Domande e risposte esame di Analisi chimiche dei prodotti alimentari

Corso di analisi chimiche dei prodotti alimentari

Domande e risposte

Prof.ssa Stella Cosio © Laila Pansera

Determinazione della concentrazione di vitamina C

11. Supponiamo di aver utilizzato un cromatografo per determinare la concentrazione di vitamina C in un succo e di esserci costruiti con lo standard di vitamina C una retta di calibrazione o di regressione (y = 4243.3x + 886.23), range di concentrazioni di vitamina C esaminato 1.25/10 mg/L con R = 0.9997.

Calcolare la concentrazione di vitamina C nel campione diluito 10 volte sapendo che l’area del picco relativa alla vitamina C aveva un valore di 20000 (questo valore rappresenta la misura sperimentale). Inoltre un R = 0.9999 della retta di calibrazione cosa indica?

y = 4243.3x + 886.23
y = 20000
x = (20000 – 886.23) / 4243.3 = 4.504
Il valore ottenuto rientra nel range.
10 riduzioni [C] = 4.504 x 10 = 45.04

R è il fattore di regressione, ossia la percentuale della variazione del segnale (y) in funzione della variazione della concentrazione (x).

Antiossidanti: classificazione e esempi

Gli antiossidanti sono sostanze in grado di rallentare o inibire le reazioni di autossidazione negli alimenti, anche se presenti in basse concentrazioni. Possono essere:

• Di origine naturale o sintetica
• Naturalmente presenti negli alimenti o aggiunti.

Antiossidanti primari

Interrompono la catena radicalica reagendo con i radicali lipidici o perossidici, convertendoli in prodotti più stabili. Ne sono un esempio i polifenoli, prodotti del metabolismo secondario delle piante, caratterizzati dalla presenza di anelli aromatici. Si dividono in:

• Acidi fenolici, con 1 anello aromatico:
  • Acidi benzoici
  • Acidi cinnamici
• Flavonoidi, 2 anelli aromatici più 1 anello eterociclico ossigenato, struttura base per:
  • Antocianidine
  • Flavoni
  • Flavani

Un altro esempio di antiossidante primario è la vitamina E, composto di natura isoprenica, divisi in tocoferoli (saturi) e tocotrienoli (insaturi), il più importante dei quali è l’α-tocoferolo. Esso agisce sui lipidi di membrana, reagendo con i radicali lipidici e agisce anche in sinergia con la vitamina C, che lo rigenera a α-tocoferolo dopo aver reagito con i radicali lipidici.

Antiossidanti secondari

Ritardano le reazioni di iniziazione attraverso diversi meccanismi:

• Oxygen scavengers: riducenti e ossidanti, rallentano l’ossidazione tramite l’ossidoriduzione, generalmente reagiscono con l’ossigeno atmosferico sottraendolo all’ossidazione. Un esempio è l’acido ascorbico.
• Singlet oxygen quencher: spengono l’ossigeno singoletto. Un esempio sono i carotenoidi, che trasferiscono su di loro l’energia di eccitazione dell’ossigeno singoletto, che poi si dissipa sotto forma di calore. In questo caso i carotenoidi coadiuvano l’azione della clorofilla, proteggendo il substrato dalla fotossidazione.

I carotenoidi sono in realtà sia antiossidanti primari che singlet oxygen quencher, e sono un gruppo di composti terpenici che comprende:

• Caroteni: lunghe catene alifatiche contenenti solo C e H, con legami coniugati, facilmente ossidabili, precursori della vitamina A
• Xantofille, derivate dall’idrossilazione dei caroteni.

Lipidi saponificabili e non saponificabili

I lipidi si possono distinguere in saponificabili e insaponificabili, in base alla presenza o meno di acidi grassi. Gli acidi grassi sono catene di atomi di C e H, con un -COOH terminale, legate tramite legami semplici o doppi, a dare catene sature (solo legami semplici) o insature (anche legami doppi). Generalmente le catene di acidi grassi hanno un numero di C > 10, ma ad esempio nel latte troviamo anche acidi grassi a corta catena. Il punto di fusione degli acidi grassi aumenta:

• All’allungarsi della catena
• Al diminuire del numero di insaturazioni
• Negli isomeri trans rispetto ai cis.

Possiamo classificare i lipidi insaturi in base alla posizione del primo doppio legame:

• Partendo dal COOH: Δ
• Partendo dal metile terminale: ω

Esistono anche degli acidi grassi essenziali, che non possono essere sintetizzati dai nostri sistemi enzimatici, perché non sono in grado di insaturare oltre la posizione ω-6; così dobbiamo assumerli con la dieta: acido linoleico (ω-6) e acido linolenico (ω-3). Essi sono i precursori degli eicosanoidi, oltre a regolare i livelli di colesterolo nel sangue e strutturare le membrane biologiche.

Lipidi saponificabili costituiscono il 99.9% degli oli vegetali e contengono acidi grassi. Tra essi troviamo i gliceridi, che sono esteri del glicerolo con acidi grassi, e possono essere:

• Monogliceridi, 1 acido grasso esterificato
• Digliceridi, 2 acidi grassi esterificati
• Trigliceridi, 3 acidi grassi esterificati.

I trigliceridi in particolare costituiscono la maggior componente lipidica di un alimento, e possono essere semplici o misti, ossia possedere lo stesso acido grasso, oppure diversi. Se il trigliceride è misto, si teorizza che l’acido grasso in posizione 2 sia insaturo (negli oli vegetali) e in più quello maggiormente presente nella matrice, mentre le posizioni 1 e 3 sono casuali. Gli alimenti grassi sono caratterizzati da diverse percentuali di composizione di trigliceridi: SSS, SIS, SII, ISI, III, etc., che danno intervalli di fusione caratteristici.

I fosfolipidi sono lipidi che contengono anche acido fosforico e basi azotate. Sono costituiti da una testa idrofila (polare) formata da un gruppo fosfato, e da una coda lipofila (apolare) composta da 2 acidi grassi. Tra essi si ricordano le cefaline e le lecitine, queste ultime utilizzate come additivi alimentari grazie alle loro proprietà emulsionanti.

Le cere sono composti a alto peso molecolare, sono esteri di un alcol a lunga catena con un acido grasso, i più diffusi hanno catene di C₂₆, C₂₈, C₃₀. Si trovano nei vegetali sulla superficie di frutti e foglie, con funzione protettiva, oppure impermeabilizzano le piume degli uccelli.

Lipidi insaponificabili non contengono acidi grassi, ma hanno delle importanti funzioni per l’organismo. Essi sono terpeni e steroli.

I terpeni sono composti che hanno la struttura base dell’isoprene. 2 unità di isoprene costituiscono un monoterpene. Sono terpeni la vitamina A, lo squalene e i caroteni.

(isoprene) Gli steroidi sono derivati del ciclopentano diidrofenantrene, composto a 4 anelli condensati. A questo gruppo appartengono diversi composti di grande importanza biologica: acidi biliari, ormoni corticosurrenali, ormoni sessuali, provitamina D e steroli. Gli steroli in particolare hanno una struttura comune che differisce per una catena R, che caratterizza ogni sterolo. Essi sono importanti costituenti delle membrane cellulari, e hanno il suffisso -OLO perché sono alcoli. Il colesterolo ad esempio è di origine animale, e può formare esteri con gli acidi grassi.

Classificazione delle proteine

Ricordi come vengono classificate le proteine in base alla loro solubilità? Le proteine vengono classificate in base alla loro solubilità in:

• Albumine, solubili in acqua
• Globuline, solubili in soluzioni saline
• Prolammine, solubili in soluzioni alcoliche al 7%
• Gluteline, solubili in soluzioni acide o alcaline diluite
• Scleroproteine, insolubili.

Albumine e globuline sono dette anche proteine citoplasmatiche, prolammine e gluteline sono dette anche proteine di riserva, mentre le scleroproteine hanno funzioni meccaniche.

Formule chimiche e reazioni

Formule chimiche di anidride solforosa, ioduro di potassio, bicarbonato di sodio, acido solforico, solfito di calcio:

• Anidride solforosa SO₂
• Ioduro di potassio KI
• Bicarbonato di sodio NaHCO₃
• Acido solforico H₂SO₄
• Solfito di calcio CaSO₂

Reazione di formazione degli acidi grassi liberi

La formazione di acidi grassi liberi da trigliceridi è detta idrolisi o lipolisi o irrancidimento idrolitico. Essa consiste nel distacco del glicerolo dagli acidi grassi in presenza di acqua, ad opera di lipasi microbiche.

Essa riguarda i semi oleaginosi e le drupe (es. olive) stoccate per molto tempo, ma anche prodotti animali come i grassi delle carni, il burro oppure il formaggio in fase di stagionatura. In quest’ultimo caso la lipolisi è gradita perché rilascia acidi grassi che conferiscono l’aroma tipico.

Classificazione dei polifenoli e confronto con un carotenoide

I polifenoli sono sostanze derivanti dal metabolismo secondario delle piante, con funzione antiossidante primaria. Essi sono caratterizzati dalla presenza di anelli aromatici. Si distinguono in 2 gruppi.

• Acidi fenolici: sono costituiti da un solo anello aromatico e a loro volta si distinguono in:
  • Acidi cinnamici: anello aromatico + acido propenoico
  • Acidi benzoici: anello aromatico + COOH

In queste molecole i gruppi OH aumentano l'attività antiossidante, mentre i sostituenti R.