considerato presente nelle proteine del materiale in esame e saranno in genere riferiti a una “proteina standard” arbitrariamente scelta.

Un esempio di questo tipo di analisi è il metodo di Loury, più comune in campo biochimico ch ein quello alimentare poiché è utilizzabile solo fino a concentrazione proteiche di 300 mg/cm-3 . I residui di tirosina, in ambiente alcalino e in presenza di ioni rame, riducono il fosfomolibdotungato a un composto blu determinabile per via spettrofotometrica.

Un’altra procedura basata su metodi colorimetrici che utilizzano la spettrofotometria, la cui risposta è sufficientemente uniforme nei confronti delle diverse proteine, è il metodo del biureto. Anche in questo caso l’ambiente alcalino fa dipanare la catena polipeptidica rendendolo completamente accessibile, in modo tale che l’eccesso di Cu++ non precipiti come Cu(OH)2 . Benché meno sensibile del metodo di  Loury, questa tecnica analitica dà una risposta lineare fino a 10 mg/ml e ha il grosso pregio di essere molto semplice da impiegare.

 

Il metodo della determinazione delle proteine più comunemente impiegato è il metodo di Kjeldahl. Esso si basa sull’assunzione che la quantità di azoto non proteico presente in un alimento sia trascurabile e che, pertanto, la determinazione dell’azoto totale (esclusi i nitriti e i nitrati, in ogni caso non quantificati) rispecchi in modo accurato il contenuto proteico totale. Poiché la percentuale di azoto nella maggior parte delle proteine è circa pari al 16% (in peso), si usa generalmente il fattore 6.25 per convertire l’azoto determinato in contenuto proteico.

Naturalmente una maggiore accuratezza talora impone di ricorrere a fattori di conversione leggermente diversi in funzione degli alimenti analizzati. Le proteine dei cereali, ricche di glutammina, hanno un contenuto di azoto maggiore del normale e così richiedono un fattore di 5.70, che scende a 5.55 nel caso della gelatina, costituita per un circa terzo da glicina.

Per la carne si utilizza il fattore regolare 6.25, ma per uova e latte si sale rispettivamente a 6.38 e 6.68.

Nel metodo di Kjeldahl l’intero campione è digerito facendolo bollire e ricadere con acido solforico concentrato, in presenza di opportuni catalizzatori (ad esempio CuSO4 )e di Na2SO4 per aumentare la temperatura di ebollizione. In queste condizioni tutta la materia organica è mineralizzata e l’azoto passa in soluzione come ione ammonio. Al termine della digestione si recupera il mineralizzato e lo si trasferisce in un distillatore di Markham dove, in ambiente alcalino, si distilla in corrente di vapore l’ammoniaca liberata, raccogliendola in una soluzionea concentrazione nota di acido borico, e quindi la si titola. Nei laboratori moderni tutte queste procedure sono eseguite da sistemi semiautomatizzati.

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