Appunti teorici di Analisi chimiche dei prodotti alimentari

ANALISI CHIMICHE

alimento

Un è una fonte di energia e nutrienti utilizzati per le funzioni biologiche di un

organismo.

È composto da:

- Macronutrienti, molecole complesse che vengono degradate in pezzi piu piccoli

- Micronutrienti, come acqua, sali minerali e vitamine

tradizionali

Gli alimenti sono quelli alla base della nostra catena alimentare, e che se

opportunamente variati soddisfano il nostro fabbisogno energetico

alternativi

Gli alimenti sono ad esempio prodotti:

- Light, alleggeriti da sostanze con elevato apporto energetico

- Forti cati, con un valore biologico aumentato

- Biologici

- Integrali, alimenti non ra nati

- Funzionali, distinti in probiotici e prebiotici

- Innovativi, come gli OGM

valore energetico

Il di un alimento è proporzionale alla quantità di nutrienti che contiene:

- Carboidrati 4 kcal/g

- Proteine 4 kcal/g

- Lipidi 9 kcal/g

- Alcol 7 kcal/g

- Zuccheri ipocalorici 2.8 kcal/g

L’analisi degli alimenti viene e ettuata per:

- Accertare la conformità di un alimento ai requisiti di legge

- De nire la qualità o il suo valore nutrizionale

- Rivelare frodi

- Individuare le sostanze xenobiotiche

ACQUA

Essa partecipa a tutte le reazioni, ed è contenuta in acqua semplice, bevande e alimenti.

Non ha calorie ed è inorganica.

Il fabbisogni idrico è di 1 mL/kcal, quindi circa 1.5/2 L/giorno

L’acqua nell’organismo un anno rappresenta in 65% del peso corporeo, di cui:

- 40% intracellulare

- 20% extracellulare, di cui 15% Intersiziale e 5% plasmatica

L’acqua nei tessuti animali e vegetali si divide in:

- Acqua libera, non impegnata in legami con altre molecole, e che si trova nei

microcapillari trattenuta solo da forze siche

- Acqua legata o incongelabile, che si trova in diverse forme:

- Di idratazione

- Cristallizzazione, in un sale o molecola organica

- Dello strato monomolecolare, unita ai gruppi polari e carichi delle

macromolecole

- Immobilizzata, in molteplici strati successivi al precedente

fi fi ffi ff fi

Il contenuto di umidità è espresso per legge in %.

Si determina attraverso diversi metodi.

metodo gravimetrico classico

Il determina l’umidità mediante la perdita di peso per

essiccamento in stufa a 105°C ad 1 atm.

Ha una applicabilità generale, esclusi i prodotti facilmente degradabili o con sostanze

volatili.

Procedura:

1) Porre in stufa a 105°C per 30 min un pesa ltri (p1)

2) Ra reddare in un essiccatore e pesarlo

3) Pesare con bilancia analitica il campione nel recipiente tarato (p2)

4) Porre in stufa a 105 °C per 6 ore

5) Ra reddare nuovamente in essiccatore e pesare nuovamente (p3)

p2 − p3

umidita % = × 100

p2 − p1

Alcuni prodotti pastosi devono essere impastati con sabbia silicea

Pere prodotti con un alto contenuto di umidità esprimo in valore residuo.

metodo gravimetrico con termobilancia

Il è molto usato nelle analisi di routine in

quanto richiede molto meno tempo.

Dopo aver depositato il campione direttamente sul piattino, chiudo e sul display appare il

contenuto di umidità.

Essendo un metodo gravimetrico determina l’acqua presente nel campione mediante una

perdita di peso

metodo della distillazione con solvente

Il viene usato quando il prodotto contiene

sostanze volatili facilmente solubili.

Lo strumento utilizzato è una struttura con un palloncino alla base che ospita il campione,

raccordato a un tubo di vetro con un raccordo graduato laterale, e al di sopra una strutta

refrigerante

Nel palloncino viene messo il

campione pesato con il solvente, e

vengono azionate la amma sotto il

palloncino e il liquido refrigerante.

Acqua e solvente si allontanano per

evaporazione, ma si depositano per

condensazione nella tacca graduata.

Si depositano su strati separati per via

della loro densità .

Arresto il processo quando non

percepisco piu un aumento di volume

di acqua.

ff

ff fi fi

metodo di Karl Fisher

Il è un metodo volumetrico molto speci co.

Utilizza un titolatore automatico, che grazie proprio alla titolazione dosa il contenuto di

acqua.

La titolazione utilizza 2 reattivi andridi: anidride solforosa SO2 (in cui S è +4) che viene

ridotta da Iodio (0).

SO2 passa a H2SO4 (in cui S è +6), mentre I passa a -1.

Utilizzo anche metanolo è imidazolo come basi per conferire potere tampone e mantenere

un pH di 6.

La reazione avviene solo in presenza di acqua, pochissimi minuti ed e ettuabile anche

con quantità basse di campione.

determinazione del contenuto in ceneri di uno sfarinato

La avviene seguendo questi

step:

1) Calcinare un crogiolo in mu ola (550 °C per un’ora), ra reddarli in essiccatore e tarare

su una bilancia analitica (p1)

2) Pesare nella capsula tarata 5 g di campione nemente macinato (p2)

3) Carbonizzare su amma diretta, prima lentamente con la retina e poi con il triangolo

refrattario, no alla scomparsa dei fumi bianchi

4) Pure il campione in mu ola (550 °C per sei ore)

5) Pesare le ceneri dopo il ra reddamento in essiccatore (p3)

p3 − p1 × 100

% ceneri sul campione tal quale: p2 − p1

ceneri

Le rappresentano quella porzione di un campione, liquido o solido, di una

sostanza o di un materiale che non brucia e non si trasforma in composti volatili durante

la combustione.

LIPIDI

Hanno diverse funzioni:

- Energetica

- Plastica e strutturale, nelle membrane e nel tessuto nervoso

- Bioregolatrice, trasporto di ormoni e vitamine liposolubili

- Termoregolazione

- Forniscono AEG e danno appetibilità ai cibi

Secondo i LARN devono essere il 20-25% delle calorie assunte, il fabbisogno e quindi di

0,7-1 g/kg di peso corporeo.

Devono essere di origine animale per 1/3 e per 2/3 di origine vegetale.

Il colesterolo deve essere massimo 300 mg, in quanto successo causa obesità e malattie

cardiovascolari, ma una sua carenza provoca secchezza della pelle e perdita dei capelli.

I lipidi sono sostanze non solubili in acqua, ma solubili in solventi organici.

Sono composti ternari, ovvero formati da C-H-O, con una maggioranza di C rispetto che

O: per questo motivo bruciano più lentamente ma con un maggiore sviluppo di energia

(sono sostanze di riserva).

I lipidi NON sono macromolecole.

fi fi ff ff ff fi ff fi ff

Vengono classi cati in:

- Lipidi saponi cabili, 99.9% degli oli vegetali, contengono acidi grassi, come:

- Trigliceridi (e derivati)

- Acidi grassi

- Cere

- Esteri degli Steroli

- Fosfolipidi

- Lipoproteine

- Glicoproteine

- Lipidi non saponi cabili, 0.1-0.1%, non contengono acidi grassi ma hanno funzioni

importanti per l’organismo:

- Steroli

- Terpeni

acidi grassi

Gli sono catene di atomi di C e H, con un COOH terminale e legami semplici

o doppi.

Il punto di fusione:

- Aumenta con l’allungarsi della catena

- Diminuisce all’aumentare dei doppi legami

- Aumenta nei trans isomeri

Più un acido grasso hai in saturazioni, più è suscettibile a processi ossidativi.

Gli acidi grassi saturi sono presenti nei grassi animali e sono solidi a temperatura

ambiente

Gli acidi grassi insaturi sono presenti nei grassi vegetali e sono liquidi a temperatura

ambiente

Il nostro organismo può sintetizzare gli acidi grassi a partire dall’Acetil-CoA per

condensazione di unità bicarboniose, ma non è in grado di in saturarli dal W-6 in poi.

Per questo motivo devo assumere W-6 e W-3 con la dieta (acidi grassi essenziali).

W-6 = acido linoleico

W-3 = acido linolenico

Gli acidi grassi essenziali hanno funzioni di struttura per le membrane, di precursori e

regolatrici.

Normalmente un acido grasso polinsaturo presenta doppi legami isolati, ossia tra i doppi

legami ci sono due legami singoli.

Talvolta il doppio legame trasla e posso ottenere dei doppi legami coniugati, ossia

separati da un solo legame singolo.

In questo modo posso ottenere:

- Dieni, sistemi con due doppi legami coniugati

- Trieni, sistemi con tre doppi legami coniugati

fi fi fi

gliceridi

I sono esteri del glicerolo con acidi grassi.

Possono essere monogliceridi, digliceridi o trigliceridi

Essi costituiscono il 99% della parte lipidica di un alimento e possono essere:

- Semplici, con lo stesso acido grasso in tutte e tre le posizioni

- Misti, con diversi acidi grassi

Ad esempio il 41% dei trigliceridi dell’olio d’oliva è costituito da trioleina (trigliceridi

semplice, con tre acidi oleici)

In un ambiente umido l’enzima lipasi porta all’idrolisi (o lipolisi) il legame estere, liberando

digliceridi, monogliceridi e acidi grassi liberi.

Il polimor smo si veri ca quando i trigliceridi passano dallo stato liquidò a quello solido,

cristallizzando in tre modi:

fosfolipidi,

I sono lipidi che contengono acido fosforico e basi azotate.

La base azotata sono aminoacidi che vengono legati all’acido fosforico attaccato a uno

dei tre Carboni di un glicerolo.

Nell’altro due posizioni troviamo catene di acidi grassi.

Per via di questa sua struttura avremo quindi una parte polare ed una parte apolare.

cere

Le sono composti dall’elevato peso molecolare, esteri di un alcol a lunga catena con

un acido grasso.

Si trovano sulla super cie di frutti e foglie in quanto hanno una funzione protettiva.

Possiamo trovare queste molecole anche in alcuni animali, in quanto impermeabilizzano

le piume.

terpeni

I sono composti che non contengono acidi grassi, mano la

struttura base dell’Isoprene.

Con le reazioni testa-coda si formano gli oli essenziali.

Un monoterpene è formato da due unità di isoprene.

fi fi fi

steroli

Gli sono derivati dal ciclopentano peridrofenantrene.

Quest’ultimo è una struttura a quattro anelli condensati.

Gli Steroli hanno una struttura comune che di erisce per una catena alifatica R, che li

caratterizza.

Sono importanti i costituenti delle membrane cellulari, e hanno su sso -olo perché sono

alcoli.

Un esempio è il colesterolo, di origine animale e può formare esteri con gli acidi grassi: se

l’acido grasso è saturo può portare ad ipercolesterolemia, mentre si è in satura non

provoca patologie

ALTERAZIONI DEI LIPIDI

I processi alternativi di queste sostanze portano ad alterazioni organolettiche nel prodotto

nito.

Segue un elenco delle alterazioni più importanti.

L’idrolisi, o lipolisi, è il distacco del glicerolo dagli acidi grassi adopera di lipasi

microbiche in presenza di acqua

chetonico

L’irrancidimento è una alterazione chimico-enzimatica, catalizzata dall’enzima

microbico beta-ossidasi