Determinazione dell’azoto non proteico in latte e derivati

Il latte e i latticini contengono proteine che vengono utilizzate dall’uomo per produrre le proteine autologhe. Le proteine del latte non sono importanti solo durante la produzione di latticini tradizionali ma, date le caratteristiche funzionali e l’elevato valore fisiologico-nutrizionale, rivestono anche un ruolo di primo piano in un’ampia gamma di alimenti (come ad esempio l’alimentazione per neonati) e nel settore farmaceutico. Il contenuto proteico del latte pertanto è decisivo per lo stabilimento del prezzo.

Le proteine del latte sono composte sostanzialmente da caseina, proteine del siero del latte e “azoto non proteico” (non-protein nitrogen, o “NPN”). L’NPN fa parte delle proteine grezze che non possono essere digerite dall’uomo, pertanto viene distinto dalle cosiddette “proteine vere” o “proteine pure”. L’NPN è un componente decisivo della composizione del latte e comprende diversi composti contenenti azoto che, pur non essendo proteine, sono comunque importanti per la valutazione della sicurezza e della qualità del prodotto. L’NPN è composto da creatina/creatinina, peptidi, acidi ippurici, aminoacidi liberi, acido orotico, acido urico, ammoniaca e urea (quest’ultima rappresenta la maggior parte). Per poter determinare quindi la quantità di proteine rilevante, deve essere sottratta dal contenuto proteico la parte di NPN utilizzando la formula seguente:

Proteina pura = proteina grezza - NPN.

Nell’ambito del controllo qualità dei prodotti caseari e dell’analisi alimentare, la determinazione esatta dell’azoto non proteico (NPN) nel latte e nei derivati del latte riveste un ruolo di primo piano. La determinazione dell’NPN è rilevante dato che il contenuto proteico può essere aumentato artificialmente aggiungendo altre sostanze ad elevato contenuto di azoto.

Un esempio noto è lo scandalo melamina in Cina di qualche anno fa, quando è stata aggiunta melamina, un prodotto chimico dell’industria, nel latte in polvere per aumentarne il contenuto proteico. In questo caso, la mera determinazione del contenuto di azoto secondo Kjeldahl mostrerebbe qui tutti i suoi limiti rivelando un contenuto proteico troppo elevato. La determinazione del NPN viene però utilizzata anche per trarre conclusioni sulla qualità dei mangimi degli animali: sulla base dei risultati delle analisi di NPN e urea è possibile adattare il contenuto o la sequenza delle razioni in maniera tale da ottimizzare i costi per il mangime, la produzione lattiera e la riduzione degli scarti di azoto nell’ambiente.

Sia il metodo Kjeldahl che il metodo Dumas sono adatti per determinare il contenuto di NPN:

Preparazione del campione
I campioni fluidi vengono condotti in un becher e riscaldati in un bagno d’acqua a una temperatura di 38 – 40 °C. Una volta fatto ciò il campione da analizzare viene raffreddato a temperatura ambiente miscelandolo con cautela e viene pesato in un matraccio Erlenmeyer. Al campione di latte viene quindi aggiunto acido tricloroacetico e viene nuovamente pesata la miscela di latte e acido. Una volta formato il precipitato, il contenuto del matraccio Erlenmeyer viene filtrato. Il prodotto filtrato viene raccolto in un matraccio Erlenmeyer pulito e asciutto. Il filtrato viene pesato in una siringa monouso mediante calcolo della differenza di peso.

I campioni solidi vengono eventualmente omogeneizzati con un mixer o un mulino a rotore e la quantità corrispondente di campione viene disciolta in acqua a 40 – 50 °C. Aggiungendo acido tricloroacetico si viene a formare il precipitato, che viene filtrato dopo aver riscaldato brevemente la sospensione. Il filtrato può quindi essere raccolto con una siringa monouso.

Il filtrato deve essere trasparente e privo di particelle. In caso contrario è necessario ripetere precipitazione e filtrazione.

Digestione
Il campione viene digerito in acido solforico concentrato a 410 °C. Il filtrato non tende a schiumare, ma deve essere comunque riscaldato e osservato con attenzione. Con gli standard ufficiali, il tempo di digestione è di 2,5 ore, mentre con un metodo ottimizzato il tempo di digestione può essere ridotto a circa 2 ore.

• Nota applicativa: Riducete i tempi di digestione posizionando i campioni in un digestore a blocco preriscaldato.

Distillazione e titolazione
Dopo la digestione il campione viene distillato con l’aggiunta di H₂O e NaOH in una soluzione ricevente composta da H₃BO_3. Il punto finale viene determinato automaticamente in VAPODEST 500. Non è necessario l’impiego di un indicatore misto ma può essere aggiunto per il controllo visivo.

Calcolo dei risultato
Il contenuto di azoto non proteico viene calcolato a seconda del valore in bianco precedentemente determinato dei pesi annotati, della pesata del campione, della miscela campione/acido, del filtrato e del consumo della soluzione di titolazione.

• Nota applicativa: Per il calcolo utilizzate pure la nostra tabella Excel già pronta all’uso.

Preparazione del campione
I campioni fluidi vengono condotti in un becher e riscaldati in un bagno d’acqua a una temperatura di 38 – 40 °C. Una volta fatto ciò il campione da analizzare viene raffreddato a temperatura ambiente miscelandolo con cautela e viene pesato in un matraccio Erlenmeyer. Al campione di latte viene quindi aggiunto acido tricloroacetico e viene nuovamente pesata la miscela di latte e acido. Una volta formato il precipitato, il contenuto del matraccio Erlenmeyer viene filtrato. Il prodotto filtrato viene raccolto in un matraccio Erlenmeyer pulito e asciutto.
I campioni solidi vengono eventualmente omogeneizzati con un mixer o un mulino a rotore e la quantità corrispondente di campione viene disciolta in acqua a 40 – 50 °C. Aggiungendo acido tricloroacetico si viene a formare il precipitato, che viene filtrato dopo aver riscaldato brevemente la sospensione. A questo punto il filtrato viene raccolto in un matraccio Erlenmeyer pulito e asciutto. Prima della pesatura viene tarata una pellicola di stagno (ad esempio DumaFoil), vengono pesati 75 mg di superassorbente e il campione viene pesato utilizzando una siringa monouso.

• Nota applicativa: Dato il contenuto di azoto ridotto è necessario pesare circa 400 mg di filtrato. Può essere utile quindi utilizzare DumaFoilXL per semplificare la manipolazione del campione.

Pesata / calibrazione
Con una pesata di 400 mg di filtrato si ottengono, a seconda del campione, valori di punta tra 400 e 900 mVs, che corrispondono a una quantità di azoto di circa 0,08 – 0,18 mg. La calibrazione selezionata dovrebbe quindi coprire questo range di lavoro. Per contenuti di azoto così bassi viene solitamente utilizzata una soluzione THAM, in questo caso specifico una soluzione THAM con 0,05% di azoto N che, con pesate tra 150 mg e 400 mg, copre l’intero range di lavoro desiderato. Il coefficiente di correlazione minimo R2 è un valore di ≥ 0,999.

Calcolo dei risultato
Il contenuto di azoto non proteico viene calcolato a seconda della pesata del campione, della miscela campione/acido, del filtrato e del peso dell’azoto nel filtrato.

• Nota applicativa: Per il calcolo utilizzate pure la nostra tabella Excel già pronta all’uso.

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