El laboratorio Evonik - Finca Mouriscade
El laboratorio Evonik
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En 1995 nace el proyecto NIR de los laboratorios Evonik. El análisis de cientos de miles de muestras en sus catorce laboratorios analíticos presentes en cuatro continentes ha permitido reunir una gran base de datos de muestras para desarrollar las calibraciones NIR.
Para ello se han utilizado métodos fisicoquímicos de referencia. La calidad de los resultados NIR emitidos por Evonik está asegurada mediante la certificación de sus laboratorios (ISO 9001) y la aplicación de la norma ISO 12099 en el desarrollo y mantenimiento de las calibraciones de predicción NIR.
- - ISO 12099:2017. Alimentos para animales, cereales y productos derivados de cereales. Directrices para la aplicación de espectrometría en el infrarrojo cercano
Para desarrollar las calibraciones Evonik emplea tecnología Foss NIRSystems y Bruker.
Tratamiento de las muestras previo al análisis NIR
Una vez recibidas las muestras en nuestro laboratorio, se someten a un exhaustivo proceso de homogenización; a continuación, son acondicionadas en molinos para su posterior análisis NIR.
Evonik - Analisis proximal NIR
Análisis proximal NIR + energía
El análisis proximal de Weende es un método cuantitativo para determinar los macronutrientes presentes en los alimentos. Se basa en la división de las fracciones nutricionales de los alimentos en seis categorías en función de las propiedades químicas que tienen en común. Las categorías son: humedad, cenizas brutas (CB), proteína bruta (PB), materia grasa, MG (extracto etéreo) y los carbohidratos, la fibra bruta (FB) y el extracto libre de nitrógeno (ELN); esta fracción no se determina químicamente, sino que se calcula restando la PB, la MG y la FB de la materia orgánica y contiene componentes hidrocarbonados de importancia nutricional como azúcares, almidón y pectinas, entre otros.
El cálculo de energía NIR determina el contenido energético (energía bruta, EB; energía digestible, ED; energía metabolizable, EM; energía neta, EN; y energía metabolizable aparente, EMAn) de diferentes materias primas y piensos utilizando ecuaciones de regresión seleccionadas que vinculan la composición proximal estimada mediante el análisis proximal NIR. En el caso de los piensos para aves de corral y gallinas ponedoras, se realiza una estimación de la EB y la EMAn. En este enlace (AMINONIR® NRG) se recoge información detallada acerca de las ecuaciones empleadas para calcular el contenido energético.
Humedad
La humedad se corresponde con el porcentaje de agua presente en la muestra. Las necesidades nutricionales de los animales pueden expresarse como la muestra tal cual, estandarizada a un determinado contenido en humedad o como base de materia seca (100 % - humedad), pero es importante que estas necesidades y los resultados analíticos compartan la misma base.
Para determinar el contenido en humedad, la muestra se seca inicialmente a 103 °C durante 4 horas. Se determina la pérdida de peso de la muestra y se calcula la fracción de agua bruta.
- ISO 6496. 1999. Determinación del contenido de humedad y otras materias volátiles. Ginebra, Suiza.
- VDLUFA Libro de métodos Bd. III, 2.1/3.1 (humidade)
- Reglamento (CE) núm. 152/2009 de la Comisión, de 27 de enero de 2009, por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los piensos. Anexo III, Diario Oficial de la Unión Europea L54/1 del 26/02/2009.
Cenizas
Las cenizas representan el contenido en minerales de un alimento.
Para determinar el contenido en cenizas, la muestra se calienta a 550 °C durante al menos 4 horas para eliminar el carbono presente en ella; es decir, se eliminan todos los compuestos orgánicos. Al calcular la pérdida de peso de la muestra se determina de forma matemática la fracción de materia orgánica.
- AOAC 942.05. 2000. Cenizas de los piensos. Gaithersburg, MD, EE. UU.
- ISO 5984. 2002. Piensos - Determinación de las cenizas brutas. Ginebra, Suiza.
- VDLUFA Libro de métodos Bd. III, 8.1 (cenizas brutas).
- Reglamento (CE) núm. 152/2009 de la Comisión, de 27 de enero de 2009, por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los piensos. Anexo III, Diario Oficial de la Unión Europea L54/1 del 26/02/2009.
Proteína bruta (PB)
Las proteínas son compuestos orgánicos formados por aminoácidos, un componente fundamental de los órganos vitales, los tejidos, los músculos, el pelo, la piel, la leche y las enzimas. Además, es necesario consumirlas todos los días para el mantenimiento, la lactancia, el crecimiento y la reproducción. El contenido de nitrógeno sirve de base para calcular el contenido de PB.
Para determinarlo se emplea el método establecido por Dumas, el cual se basa en la combustión de la muestra y en el análisis de los gases de combustión para obtener el nitrógeno. Suponiendo que el contenido medio en nitrógeno de las proteínas sea del 16 %, al multiplicar el contenido en nitrógeno (en %) obtenido mediante el análisis del nitrógeno por 6,25 se calcula el contenido aproximado en proteínas de la muestra.
- AOAC 990-03. 2000. Proteína (bruta) en piensos, método de combustión. Gaithersburg, MD, EE. UU.
Materia grasa (MG)
El uso de grasas como ingredientes en los piensos tiene como objetivo principal incrementar la concentración energética de estos porque aumentan la densidad calórica por gramo y mejoran la eficiencia energética del alimento. Además, incorporar grasas en los piensos aporta otras ventajas colaterales, como mejorar las características de textura y palatabilidad, lo que facilita el proceso de granulación y la incorporación de determinados ingredientes.
Para determinar las grasas y los lípidos, estos se extraen de forma continua con hexano mediante el método Soxhlet. Tras evaporarse el disolvente, el residuo restante constituye la fracción de extracto etéreo (EE). Siguiendo el método Weibull-Stoldt, la muestra se hidroliza con ácido clorhídrico antes de la extracción para favorecer la liberación de la grasa de la matriz de la célula.
- AOAC 920.39.2000. Grasa (bruta) o extracto etéreo en piensos. Gaithersburg, MD, EE. UU.
- ISO 6492. 1999. Piensos para animales - Determinación del contenido de grasa. Ginebra, Suiza.
- VDLUFA Libro de métodos Bd. III, 5.1 (grasa bruta).
- Reglamento (CE) núm. 152/2009 de la Comisión, de 27 de enero de 2009, por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los piensos. Anexo III, Diario Oficial de la Unión Europea L54/1 del 26/02/2009.
Azúcares totales
Los azúcares pertenecen a la familia de nutrientes denominados carbohidratos y se dividen en monosacáridos y oligosacáridos.
- Los monosacáridos son los azucares más sencillos. Se clasifican como triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas, en función del número de átomos de carbono que contenga su molécula.
- Los oligosacáridos están formados por monosacáridos que se unen, eliminándose una molécula de agua por cada enlace, para formar di, tri, o tetra polisacáridos, que contienen, respectivamente, dos, tres, cuatro o una mayor cantidad de unidades de monosacáridos.
En los animales monogástricos los azúcares simples o monosacáridos se absorben en el intestino sin necesidad de digestión previa, por lo que son una fuente muy rápida de energía. Los azúcares complejos deben transformarse en azúcares sencillos para ser asimilados. La glucosa es el monosacárido más común y abundante.
Los oligosacáridos más usados en alimentación animal son la sacarosa y la lactosa, los cuales están formados por dos monosacáridos.
Los azúcares totales se determinan según el método de Luff-Schoorl. Los azúcares se extraen en una solución etanólica y se tratan con los reactivos de Carrez I y II. Tras eliminar el etanol, los azúcares reductores se tratan con ácido clorhídrico a temperatura de ebullición durante 30 minutos. Los azúcares se determinan mediante el reactivo de Luff-Schoorl y la posterior valoración yodométrica. El contenido en azúcares se expresa como sacarosa. Para expresarlo como glucosa hay que dividirlo entre 0,95. En el caso de los productos lácteos y del suero, el azúcar también se calcula según el método de Luff-Schoorl, pero expresado como lactosa.
- VDLUFA Libro de métodos Bd. III, 7.1 (azúcares).
- Reglamento (CE) núm. 152/2009 de la Comisión, de 27 de enero de 2009, por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los piensos. Anexo III, Diario Oficial de la Unión Europea L54/1 del 26/02/2009.
Almidón
El almidón es un polisacárido que está presente en la mayoría de los vegetales como carbohidrato de reserva y es muy abundante en las semillas, los frutos, los tubérculos y las raíces. Se encuentra en forma de gránulos, cuyo tamaño y forma son distintos según la planta de que se trate.
El almidón es una buena fuente de energía y el único polisacárido altamente utilizable por los animales monogástricos; tanto este como los disacáridos presentes en la ración deben ser degradados a monosacáridos para ser absorbidos.
El contenido en almidón se determina siguiendo el método polarimétrico de Ewers. La primera determinación de la rotación óptica se realiza una vez tratada la muestra con ácido clorhídrico diluido a una temperatura de ebullición. En la segunda determinación se extrae la muestra con etanol al 40 % y, a continuación, con ácido clorhídrico. Para obtener el contenido en almidón, la diferencia entre las dos determinaciones se multiplica por un factor determinado.
Se ha demostrado que con el método polarimétrico se obtienen resultados incorrectos de almidón (sobreestimación) en el caso de materias primas específicas, por ejemplo, productos de soja y levadura. Para estos dos grupos de materias primas se aplica la determinación enzimática del almidón en lugar del método polarimétrico.
Los productos de colza, los de girasol, la copra, la harina de palmiste, la de mostaza y la harina de guar, así como los productos de origen animal, no contienen almidón.
- VDLUFA Libro de métodos Bd. III, 7.2 (almidón).
- Reglamento (CE) núm. 152/2009 de la Comisión, de 27 de enero de 2009, por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los piensos. Anexo III, Diario Oficial de la Unión Europea L54/1 del 26/02/2009.
Fibra bruta (FB)
Desde el punto de vista químico la fibra se describe como polisacáridos no almidonados (polisacáridos no amiláceos), cuyos constituyentes principales son la celulosa, la hemicelulosa y la lignina. La digestión de este tipo de hidratos de carbono solo es posible a través de las enzimas de los microorganismos del aparato digestivo. Se determina como el residuo que queda tras la doble hidrólisis ácida y alcalina del alimento.
Para determinar la FB, según el procedimiento descrito por Weende, la muestra, si es necesario desengrasada, se trata sucesivamente con soluciones en ebullición de H2SO4 0,13M (elimina el almidón, los azúcares y parte de las pectinas) y de KOH 0,23M (elimina las proteínas). El residuo se separa por filtración, se lava, se deseca, se pesa y se calcina. La pérdida de peso resultante de la calcinación corresponde a la FB presente en la muestra de ensayo.
- ISO 6865. 2000. Piensos – Determinación del contenido de fibra bruta - Método con filtración intermedia. Ginebra, Suiza.
- VDLUFA Libro de métodos Bd. III, 6.1 (fibra bruta).
- Reglamento (CE) núm. 152/2009 de la Comisión, de 27 de enero de 2009, por el que se establecen los métodos de muestreo y análisis para el control oficial de los piensos. Anexo III, Diario Oficial de la Unión Europea L54/1 del 26/02/2009.
Fibra neutro detergente (FND) y fibra ácido detergente (FAD)
Van Soest desarrolló un procedimiento para detectar los diferentes componentes de la pared celular mediante la determinación de la FND y la FAD que presenta varias ventajas sobre el análisis clásico de la FB. Las principales son:
- Posibilidad de determinar la celulosa y la lignina detergente ácido en la fibra aislada.
- Retención de la casi totalidad de la celulosa y la lignina presentes en el material original (mediante el procedimiento de determinación de FB desarrollado por Wendee el tratamiento con álcali caliente solubiliza parte de la lignina y, por lo tanto, esta fracción indigestible se contabiliza entre los extractivos libres de nitrógeno).
FND
La composición total de los componentes de la pared celular se obtiene mediante la digestión (ebullición) de la muestra de pienso en una solución de detergente neutro, lo que da lugar a la fracción de FND.
Para determinar la FND, las muestras se tratan solución neutro detergente (sulfato lauril sódico, ácido etilendiaminotetraacético, EDTA, sulfito sódico, trietilenglicol a pH=7,0) y amilasa. Este detergente extrae lípidos, azúcares, ácidos orgánicos, PB, nitrógeno no proteico, pectina y algo de sílica y taninos. El residuo (no soluble) es la FND que contiene la mayor parte de los componentes de la pared celular como la celulosa, la hemicelulosa o la lignina.
El residuo se separa por filtración, se lava, se deseca, se pesa y se calcina. La pérdida de peso resultante de la calcinación corresponde a la FB presente en la muestra de ensayo.FAD
Los componentes solubles en ácido detergente incluyen la hemicelulosa y las proteínas de la pared celular. Al residuo se le llama FAD y contiene celulosa y lignina.
Para determinar la FAD, las muestras se tratan con solución ácido detergente (H2SO4 0,5M y cetiltrimetil amonio). El residuo se separa por filtración, se lava, se deseca, se pesa y se calcina. La pérdida de peso resultante de la calcinación corresponde a la FB presente en la muestra de ensayo.
- AOAC 973.18. 2010. Fibra (detergente ácido) y lignina (H2SO4) en piensos. Gaithersburg, MD, EE. UU.
- VDLUFA Libro de métodos Bd. III, 6.5.1 (NDF) y 6.5.2 (ADF).
Fósforo
En alimentación animal es importante analizar el fósforo, ya que es un mineral esencial para el metabolismo del organismo animal que juega un papel muy importante en el desarrollo y el mantenimiento de las estructuras óseas, entre otras.
Para determinarlo, las muestras se someten a un sistema de digestión a presión por microondas: a unos 300 mg de muestra se añaden 4 mL de ácido nítrico concentrado (al 67 %) y 1 mL de peróxido de hidrógeno (al 30 %). La digestión se realiza en tubos de 55 mL utilizando un programa de temperatura: 10 minutos de calor hasta 190 °C, 30 minutos de tratamiento a 190 °C, y enfriamiento. El fósforo total se determina mediante espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS).
- DIN EN 13805:2014-12 Digestión por microondas para la determinación de minerales.
- DIN EN ISO 17294-2 2017-01 ICP-MS (fósforo).
Fósforo fítico
El ácido fítico es un ácido orgánico presente en granos de cereales. El fósforo contenido en su molécula no es absorbible por tener una baja solubilidad, aunque su biodisponibilidad puede incrementarse por la actividad de enzimas fitasas.
Para determinar el fósforo fítico se realiza una estimación del contenido en fósforo fítico tomando como base el fósforo total multiplicado por el factor de fósforo fítico de las tablas del Instituto Nacional para la Investigación Agronómica (INRA).
- D. Sauvant, J.-M. Perez y G. Tran: Tables of Composition and Nutritional Value of Feed Materials. INRA 2004 (fósforo fítico).
Evonik - Aminoacidos NIR
Aminoácidos NIR
Las proteínas son compuestos orgánicos complejos de alto peso molecular. Al igual que los carbohidratos y las grasas, contienen carbono, hidrógeno y oxígeno pero, además, todas contienen nitrógeno y, generalmente, azufre.
Al hidrolizar las proteínas mediante enzimas, ácidos o álcalis se obtienen aminoácidos (AA). La estructura química de un aminoácido estaría formada por un grupo nitrogenado básico, que generalmente es un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxílico ácido (-COOH) que se unen a un carbono (C); las otras dos valencias de ese C quedan saturadas con un átomo de H y un grupo químico variable, al que se denomina radical (R).
Los vegetales y la mayoría de los microorganismos sintetizan proteínas a partir de compuestos nitrogenados sencillos, como los nitratos. Los animales no pueden sintetizar el grupo amino, de modo que, para formar las proteínas, deben recibir los AA en la ración. Algunos AA pueden obtenerse a partir de otros, mediante un proceso denominado transaminación, pero los esqueletos carbonados de ciertos AA no pueden sintetizarse en el organismo animal y reciben el nombre de AA esenciales o indispensables.
Determinación de AA
El procedimiento analítico para determinar AA está diseñado para calcular las concentraciones de AA en los piensos y en las materias primas. Para ello, se miden los AA ligados a las proteínas y los AA suministrados o libres y presentes de forma natural.
Los AA presentes en los alimentos están ligados a las proteínas. Antes de determinarlos por cromatografía de intercambio iónico en un analizador de AA (Biochrom 30, 30 plus, 20 o 20 plus Biochrom Ltd. Cambridge, Reino Unido, con una tarjeta conversora bidireccional A/D en un PC que utiliza un software para la integración de picos), deben ser liberados y, para ello, según el caso, se emplea hidrólisis con ácido clorhídrico semiconcentrado en ebullición o se oxidan a 0 °C con ácido perfórmico.
El triptófano en presencia de calor es sensible a los ácidos y al oxígeno. Por ello, para determinarlo no se puede usar la hidrólisis ácida con calor, por lo que las muestras se saponifican en condiciones alcalinas en un autoclave. Tras la hidrólisis, se cuantifica mediante cromatografía de fase inversa en una columna de HPLC (unidad de HPLC con posibilidad de elución en gradiente, detector de fluorescencia con longitud de onda de excitación y emisión ajustables, sistema de integración de picos, Sistema HPLC Shimadzu, tipo 10A o 20A con software LC-Solution).
- J. Fontaine: "Amino Acid Analysis of Feeds" en Amino Acids in Animal Nutrition; J. P. F. D'Mello, Editor; CAB Publishing, Wallingford, Reino Unido (2003), 15-40.
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- Directiva 2000/45/CC de la Comisión, de 6 de julio de 2000, por la que se establecen métodos comunitarios para la determinación de la vitamina A, la vitamina E y el triptófano: anexo parte C, Determinación del triptófano. Diario Oficial de la Unión Europea, L174, 45-50 (2000).
Digestibilidad de los AA
La base de la formulación al mínimo coste consiste en clasificar las materias primas según su precio y sus propiedades nutritivas. El sistema de valoración nutricional basado en la digestibilidad de los AA es más potente en comparación con el de cuantificaciones del contenido total de AA porque evalúa mejor el valor nutritivo de las materias primas. La digestibilidad determina qué porcentaje del nutriente se absorberá en el tracto digestivo. Solo los nutrientes absorbidos están disponibles para las vías metabólicas, por lo tanto, solamente la formulación de alimento que se base en AA digestibles proporcionará AA en una cantidad suficiente para alcanzar el rendimiento deseado del animal (crecimiento, producción de huevos, fertilidad).
Estudios previos sobre la digestibilidad ileal estandarizada (DIE) de AA en cerdos y la DIE de AA en pollos, publicados por Evonik en 2009 y 2006, respectivamente, explican los ensayos de digestibilidad de AA esencial realizados en 44 ingredientes alimentarios para cerdos en crecimiento y en 20 ingredientes para pollos.
Los coeficientes de la DIE se calculan a partir de la digestibilidad ileal aparente, las pérdidas endógenas basales de AA y el contenido en AA de la muestra.
Los valores de DIE de AA para aves y cerdos que nos proporciona la calibración AMINONIR AA nos indican la máxima digestibilidad que una muestra puede tener, siempre y cuando esta tenga un tratamiento térmico adecuado/normal. Las materias primas que durante su proceso de producción se someten a un procesado térmico, a medida que este aumenta, proliferan las reacciones de Maillard que reducen la disponibilidad de algunos AA para el animal (algunos ejemplos de AA sensibles al sobreprocesamiento son la lisina, la arginina o la cistina, entre otros).
El parámetro indicador de las condiciones de procesamiento (PCI) que se incluye en la calibración AMINONIR RED nos ayuda a conocer cuál es el procesamiento térmico de una muestra (normal, sobreprocesada o subprocesada).
En los casos de muestras de granos secos de destilería con solubles (DDG) de maíz y productos de soja que sean analizados para AMINONIR AA y AMINONIR RED se incluye la corrección de coeficientes de DIE corregidos en función del resultado del PCI de la muestra, que indica el contenido en AA digestibles estandarizados para cerdos de engorde y pollos (curvas obtenidas en ensayos in vivo con cerdos y pollos).
Referencias bibliográficas correspondientes al PCI:
- Wiltafsky, M., Reimann, I., Fickler, J. y Rademacher-Heilshorn, M. (2018) Method for the determination of processing influences on the nutritional. Value of feedstuff raw materials. European Patent Office. Application number: 18156218.2
Referencias bibliográficas correspondientes a la DIE de AA en pollos:
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Evonik - Control procesado termico NIR
Control procesado térmico NIR
El procesamiento térmico de los productos de soja (soja entera, soja extrusionada o harina de soja), los granos secos de destilería con solubles (DDGS), la harina de colza y las harinas de semillas oleaginosas similares es crucial en la producción de piensos. Tanto un procesamiento insuficiente como uno excesivo reducen la disponibilidad biológica de los nutrientes esenciales y disminuyen el rendimiento de los animales.
Por ello, se han desarrollado diferentes métodos para determinar los parámetros que describen la calidad de estos productos:
Harina de soja, soja extrusionada, habas de soja procesadas y crudas(con toda su grasa):
- Actividad de los inhibidores de Tripsina (AIT)
- Solubilidad de la proteína en KOH
- Lisina reactiva y lisina reactiva/proporción de lisina
DDGS (a base de maíz):
- Índice de dispersabilidad de la proteína (PDI)
- Solubilidad de la proteína en KOH
- Lisina reactiva y lisina reactiva/proporción de lisina
Harina de colza y expulsión por presión, harina de mostaza y expulsión por presión:
- Índice de dispersabilidad de la proteína (PDI)
- Solubilidad de la proteína en KOH
- Lisina reactiva y lisina reactiva/proporción de lisina
- Ácido erúcico
- Glucosinolatos
Para cuantificar la matriz global de los factores que influyen en el proceso, se utiliza el indicador de las condiciones de procesamiento (PCI), que es una combinación de los diversos factores de procesamiento: insuficiente, adecuado o excesivo, expresado en un índice numérico.
Índice de dispersabilidad de las proteínas (PDI)
El exceso y la falta de procesamiento de los productos de soja pueden determinarse mediante el PDI de acuerdo con el método AOCS BA 10-65. En él se mide la cantidad de proteína de soja dispersa en el agua.
Tras mezclarse con agua a 25 °C, la muestra de soja se agita a 8.500 rpm. Las proteínas se dispersan en condiciones acuosas hasta que alcanzan un determinado valor, que se expresa como porcentaje del contenido original de nitrógeno de la muestra. Cuanto más se procesa la muestra, más disminuye la cantidad de proteínas dispersas. Los niveles recomendados se sitúan entre el 15 y el 40 %.
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Solubilidad de las proteínas en KOH
Cuando el tratamiento térmico es demasiado intenso, la solubilidad de la proteína en condiciones normales disminuye. Este hecho se relaciona con el ritmo de crecimiento de los animales. En esta prueba se mide el porcentaje de proteínas que se solubilizan en una solución de hidróxido de potasio (0,2 % de KOH) (Áraba y Dale, 1988). Tras evaluar los resultados, se puede diferenciar un producto demasiado procesado de uno correctamente procesado. Sin embargo, no es lo suficientemente sensible para estimar el infraprocesamiento.
En primer lugar, se determina el contenido de nitrógeno de la muestra mediante el método Kjeldahl. A continuación, se mezcla con una solución de KOH (al 0,2 %) y se agita a 8.500 rpm durante 20 minutos a 22 °C. Se centrifugan inmediatamente unos 50 mL de la solución agitada a 2.500 g durante 15 minutos. Se toman 10 mL del sobrenadante para determinar el nitrógeno. Los resultados se expresan como porcentaje del contenido original de nitrógeno de la muestra. La soja cruda y los productos de soja bien procesados deben tener una solubilidad de las proteínas en KOH de alrededor del 90 %. Esto significa que el 90 % de la proteína presente en el producto se solubiliza en la solución de KOH. La NOPA (1997) recomienda niveles del 73 al 85 %.
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Actividad de los inhibidores de tripsina (AIT)
Los productos de soja contienen inhibidores de la enzima digestiva tripsina. La actividad de la tripsina en presencia de los inhibidores en la muestra se determina usando un sustrato sintético según la norma ISO 14902:2001 y el método AACC 22-40.01. Cuanto mayor sea la actividad de los inhibidores en el producto, menor será la actividad de la tripsina. En el ensayo la tripsina formará p-nitroanilina a partir del sustrato DL-BAPA (AACC 22-40.01) o L-BAPA (ISO 14902:2001) en presencia de la muestra de soja. La p-nitroanilina tiene un color amarillo y se detecta fotométricamente. La actividad de la tripsina es proporcional a la intensidad del color amarillo.
Los resultados se muestran como actividad inhibidora de la tripsina en mg/g, como la cantidad de tripsina inhibida (mg) por un gramo de muestra en las condiciones descritas del ensayo.
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Lisina reactiva
El procesamiento térmico de las materias primas y los piensos puede dañar los aminoácidos, lo que provoca que algunos de ellos no estén disponibles desde el punto de vista nutricional. Esto es particularmente cierto en el caso de la lisina, que posee un grupo e-amin que puede reaccionar, por ejemplo, con los azúcares presentes en la dieta para producir compuestos que pueden ser parcialmente absorbidos por el intestino pero que no tienen ningún valor nutricional para el animal. En la llamada reacción de Maillard intervienen muchos factores diferentes: por ejemplo, el pH, los tipos de aminoácidos y azúcares, la temperatura, el tiempo o la presencia de oxígeno y de agua.
Los primeros productos de Maillard son derivados de la lisina estructuralmente alterados y designados compuestos de Amadori, mientras que los productos de Maillard posteriores se denominan melanoidinas. Estas no se pueden identificar en un análisis ordinario de aminoácidos, no interfieren en el análisis normal de la lisina ni influyen en los valores de digestibilidad calculados, sólo dan lugar a menores concentraciones de lisina en la muestra y, por tanto, menores cantidades de lisina absorbidas. Por otro lado, los compuestos de Amadori (primeros productos de Maillard) interfieren con el análisis de aminoácidos y proporcionan concentraciones inexactas de lisina en la muestra analizada. La lisina ligada a estos compuestos se denomina "lisina bloqueada" y no está disponible biológicamente porque es resistente a la descomposición enzimática gastrointestinal.
El método de la lisina reactiva estima la cantidad de lisina que no está ligada a ningún componente del pienso de manera que dificulte la digestibilidad o la disponibilidad de la lisina. Esta se llama "lisina reactiva" y puede ser absorbida y usada por el animal.
La determinación cuantitativa de lisina reactiva se fundamenta en transformar químicamente la lisina reactiva en homoarginina a través de una reacción de guanidinación usando o-metilisourea antes de que las muestras se hidrolicen con ácido durante el análisis de aminoácidos por HPLC. Posteriormente, se separa la lisina reactiva de la lisina no reactiva en el cromatograma durante el análisis de aminoácidos, ya que la lisina reactiva aparece como homoarginina, mientras que la lisina regenerada (no reactiva) aparece como lisina. La cantidad de homoarginina se convierte entonces en lisina en base molar para calcular la cantidad de lisina reactiva.
Para cada tipo de muestra es necesario optimizar las condiciones de derivatización en términos de pH y tiempo de reacción.
- J. Fontaine, U. Zimmer, P. J. Mourghan y S. M. Rutherfurd: "Effect of Heat Damage in an Autoclave on the Reactive Lysine Contents of Soy Products and Corn Distillers Dried Grains with Solubles. Use of the Results to Check on Lysine Damage in Common Qualities of These Ingredients". Journal of Agricultural and Food Chemistry (2007), 55, 10737-10743
Lisina reactiva/proporción de lisina
Cálculo de la proporción del contenido de lisina reactiva: el contenido total de lisina de un ingrediente para piensos proporciona información sobre el exceso de procesamiento. La proporción recomendada para un procesamiento adecuado es >90.
Ácido erúcico (C22:1n9)
Para evitar la oxidación del ácido erúcico (C22:1n9) y de otros ácidos grasos, se utiliza un método de extracción en frío con hexano. Los ácidos grasos extraídos se derivatizan en los correspondientes ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME) añadiendo hidróxido de trimetilsulfonio (TMSH). A continuación, los FAME se analizan mediante cromatografía de gases con detector por ionización de llama.
La determinación del perfil de ácidos grasos indica el contenido total en materia grasa de una muestra. El contenido mínimo en materia grasa de la muestra debe ser del 2 %.
- ASU L 13.00-27/3:2018-06, DIN EN ISO 12966-3:2016-11 (ácidos grasos, hidróxido de trimetilsulfonio, TMSH)
- ASU L 13.00-46:2018-06, DIN EN ISO 12966-4:2015-11 (cromatografía de gases con detector de ionización de llama, GC-FID)
Glucosinolatos
Los glucosinolatos (epiprogoitrina, glucobrassicina, glucoerucina, glucoiberina, gluconapina, gluconasturtina, glucorafanina, glucosinalbina, glucotropaeolina, progoitrina y sinigrina) se cuantifican mediante LC-MS/MS tras la extracción con metanol/agua en un baño de ultrasonidos, y se analizan mediante CL acoplada a espectrómetros de masa en tándem (LC/MS/MS).
La concentración de glucosinolatos totales se expresa sumando todos los contenidos de glucosinolatos. Los resultados se presentan en µmol/g.
Indicador de las condiciones de procesamiento (PCI)
El PCI integra los diversos factores de procesamiento insuficiente, adecuado o excesivo mediante un índice numérico. Tiene en cuenta varios factores antinutricionales, así como los efectos del daño por calor en el contenido de aminoácidos y la solubilidad de las proteínas. Se han desarrollado calibraciones NIRS para predecir el PCI de forma rápida y fiable.
Rangos de PCI:
- PCI de 0 a 10; sobreprocesado térmico
- PCI>10 hasta 20; procesado térmico normal
- PCI>20 hasta 30; procesado térmico deficiente
- Wiltafsky, M., Reimann, I., Fickler, J. y Rademacher-Heilshorn, M. (2018) Method for the determination of processing influences on the nutritional value of feedstuff raw materials. European Patent Office. Application number: 18156218.2
Evonik - Acidos grasos NIR
Ácidos grasos NIR
Usar grasas como ingredientes en los piensos tiene como objetivo principal incrementar su concentración energética, tanto por su mayor densidad calórica por gramo como porque mejoran la eficiencia energética del alimento. Al mismo tiempo, incorporar grasas en los piensos aporta otras ventajas colaterales, como mejorar las características de textura y palatabilidad, lo que facilita el proceso de granulación y la adición de determinados ingredientes.
Las grasas se componen de ácidos grasos (AG), que son ácidos orgánicos monocarboxílicos de cadena alifática, raramente libres, y casi siempre esterificando al glicerol. Son generalmente de cadena lineal y tienen un número par de átomos de carbono.
Los AG esenciales son de vital importancia en diferentes funciones metabólicas de los animales.
Nombre común y acrónimo de los ácidos grasos
Aunque existen muchos sistemas de nomenclatura para los AG, algunos de ellos no proporcionan información suficiente sobre su estructura. El nombre químico debe describirla claramente. A la hora de nombrarlos, se sigue una nomenclatura sistemática recomendada por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). El sistema de la IUPAC nombra los ácidos solamente sobre la base del número de átomos de carbono y el número y la posición de los dobles enlaces relacionada con el grupo carboxilo. También se identifican la configuración de dobles enlaces, la posición de cadenas ramificadas y los heteroátomos, entre otros rasgos estructurales. Pese a que la nomenclatura de la IUPAC es muy precisa y técnicamente clara, los nombres de los AG son largos. Por esta razón, y por simple comodidad, se ha optado por usar frecuentemente nombres comunes o históricos y notaciones abreviadas.
Los AG se subdividen en tres grupos según el grado de insaturación:
- Ácidos grasos saturados (AGS). No poseen dobles enlaces. Los AGS de la dieta suministran energía, son componentes estructurales de las membranas de las células y proporcionan la textura y la palatabilidad deseadas en los alimentos. Se encuentran principalmente en los alimentos de origen animal (carne y productos lácteos) y en ciertas grasas vegetales (aceite de palma y coco).
- Ácidos grasos monoinsaturados (MUFA). Cuentan con un doble enlace. En la naturaleza existen más de un centenar con configuración cis, pero la mayoría son componentes poco comunes. El ácido oleico es el más común y está presente en cantidades considerables en fuentes de origen animal y vegetal.
- Ácidos grasos poliinsaturados (PUFA). Poseen dos o más dobles enlaces y se agrupan en familias que se denominan indicando las posiciones de los dobles enlaces más cercanos al átomo de carbono omega de dichos ácidos (omega-6, omega-3).
El término "ácidos grasos esenciales" es un tipo de grasas que los animales pueden sintetizar y que deben ser aportadas por la alimentación. Principalmente se conocen dos tipos:
- Ácidos grasos omega 3: ácido alfa-linolénico, ácido eicosapentaenoico y ácido docosahexanoico
- Ácidos grasos omega 6: ácido gamma linoleico y ácido araquidónico
Determinación de AG
Para determinar el contenido de AG en los piensos y las materias primas, conocido como "perfil de ácidos grasos", se extraen los AG y se realiza el análisis químico mediante un procedimiento de derivatización y separación por cromatografía de gases con detector de ionización de llama.
Para evitar la oxidación de los AG se utiliza un método de extracción en frío con hexano. Los AG extraídos se derivatizan en los correspondientes ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME) añadiendo hidróxido de trimetilsulfonio (TMSH). A continuación, los FAME se analizan mediante cromatografía de gases con detector de ionización de llama.
La determinación del perfil de AG se expresa con base en el contenido total en materia grasa de una muestra (materia grasa con hidrólisis previa). El contenido mínimo en materia grasa de la muestra debe ser del 2 %.
El resultado de cada AG se presenta como el porcentaje del contenido total de cada AG en materia grasa (% de AG en materia grasa). La concentración de AG de la muestra (materia prima o pienso) (% de AG tal cual) se obtiene mediante la siguiente fórmula: