Determinación de nitrógeno y proteínas en alimentos y piensos

Determinación de nitrógeno y proteínas en alimentos y piensos

Casi todos los alimentos y piensos contienen nitrógeno y proteínas. El contenido de proteínas se calcula a partir de la proporción de nitrógeno determinada en una muestra y es un criterio decisivo para la calidad y el precio de un producto. De aquí se deduce la gran importancia de la determinación de nitrógeno y proteínas en alimentos y piensos para estas industrias. Después de su estudio analítico, los productos se identifican con el valor nutricional correspondiente que servirá como información para los consumidores. Esta identificación es obligatoria para los fabricantes y está regulada por leyes nacionales e internacionales.

En el compendio elaborado por el fabricante alemán Gerhardt, referencia a nivel internacional en el análisis de parámetros importantes para la alimentación humana y animal, titulado “El significado del análisis del nitrógeno”, se analizala la importancia de la determinación de nitrógeno y proteínas en alimentos y piensos. Éstos, según explican en el estudio, cuentan con diversos componentes básicos. Las proteínas son uno de los principales y determinan considerablemente el precio del producto.

Casi todos los alimentos contienen proteínas. Una vez realizado un estudio analítico de los productos respecto a su contenido de proteínas estos se identifican con su valor nutritivo correspondiente.

Las necesidades totales diarias de alimento calculadas para un adulto son de unas 2000 kcal en el caso de las mujeres y de unas 2500 kcal en el caso de los hombres. Estas necesidades deben cubrirse con productos de la pirámide de alimentos mostrada a continuación (Fig. 1). Los productos de los niveles inferiores deberían consumirse de forma muy habitual y, cuanto más arriba, de forma más esporádica.

pirámide alimentaria

Todos los envases de alimentos muestran la llamada “información nutricional”, obligatoria hoy en día para todos los fabricantes según lo estipulado por la legislación europea.

Los datos sobre proteínas, carbohidratos/azúcar, grasas, fibra y sodio son obligatorios. Los datos de otro tipo se especifican de forma voluntaria. En la fig. 1 se muestra un ejemplo para la impresión de datos de valor nutritivo.

Dependiendo de la edad, se han calculado las siguientes necesidades diarias de proteínas, grasas, fibras y minerales:

necesidades nutritivas diarias

Por ejemplo, si se analizan los componentes principales de los cereales, para 100 g de producto resultan aproximadamente los siguientes valores:

valores nutritivos cereales

 

¿Cómo entra el nitrógeno en los alimentos o piensos?

El contenido de proteínas es determinante para el precio del mercado.

¿Sobre qué base se puede calcular esto de forma cuantitativa? Antes de responder a esta pregunta, se debe aclarar primero la siguiente duda: ¿cómo entra el nitrógeno en los alimentos o piensos?

En la fig. 2 se representa el ciclo del nitrógeno en la naturaleza. Este muestra la forma en que se genera nitrógeno orgánico en la biomasa a partir del nitrógeno del suelo, del nitrógeno atmosférico y de la luz solar. El ciclo pasa por los animales de producción y el ser humano, acaba en las aguas residuales y en las estaciones depuradoras y vuelve a empezar.

El nitrógeno se transforma repetidas veces en organismos naturales y se incorpora en biomoléculas altamente complejas que dificultan su determinación.

El nitrógeno del suelo inorgánico y orgánico reacciona primero a proteína vegetal con el suministro de agua y luz. Las proteínas animales y vegetales forman parte de la cadena alimentaria humana, donde el ciclo se cierra mediante el análisis de nitrógeno inorgánico en las aguas residuales y fertilizantes.

ciclo nitrógeno en la naturaleza

Estos procesos sencillos producen con las proteínas macromoléculas altamente complejas compuestas de varias cadenas de aminoácidos. La estructura básica resulta primero de la concatenación simple de aminoácidos mediante la llamada unión péptida entre la función ácida y el grupo de aminas de los componentes por separado. De lo anterior resultan secuencias de cadenas de aminoácidos (estructura principal) que se almacenan conjuntamente en estructuras tridimensionales complejas donde, por ejemplo, los enlaces de hidrógeno intramoleculares conducen a la conocida como lámina beta o estructuras de hélice alfa (ADN). Debido a la existencia de 20 aminoácidos, desde el punto de vista puramente estadístico resultan posibilidades de combinación casi infinitas.

cadena proteínas

La interesante relación entre la biomolécula y el análisis de nitrógeno reside en que el nitrógeno en los alimentos y piensos únicamente está integrado en estas cadenas de aminoácidos de las proteínas. Por ello, la determinación del nitrógeno permite sacar conclusiones cualitativas de la cantidad de proteínas contenida si en la cadena de aminoácidos solo hay disponible una cantidad limitada de los 20 aminoácidos existentes en total.

El cálculo de contenido de nitrógeno en las proteínas es posible mediante el llamado factor de proteínas. Los convenios internacionales se han encargado de definir y aunar estos factores de proteínas (fig. 4).

factores de proteínas

El método de análisis se compone de una determinación de nitrógeno cuyo resultado se calcula de forma aritmética el contenido de proteínas:

Contenido de proteínas [%] = contenido de nitrógeno [%] * factor de proteínas

 

Determinación de nitrógeno en alimentos y piensos: métodos Kjeldahl y Dumas

El método Kjeldahl es el más común para la determinación de nitrógeno orgánico y se basa en una volumetría ácido-base. Su elevada precisión y universalidad convierten al método Kjeldahl en el método estándar líder a nivel mundial para determinar la proporción de nitrógeno en alimentos y piensos así como en muestras de suelo y agua. Este puede utilizarse de forma universal y flexible incluso con material de muestra con baja homogeneidad y siempre ofrece resultados fiables. Puedes profundizar más sobre el método Kjeldahl aquí.

Como método de referencia adicional, desde los años 80 del siglo pasado se lleva usando el método Dumas junto con el método Kjeldahl. El método Dumas es una alternativa rápida y cómoda al de Kjeldahl para casi todas las muestras sólidas y líquidas. Para saber más sobre el método Dumas, pincha aquí.

En Cientisol ofrecemos todo tipo de equipamiento y material necesario para la determinación de nitrógeno en alimentos y piensos. Nuestra representada Gerhardt es una de las empresas líderes a nivel internacional en el desarrollo y fabricación de sistemas de análisis para piensos y alimentos, materias primas y material vegetal, ofreciendo soluciones rentables de aparatos para analizar los parámetros básicos como nitrógeno/proteínas, grasas y fibra, así como otros parámetros más. Desde 1846, Gerhardt es uno de los líderes mundiales de aparatos de laboratorio y métodos para el análisis de productos alimenticios para personas y animales, trabajando para sectores con altos requisitos en cuanto a precisión y fiabilidad.

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REFERENCIAS

Fuente: “El significado del análisis de nitrógeno”. Gerhardt. Extraído de: https://www.gerhardt.de/fileadmin/Redaktion/downloads/THE_SIGNIFICANCE_OF_NITROGEN_ANALYSYS_spanish.pdf

Crédito imágenes: Gerhardt.

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