Analisi chimiche dei prodotti alimentari

ANALISI CHIMICHE DEI PRODOTTI ALIMENTARI

Un alimento è una qualsiasi sostanza o prodotto trasformato, parzialmente

trasformato o no, destinato ad essere ingerito o di cui si prevede che possa essere

ingerito, da esseri umani. Non sono, quindi, compresi i mangimi, gli animali vivi, i

vegetali prima della raccolta, i medicinali, i cosmetici, il tabacco e i suoi prodotti, le

sostanze stupefacenti o psicotrope e i residui e contaminanti

Un alimento per essere commercializzabili deve seguire due condizioni:

Per poter essere ingerito deve essere sicuro

 Deve avere una storia di consumo sicura (parte dal 15 maggio del 97) se no si

 

parla di “alimento potenziale”

Alimento potenziale alimento facente parte di un nuovo regolamento (Novel



Food) e che per essere autorizzato il produttore deve fornire apposite prove per la sua

sicurezza

Il nuovo regolamento Novel Food venne concepito al fine di promuovere nuove

tecnologie e innovazione nella produzione alimentare in modo da ridurre l’impatto

ambientale, migliorare la sicurezza, apportare benefici ai consumatori

Le categorie di Novel Food sono alimenti:

costituiti, isolati o prodotti da microrganismi

 funghi/alghe

 da materiali di origine minerale

 da piante

 costituiti da nanomateriale ingegnerizzato con una o più dimensioni dell’ordine di

 100 nm/inferiori che conferiscono proprietà chimico-fisiche diverse rispetto allo

stesso materiale non in forma nano

Alimento: fonte d’energia e di nutrienti necessari all’organismo per le sue funzioni

biologiche

Macronutrienti: molecole complesse che vengono degradate in molecole più

 semplici dal sistema digerente che possono essere assorbite ed utilizzate nelle

specifiche condizioni metaboliche proteine, grassi, carboidrati



Micronutrienti: indispensabili Sali minerali, vitamine

 acqua,

Altre sostanze presenti acidi organici, coloranti, aromi

 

La qualità di un alimento è determinata da:

a. Assenza di rischio la sicurezza d’uso è il prerequisito perché un alimento possa



essere considerato tale ed essere usato

b. Valore nutritivo:

Contenuto totale di nutrienti

 Biodisponibilità: %contenuto totale di nutrienti assorbita e successivamente

 utilizzata dall’organismo per le sue funzioni

Valore biologico: riferito alla presenza di determinati componenti



Le caratteristiche di un alimento possono subire modifiche per varie cause:

a. Naturali

Alterazione: umidità, luce, temperatura, microrganismi



b. Volontarie:

Adulterazioni: annacquamento del latte, scrematura del latte dichiaro intero

 Sofisticazioni: aggiunta di zucchero o di alcol etilico al vino

 Falsificazione: margarina al posto del burro

 Contraffazione: dichiarare una marca diversa



La chimica degli alimenti studia la composizione chimica degli alimenti e le

proprietà dei loro costituenti che contribuiscono a definire il loro valore nutrizionale e

merceologico; studia le modificazioni chimiche che i costituenti degli elementi

subiscono nel loro percorso “dalla fattoria alla tavola”

L’analisi degli alimenti viene effettuata con scopi diversi:

Accertare la conformità di un dato alimento ai requisiti stabiliti della legge o alle

 caratteristiche dichiarate in etichetta dal produttore

Definire la qualità del prodotto o il suo valore nutrizionale

 Rivelare frodi ed alterazioni

 Individuare presenza di sostanze xenobiotiche



Alimenti nutrizionali:

a) Di origine vegetale:

1) Cereali-tuberi amido, fibra, vitamine



2) Ortaggi-frutta Sali minerali, fibra, vitamine



3) Legumi proteine, vitamine, ferro



b) Di origine animale:

1) Latte e derivati proteine, calcio



2) Carne, uova e pesce proteine, ferro, vitamine



Proteine animali e vegetali comunque consigliato rapporto 1:1

Alimenti alternativi:

Leggeri (light) a valore calorico minore rispetto ai loro corrispettivi tradizionali

 

Fortificati rendere alimento più nutriente senza aumentarne l’apporto calorico, i

 

nutrienti non energetici come vitamine e Sali minerali vengono aggiunti

all’alimento

Biologici ottenuti coi metodi particolari e devono rispettare delle caratteristiche:

 

imballaggi chiusi, riportata in etichetta la dizione “agricoltura biologica regime di

controllo CE”, nome dell’organismo di controllo + nome e indirizzo del produttore e

del preparatore

Integrali

 Funzionali (functional food) alimenti con effetti addizionali che interagiscono con

 

effetti biologici dell’organismo (biomodulazione) ed essi non sono nutrienti

Innovativi (novel food) non usati prima del 15 maggio del 1997

 

Il valore energetico (o nutritivo) di un alimento esprime il numero di calorie che una

sostanza alimentare sviluppa per completa combustione, riferito a 100 g di sostanza.

L’unità di misura è la kilocaloria (Kcal) o kilojoule (KJ) 1Kcal=4,1876 kJ



Kcal = energia espressa come quantità di calore necessaria per elevare da 14,5 a

15,5°C 1 kg di H2O (1 kcal = 4,186 kJ)

KJ = energia espressa come quantità di lavoro, ovvero la forza costante che dà a 1kg

2

l’accelerazione di 1 m/s per lo spostamento di 1 m nella direzione e nel senso della

forza (1 kJ= 0,2388 kcal)

CARBOIDRATI

Essi sono il carburante dell’organismo servono a fornire energia (4Kcal/g) e devono



costituire il 60 % del fabbisogno energetico giornaliero

I glucidi assunti in eccesso e non utilizzati subito vengono trasformati in lipidi ed

accumulati nel tessuto adiposo; con la digestione i glucidi sono convertiti in glucosio

utilizzato dal cervello, dal sistema nervoso e dai muscoli

a. Semplici: vengono assimilati velocemente dall’organismo e forniscono subito

energia ma si esauriscono facilmente

Glucosio zucchero presente nel sangue

 

Fruttosio zucchero presente nella frutta

 

Lattosio zucchero presente nel latte

 

Saccarosio zucchero da cucina

 

b. Complessi: forniscono energia lentamente e per un periodo più lungo in quanto

prima di essere assorbiti devono essere trasformati in semplici

Amido presente nella pasta e nel riso, nel pane e nelle patate

 

Glicogeno presente nel muscolo e nel fegato come energia di riserva

 

La fibra alimentare è costituita da sostanze che non vengono digerite dagli enzimi

gastrointestinali. Sono suddivise in:

Insolubile: compito di regolare le funzioni intestinali; sono presenti nei cerali

 integrali, nella frutta e nella verdura

Solubili: danno senso di sazietà, diminuiscono l’assorbimento di carboidrati, lipidi

 e Sali minerali; sono presenti nella frutta, nella verdura e nei legumi

GRASSI O LIPIDI

Essi sono sostanze di riserva, forniscono energia (9 Kcal/g) e trasportano le vitamine

liposolubili e devono

Grassi vegetali: contengono prevalentemente acidi grassi mono e poli- insaturi

 che svolgono benefici effettivi sui valori ematici del colesterolo; esempi solo olii

(oliva, arachidi, mais, girasole)

Grassi animali: contengono acidi grassi saturi che se assunti in eccesso

 determinano un incremento del colesterolo ematico; esempi sono lardo, strutto,

burro, formaggi, uova, salumi, carni)

PROTEINE E PROTIDI

Esse sono contenute in quasi tutti gli alimenti e hanno funzione plastica (4Kcal/g) e

devono costituire circa il 25% del fabbisogno giornaliero

Animali: contenute negli alimenti di origine animale come carni, pesci, uova, latte

 e yogurt, gelati, salumi, formaggi

Vegetali: contenute negli alimenti di origine vegetale come pane, pasta e riso,

 fette biscottate, grissini, crackers, farine …

VITAMINE

Servono a regolare le funzioni biochimiche dell’organismo; aiutano proteine, grassi e

carboidrati a compiere le loro funzioni all’interno dell’organismo e prevengono molto

malattie

Liposolubili: si sciolgono nei grassi e sono A, D, E, K, F

 Idrosolubili: si sciolgono nell’acqua e sono C, gruppo B, PP, biotina, acido folico



MINERALI:

Svolgono importanti funzioni: sono regolatori, come le vitamine, intervengono nella

formazione delle ossa e dei denti, controllano la contrazione muscolare e sono utili per

il sistema nervoso

Macro-elementi: presenti nell’organismo in quantità notevole; sono. Ca, fosforo,

 Mg, sodio, Cl e zolfo

Microelementi (o minerali traccia): presenti in piccole quantità; sono Fe, Iodio,

 zinco, Cu, manganese, selenio, cromo e fluoro

La Società Italiana di Nutrizione Umana (SINU) è una società che ha indicato i

livelli di assunzione giornalieri raccomandati di E e nutrienti (LARN) per la popolazione

italiana che:

mirano a proteggere la popolazione dal rischio di carenze nutrizionali

 mirano a fornire elementi utili per valutare l’adeguatezza nutrizionale della dieta

 media della popolazione/suoi gruppi rispetto ai valori proposti

sono stabiliti secondo fasce d’età



La piramide alimentare è il simbolo della “sana ed equilibrata alimentazione”. Essa

è formata da 6 sezioni contenenti vari gruppi di alimenti e ciascuno deve essere

presente nella dieta in modo proporzionale alla grandezza della sua sezione

Dalla base: pasta pane verdura e frutta secondi piatti (carne, pesce, uova,

 

salumi, formaggi) condimenti e dolci



ACQUA

Essa è presente in ogni cellula del nostro corpo e partecipa a tutte le reazioni che in

esso si svolgono; svolge funzioni di trasporto e regolazione. Viene eliminata sotto

forma di sudore, lacrime e urina. Non ha calorie

Essa è circa il 65% del peso corporeo, distribuita in

Acqua intracellulare 40%

 Acqua extracellulare 20% di cui il 15% interstiziale e il 5% plasmatica

 

Essa nei tessuti può essere trovata sotto forma di:

a. Acqua legata o incongelabile:

Di idratazione: legata a ioni positivi e negativi (interazioni elettrostatiche)

 Di struttura e di cristallizzazione: molecole d’acqua che si trovano nella

 struttura di un sale o molecole organiche

Dello strato monomolecolare: unita all’esterno ai gruppi polari e carichi delle

 macromolecole

Immobilizzata: in diversi strati successivi al precedente, vicini al soluto



b. Acqua libera o disponibile: contenuta nei macro-capillari e trattenuta solo da

forze fisiche; è evaporabile e dalla sua presenza dipende l’attività microbica e

quindi le alterazioni degli alimenti

Le sue caratteristiche:

Dipolo (forma un angolo di 104,5°)

 Proprietà solventi per molti composti ionici: Sali, acidi e basi, sostanze organiche,

 gas

Elevato punto di fusione ed ebollizione

 Densità massima a +4°



Ha diverse funzioni:

Solvente di gas, di elettroliti e di colloidi

 Trasporta alle cellule sostanze nutritive e allontana i prodotti di rifiuto

 Partecipa ai processi di termoregolazione

 Costituisce il mezzo in cui avvengono tutte le funzioni digestive e metaboliche

 P 0

=

L’attività dell’acqua: dove P è la tensione di vapore dell’alimento

A  0

w P

mentre P è quella dell’acqua. Negli alimenti freschi di solito è 0.98, negli insaccati e

nei formaggi stagionati 0.88-0.93, nei cereali e nelle marmellate 0.60-0.65

ANALISI ACQUA

Vi sono diversi metodi per determinate il contenuto di acqua negli alimenti:

1) Gravimetrico:

Classico per essiccamento in stufa (se necessario + vuoto): Un tipo di

 essiccatore, utilizzato nei laboratori di chimica per mantenere asciutte sostanze

che assorbono l'umidità, consiste in un recipiente di vetro con coperchio. A metà

altezza del recipiente si trova un piano forato in ceramica su cui vengono

poggiati i contenitori delle sostanze da essiccare. Al di sotto del piano viene

posta una sostanza fortemente igroscopica, ad esempio gel di silice addizionato

di sali di cobalto cha cambiano colore dal blu al rosa in funzione del loro grado

di idratazione, dando un'indicazione visiva dell'efficacia disidratante della silice.

Il bordo del coperchio viene in genere ingrassato con del silicone per isolare

l'interno. Alla sommità del coperchio spesso è posta una valvola collegabile ad

una pompa meccanica per porre sottovuoto l'interno e favorire l'evaporazione

dell‘acqua contenuta nella sostanza da essiccare.

ANALISI CENTESIMALE: CONTENUTO DI ACQUA

METODO GRAVIMETRICO CLASSICO

Scopo Determinare l’umidità mediante la perdita di peso per

essiccamento in stufa a 105°C. Il metodo non è applicabili ai

prodotti che contengono sostanze volatili o facilmente degradabili

vetreria Capsula Petri o pesafiltri

Procedu 1. Porre in stufa a 105°C per circa 30 minuti una capsula Petri o

ra un pesafiltri. Raffreddare in essiccatore e pesare mediante

bilancia analitica (p )

1

2. Pesare circa 5-10 g di campione nel recipiente tarato (p )

2

3. Porre in stufa a 105°C per circa 6 ore

4. Dopo raffreddamento in essiccatore, pesare nuovamente (p )

3

fino a peso costante

−

p p

Calcoli 2 3 ∗100

umidità %= −

p p

2 1

Note 1. Controllare la tenuta dell’essiccatore ed eventualmente

spalmare un sottile strato di silicone sui bordi del coperchio.

Controllare lo stato del disseccante: il cloruro di Ca non deve

essere liquido; il gel d silice deve essere di colore azzurro e nel

caso porlo in stufa a 105°C

2. Alcuni prodotti pastosi devono essere impastati con della

sabbia silicea per cui la capsula deve essere tarata con sabbia

ed una piccola bacchetta di vetro

Tramite termobilancia: le cui caratteristiche principali sono:

 - Fornello di essiccazione in acciaio inox

- Riscaldamento ottenuto mediante radiatore a raggi infrarossi o lampada

alogena

- Regolazione della temperatura a microprocessore, con lettura digitale

2) Della distillazione con solventi: Viene utilizzato per alimenti poveri di H2O e

contenenti sostanze volatili solubili in solventi organici

Apparecchio di Marcusson, composto da un tubo graduato in mL e un refrigerante e

vi è bisogno di un “pallone” in cui contenere il solvente e il campione

nel palloncino viene posto il campione coperto dal solvente. Esso viene riscaldato e

portato a leggera ebollizione il miscuglio condensa nel refrigerante e il liquido si

raccoglie nel tubo graduato dove H2O essendo immiscibile con il solvente si

stratifica e il solvente più leggero ricade nel pallone da distillazione. Il

riscaldamento si ferma quando il volume dell’acqua non varia più. Il volume viene

misurato solo dopo che con l’aiuto di una bacchetta si saranno fatte cadere tutte le

gocce dalle pareti del tubo.

Per il calcolo dell’acqua = si divide il volume dell’acqua trovato (considerando

densità = 1) per il peso del campione e si moltiplica tutto per 100

3) Di Karl-Fisher: per alimenti poveri di acqua; la titolazione avviene con titolatore

automatico

SO + I + 2H O H SO + 2HI



2 2 2 2 4

Il reattivo è composto da 2 soluzioni che vengono mescolate 24h prima dell’uso:

iodio + alcol metilico anidro (= senza acqua) + imidazolo (è una base capace di

 neutralizzare l’acido solforico prodotto dalla reazione e di creare una soluzione

tampone che stabilizzi il pH su valori ottimali per lo svolgersi della reazione,

compresi tra 5 e 7)

anidride solforosa + alcol metilico anidri



4) NIR (Near Infrared Spectophotometry):

5) NMR (Nuclear Magnetic Resonance):

CONTAMINATI:

per contaminante si intende ogni sostanza non aggiunta intenzionalmente ai prodotti

alimentari. Quest’ultimo non può essere commercializzato se contiene contaminanti in

quantitativi inaccettabili sotto l’aspetto della salute pubblica, in particolare dal punto

di vista tossicologico. Esempi di contaminanti ambientali sono metalli pesanti e

fitofarmaci- prodotti chimici per l’agricoltura

Le attività di monitoraggio vengono svolte dall’EFSA (Autorità Europea per la

Sicurezza Alimentare): è l’organo europeo che valuta i rischi relativi alla sicurezza degli

alimenti e dei mangimi

ADDITIVI ALIMENTARI

Essi sono sostanze non consumate come alimento in quanto tale e non utilizzate come

ingredienti tipici degli alimenti, aggiunte intenzionalmente ai prodotti alimentari per

un fine tecnologico nelle fasi di produzione, trasformazione, preparazione,

trattamento, imballaggio, trasporto o immagazzinaggio. La maggioranza dei prodotti

alimentari necessita di additivi per una più sicura stabilità ed una più lunga durata. La

loro aggiunta ha diversi scopi:

Conservare le qualità nutritive dell’alimento

 Aumentare la conservabilità, la stabilità o migliorarne le proprietà organolettiche

 Aiutare la produzione e tutti i trattamenti tecnologici

 Apportare ingredienti necessari negli alimenti dietetici

 (Recommended Daily Allowance)

La RDA o dose giornaliera consigliata o dose

giornaliera raccomandata indica la quantità di vitamine e sali minerali che una

persona dovrebbe assumere per soddisfare il fabbisogno minimo giornaliero. I valori

RDA sono previsti dalle norme sull’etichettatura nutrizionale degli alimenti. La RDA di

un qualsiasi nutriente è calcolata usando il fabbisogno medio stimato (EAR). L’EAR

rappresenta una stima del consumo medio giornaliero di un nutriente che dovrebbe

essere assunto per soddisfare le esigenze della metà degli individui sani appartenenti

ad un particolare gruppo (maschile o femminile) e che si trovano in un particolare

stadio di vita.

La GDA sono le Quantità Giornaliere Indicative o Valori giornalieri di riferimento di

energia e nutrienti adeguati ad una alimentazione equilibrata. Nelle confezioni si

ev