Determinación de Proteínas

Proteínas

Uno de los principales problemas de los gobiernos viene siendo el del suministro de cantidades adecuadas de proteínas de buena calidad a la población, ya que éstas juegan un papel muy importante dentro de la nutrición, debido a que son las responsables de numerosos procesos vitales.

Dentro de las funciones de las proteínas se pueden mencionar las del crecimiento y reposición de tejidos; inmunidad; formación de enzimas y por último aportan energía. Sin embargo, cuando el organismo utiliza a las proteínas como fuente de energía le resulta muy caro, ya que disminuyen las otras funciones vitales y se entra en un estado de desnutrición, ya que se desencadenan una serie de reacciones negativas.

Aparte de su valor nutricional, las proteínas juegan un papel muy importante en las propiedades organolépticas de los alimentos. Ejercen una gran influencia sobre la textura de alimentos de origen animal, por ejemplo: el añejamiento de la carne se asocia con cambios químicos en las proteínas. Así mismo también tienen influencia en productos de origen vegetal ya que por ejemplo, el contenido de proteínas del trigo y de harinas se considera como uno de los mejores índices de la calidad de panificación de las mismos. Para el analista de alimentos comunmente es más importante conocer el contenido total de proteínas, aún cuando ese contenido esté formado por una mezcla compleja de proteínas. En el presente, todos los métodos para determinar el contenido total de proteínas son empíricos. El aislamiento  y pesada directa de la proteína podría ser un método absoluto. Este método se utiliza frecuentemente en investigaciones bioquímicas pero se considera impráctico en análisis de alimentos, es por ello que la determinación de nitrógeno orgánico es el método más frecuentemente utilizado para determinar proteínas en alimentos.

Determinación de Proteínas

Al estudiar a las proteínas, por lo general se toman en consideración dos puntos, el aspecto cuantitativo y el cualitativo.

Cuando se desea establecer el contenido de proteínas, se parte del nitrógeno orgánico total presente en el alimento y posteriormente se utilizan factores de conversión dependiendo del método y tipo de alimento del que se trate. Además del contenido de proteínas, tembien es importante establecer el tipo de proteínas presentes, para lo cual se considera el contenido de aminoácidos, secuencia y tipo de éstos.

Para establecer el tipo de aminoácidos, así como la secuencia y concentración de éstos, se requieren de equipos más sofisticados. Se pueden estimar a partir de un analizador de aminoácidos, pero antes de efectuar la determinación se requiere de realizar la extracción de la proteína y de hidrolizarla, esta hidrólisis puede ser ácida ó basica, dependiendo del tipo de aminoácido a detectar, por este método se establece principalmente la concentración del aminoácido. Cuando se desea conocer secuencia se requiere una extracción y purificación de la proteína utilizando cromatografía en materia orgánica dependen de la conversión completa de sus formas nativas denitrógeno ya sea en nitrógeno gaseoso (Método de Dumas) o en una sal inorgánica de amonio (Método Kjeldahl). Por consiguiente el paso final involucra una determinación precisa y exacta ya sea de uno u otro de esos productos.

Cuantificación de Proteinas

Como ya se mencionó anteriormente la determinación cuantitativa de nitrógeno orgánico total en alimentos y material biológico se usa para estimar el contenido total de proteínas, aunque pueden incluírse otros compuestos nitrogenados, presentes en cantidades menores. Sin embargo este análisis es el método químico más útil para distinguir entre proteínas, grasas y carbohidratos. Otros compuestos nitrogenados no proteicos pueden contribuír al nitrógeno orgánico total, como son los ácidos nucleicos, carbohidratos nitrogenados, alcaloides, lípidos nitrogenados, porfirinas y aún pigmentos que contienen nitrógeno. Otros componentes presentes en alimentos que contienen nitrógeno orgánico son: vitaminas como la niacina, riboflavina, piridoxina, biotina, cobalamina, colina; estimulantes como la cafeína, toebromina o teofilina y los alcaloides.

Las dos principales bases para determinar nitrógeno orgánico total en alimentos y materia orgánica dependen de la conversión completa de sus formas nativas de nitrógeno ya sea en nitrógeno gaseoso (Método de Dumas) o en una sal inorgánica de amonio (Método Kjeldahl). Por consiguiente el paso final involucra una determinación precisa y exacta ya sea de uno u otro de esos productos.

Método de Dumas

Este método se basa en el hecho de que al someterse a la muestra a un determinado tratamiento,  el nitrógeno orgánico es transformado a nitrógeno gaseoso, por lo que en este método lo que se evalúa es el cambio de presión.

Método de Kjeldhal

Este método es más utilizado que el anterior. Se basa en la conversión del nitrógeno orgánico a una sal de amonio inorgánica, de la cual se desprende el amoníaco, recogiéndose en una solución ácida.

Este método tiene dos variantes: Microkjeldhal y el Macrokjeldhal. La diferencia entre ambos estriba en la cantidad de muestra y de reactivos. Tambien la recomendación que se hace en cada caso, con respecto al tipo de alimento a evaluar. El microkjeldhal es mas recomendado para alimentos con bajo contenido de proteínas (granos y cereales), mientras que el macro con alto contenido de éstas (productos cárnicos y leguminosas). Sin embargo ambos pueden aplicarse indistintamente, tomando las consideraciones pertinentes, como los reactivos a emplear.

Pasos Principales del Método Kjeldhal

Oxidación de la muestra.- Conversión del nitrogeno orgánico a una sal amoniacal, mediante la oxidación de la muestra con ácido sulfúrico concentrado en presencia de un catalizador de oxidación y una sal.

La  muestra se introduce en el matraz Kjeldahl y se le añade ácido sulfúrico concentrado para oxidar la materia orgánica, el carbono e hidrógeno se convierten a dióxido de carbono y agua respectivamente, una porción del ácido sulfúrico se reduce en el proceso a dióxido de azufre, siendo este compuesto el responsable de la reducción de los compuestos nitrogenados a amoníaco, el cual a su vez reacciona con el ácido sulfúrico para formar sulfato de amonio.

La severidad de la reacción está determinada por la temperatura, que en este caso es el punto de ebullición del ácido sulfúrico. Normalmente la oxidación de la materia orgánica en ácido sulfúrico hirviendo es un proceso lento que puede acelerarse por la adición de catalizadores, con este fin se utilizan las sales de sulfato cúprico; además no todos los compuestos se descomponen a la misma temperatura y muchos de ellos no se descomponen, o solo parcialmente, a la temperatura de ebullición del ácido y es necesario incrementar la severidad de la reacción por la adición de varias sales, pero principalmente por la adición de sulfato de potasio o de sodio. También con este fin se adiciona ácido fosfórico.

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