Analisi chimica e fisica degli alimenti

Esso è presente sotto forma di trigliceridi (98/99%), fosfolipidi e colesterolo.

Ci sono pochissimi acidi grassi liberi, specialmente nei prodotti derivati, spesso questi sono volatili e

conferiscono odori e sapori particolari (motivo per cui il latte di capra è molto diverso da quello vaccino,

ciò è dovuto agli acidi grassi volatili).

Per la maggior parte gli acidi grassi sono saturi, quelli insaturi sono più importanti a livello alimentare, in

quanto non sappiamo sintetizzarli.

Il grasso non forma una fase a sé stante nel latte in quanto è presente sotto forma di piccole gocce, che

sono ricoperte da una membrana fosfolipidica monostrato, con le code polari verso l’esterno; perciò, le

gocce di grasso rimangano separate.

Su queste membrane sono presenti delle proteine (glutenine), nel latte crudo se lasciate in sosta per un

po’ di tempo fanno sì che il grasso coaguli ed è per questo che si forma la panna.

Nel latte alimentare i globuli di grasso vengono fatti passare per degli ugelli molto piccoli, facendo sì che

essi si rimpiccioliscano ulteriormente.

Questo rimpicciolimento fa sì che non ci siano più siti di aggancio tra le micelle di grasso, così che non

possono coagulare più e la sospensione rimanga stabile.

2.1.1 Quantificare la frazione lipidica

Metodi di estrazione senza solvente

Si usano la bottiglia di Babckok o il butirrometro di Gerber.

All’interno di questi contenitori si mette il latte e si aggiunge un acido forte, che distrugge la membrana

dei globuli di grasso.

Esso quindi coalesce e galleggia nella fase organica.

Grazie alla taratura sulla bottiglia si può determinare il volume della fase lipidica; la taratura del

butirrometro è specifica per il tipo di latte che si vuole determinare il grasso.

Si mette acido solforico, latte ed alcol (che favorisce la reazione), quindi si scalda.

Quindi si tappa il collo del butirrometro e si mette in posizione verticale. Con un pistone si spinge il

composto in alto finché la zona di separazione della fase organica e del grasso coincide con lo 0 della

scala (che è espressa in %).

Metodi di estrazione con solvente

Disciolgo il grasso in un solvente idrofobico, questo si diffonde, a questo punto il solvente viene fatto

evaporare si pesa la frazione lipidica rimasta.

In questo caso il risultato va calcolato e non viene dato direttamente in percentuale. 7

2.2 Gli zuccheri: Lattosio

Il lattosio è un disaccaride, formato da galattosio e glucosio ed è ciò che conferisce al latte un sapore

dolce, nonostante abbia un potere dolcificante relativamente basso, rispetto agli altri zuccheri.

Per questo motivo i latti senza lattosio risultano più dolci (ci sono altri zuccheri).

La sua concentrazione nel latte è costante (4,6%), ciò è dovuto dalla pressione osmotica che si crea tra il

sangue e la ghiandola mammaria, portando ad avere una concentrazione degli zuccheri uguale in

entrambi.

Infatti, il glucosio passa dal flusso ematico a dentro la ghiandola, per poi essere isomerizzato in

galattosio, eventuali patologie alla ghiandola andranno quindi ad alterare la concentrazione di lattosio.

Dal punto di vista nutrizionale ha un potere energetico relativamente alto; infatti, risponde al bisogno

energetico dei neonati.

Il lattosio può fare da substrato (insieme ad altre componenti del latte con dei gruppi amminici liberi)

nella reazione di Maillard (o imbrunimento enzimatico).

È uno zucchero altamente fermentescibile, ovvero è un substrato alle fermentazioni microbiche,

principalmente dovute ai batteri lattici, che provocano delle modificazioni alla matrice durante la

trasformazione.

Queste portano ad una modifica del pH, dello stato fisico delle proteine e della consistenza della matrice.

Inoltre, dato che il prodotto di questa fermentazione è l’acido lattico porta anche ad una modificazione

del sapore.

Il rapporto stechiometrico tra il lattosio ed l’acido lattico che si forma è 1:4.

Questo porta ad un aumento della concentrazione dei soluti nel latte, in quanto da 1 molecola di lattosio

si passa a 4 di acido lattico, ciò comporta un cambio del punto di congelamento (che è definito per legge)

ed un aumento degli acidi organici, che comportano un aumento dell’acidità titolabile del latte (che è

definita per legge) ed una diminuzione del pH.

I valori di tutti questi parametri vengono stabiliti dal legislatore per garantire la sicurezza alimentare del

latte, che viene compromessa se essi non rientrano nei limiti di legge.

Nel momento in cui avviene la fermentazione lattica significa che il latte si è trovato nelle condizioni

adatte alla crescita di microrganismi, creando un potenziale problema di sicurezza.

Non sempre però questo è vero, infatti questa fermentazione è voluta nella produzione di yogurt ed

insaccati.

Il problema della sicurezza non è quindi strettamente legato ai batteri lattici, ma agli altri microrganismi

che crescono insieme ad essi.

I batteri lattici vengono usati come indicatore della presenza delle condizioni necessarie allo sviluppo di

potenziali agenti patogeni.

Come indicatore vengono usati loro in quanto la loro azione è facilmente individuabile. 8

2.2.1 Determinazione della quantità di lattosio

Per determinare la quantità di lattosio presente nel siero si possono sfruttare le sue proprietà chimiche,

ovvero è uno zucchero riducente, quelle fisiche, è otticamente attivo, oppure si può usare il metodo

enzimatico.

2.2.1.1 Determinazione del lattosio mediante polarimetria

Questo metodo è specifico per il lattosio e non viene molto usato.

Conoscendo il potere rotatorio specifico del lattosio ovvero la rotazione del piano della luce polarizzata

ad una data lunghezza d’onda per concentrazione unitaria di lattosio, si può risalire alla sua

concentrazione in soluzione.

Per farlo ci basta calcolare il potere rotatorio della soluzione (siero) e fare una proporzione.

2.2.1.2 Determinazione del lattosio mediante proprietà chimiche

Questo metodo si può utilizzare ogni volta che si vuole determinare uno zucchero riducente.

Il principio su cui si basa è un’ossido-riduzione tra il lattosio ed i componenti del reattivo di Fehling, che

porta anche ad una modifica del colore (che fa da indicatore della reazione, ovvero che si è consumato

tutto il lattosio presente) della miscela che si viene a creare, si passa da un sale di rame ad un ossido di

rame, in seguito alla reazione con il lattosio.

Per avere questo passaggio si ha il bisogno di eliminare tutto ciò che può interferire con l’indicatore;

quindi, allontano la frazione proteica e lipidica, acidificando il mezzo.

Per acidificare aggiungo ad una quantità nota di latte una quantità nota di acido acetico, che fa sì che le

caseine precipitino insieme ai globuli di grasso.

Fatto ciò, recupero il siero e lo metto in una buretta.

In una beuta metto il titolante, ovvero il reattivo di Fehling a concentrazione nota di sali di rame.

È importante che la quantità dei sali di rame sia nota e stechiometrica con la quantità di lattosio.

Quindi sgocciolo il siero dentro al reattivo di Fehling (in cui ho aggiunto il blu di metilene), fino a quando

non cambia colore e diventa rosso.

Quindi avendo la quantità di siero aggiunto e la quantità di lattosio consumato posso calcolarne la

percentuale. 9

2.2.1.3 Determinazione del lattosio mediante test enzimatico

Gli enzimi riconoscono lo zucchero specifico nella miscela, quindi si può usare anche per altre matrici o

altri zuccheri.

Questo metodo risulta particolarmente utile quando l’analita è instabile, ovvero potrebbe modificarsi in

seguito ad aumenti della temperatura per purificare il campione (come avviene per la determinazione

chimica) o in seguito ad estrazioni.

Infatti, gli enzimi non necessitano di pre-procedure, in quanto sono catalizzatori abituati a lavorare in

condizioni fisiologiche,

ovvero a temperatura ambiente, pH prossimo alla neutralità e per tempi

relativamente brevi.

Queste reazioni enzimatiche vengono anche dette reazioni accoppiate, in quanto vengono usati due

enzimi.

Il primo è quello specifico (ß-galattosidasi), ovvero riconosce l’analita di interesse (il lattosio).

Il secondo (galattosio deidrogenasi) è quello che produce il segnale di misurazione.

La ß-galattosidasi scinde il lattosio in galattosio e glucosio, da 1 molecola di glucosio otteniamo 1

molecola di galattosio.

Quindi il galattosio che è il prodotto specifico di reazione dell’idrolisi del lattosio, reagisce con il

secondo enzima la galattosio deidrogenasi che lo trasforma in acido galatturonico,

contemporaneamente avviene la riduzione del coenzima del galattosio: il NAD viene ridotto in NADH.

Il NADH da un segnale rilevabile allo spettrofotometro ad una lunghezza d’onda specifica (340nm).

Il NADH è stechiometrico con il galattosio, che a sua volta è stechiometrico con il lattosio; perciò, una

molecola di NAD corrisponde ad una molecola di lattosio.

Per passare dall’assorbanza del NADH alla concentrazione di lattosio utilizziamo il coefficiente di

estinzione molare che mi dice quanto assorbe ad una lunghezza d’onda una concentrazione unitaria.

Una volta determinata l’assorbanza del NADH calcolo la concentrazione del lattosio considerando il

rapporto

stechiometrico tra i due è 1:1 e il coefficiente di estinzione molare del NADH mi dice che il

valore di assorbanza di una sostanza 1 molare di NADH; quindi, tramite una proporzione calcoliamo la

concentrazione di lattosio.

Per fare questo esperimento sono necessarie tre provette:

1) In questa avviene la reazione. Al suo interno c’è il campione di latte, al quale viene aggiunta la miscela

di tutti i reagenti che mi servono per la reazione, tranne l’enzima che mi genererà il segnale

(deidrogenasi). Quindi avviene l’idrolisi del lattosio a glucosio e galattosio, leggendo l’assorbanza a

questo punto ottengo il bianco, ovvero nessun

valore, in quanto manca l’enzima

che fa da

segnale.

A questo punto aggiungo la deidrogenasi, quindi

il galattosio passa ad acido galatturonico e si

forma il NADH, che genera il segnale, leggo

l’assorbanza (

340nm).

2) In questa provetta viene aggiunto la miscela di

reagenti che ho aggiunto al campione del latte.

3) In questa provetta metto solo un campione di

latte.

Le due provette in cui non avvengono reazioni mi daranno i valori di fondo, ovvero i valori

dell’assorbanza che dovrò sottrarre a quello ottenuto nella prima provetta. Se non facessi questa

operazione il valore del lattosio che ottengo sarebbe più elevato rispetto a quello reale. 10

2.3 Proteine del latte

Nel latte