Analisi degli alimenti

L’analisi degli alimenti mira ad accertare la qualità del prodotto, verificare l’applicazione delle normative, e la conformità agli standard alimentari nazionali e internazionali e ai requisiti di etichettatura dei nutrienti. L’analisi degli alimenti ha quindi lo scopo di caratterizzare i prodotti alimentari in termini di composizione chimica, tracciabilità, sicurezza, qualità, percezione sensoriale e valore nutrizionale.

Gli studi sull’analisi degli alimenti si concentrano principalmente sul valore nutrizionale del prodotto finale, sulla freschezza del cibo, sugli additivi, sui componenti tossici presenti spontaneamente nel prodotto o durante la lavorazione del cibo, sull’effetto di lavorazione o conservazione sulla composizione, e sulla consistenza e la qualità microbiologica degli alimenti.

Tramite l’analisi degli alimenti è possibile monitorare sia gli indicatori di qualità degli alimenti che i contaminanti alimentari come, ad esempio, pesticidi, micotossine, allergeni e additivi alimentari e, negli alimenti di origine animale antibiotici e ormoni. L’analisi degli alimenti mira alla determinazione, tra l’altro, del contenuto di acqua, grassi, fibre, nitriti o nitrati e la misurazione di micotossine e pesticidi o residui di erbicidi.

L’analisi degli alimenti non solo fornisce informazioni su composizione, aspetto, consistenza, sapore, durata di conservazione, sicurezza, lavorabilità e microstruttura, ma garantisce anche la qualità del prodotto.

Tecniche di analisi degli alimenti

Durante la lavorazione o la conservazione degli alimenti possono verificarsi fenomeni quali la fotodegradazione, degradazione termica e ossidazione dei componenti. I metodi analitici più comuni per la valutazione della qualità degli alimenti sono la spettrometria di massa (MS) solitamente accoppiata alla cromatografia liquida (LC) o gassosa nota come gascromatografia (GC), all’elettroforesi capillare (CE), alla spettroscopia infrarossa (IR) e alla spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR).

Oltre a questi metodi di analisi molecolare, per l’analisi degli alimenti vengono ampiamente utilizzati anche altri approcci metodologici di origine biologica, come la reazione a catena della polimerasi (PCR) e il test di immunoassorbimento enzimatico (ELISA).

La reazione a catena della polimerasi è un metodo quantitativo rapido ed economico per rilevare la presenza di segmenti di DNA mirati nei campioni che aiuta a determinare adulterazioni sia accidentali che intenzionali degli alimenti da parte di contaminanti biologici. La reazione a catena della polimerasi convenzionale è un processo ciclico che prevede fasi di denaturazione, ricottura ed estensione che raddoppia le sequenze target dopo ogni ciclo.

reazione a catena della polimerasi in tempo reale
reazione a catena della polimerasi in tempo reale

La reazione a catena della polimerasi in tempo reale è un processo automatizzato che affronta i limiti delle analisi alimentari tradizionali in termini di sensibilità, gamma di analiti, costo e tempo. La misurazione viene effettuata utilizzando il grafico di amplificazione che traccia i cambiamenti nell’intensità della fluorescenza rispetto al numero di cicli fornendo il numero del ciclo frazionario che indica il numero di cicli PCR in cui la quantità di prodotto di amplificazione supera il limite di soglia e genera una fluorescenza rilevabile al di sopra del rumore di fondo.

Il saggio immunoassorbente legato ad un enzima (Enzyme linked immunosorbent assay), il cui acronimo è ELISA, è un test immunologico comunemente utilizzato per misurare anticorpi,  antigeni, proteine  ​​e  glicoproteine descritto per la prima volta da Eva Engvall e Peter Perlmann nel 1971 utilizzato, tra l’altro,  nel controllo qualità.

Limite massimo di residui

Le varie legislazioni definiscono il divieto di particolari sostanze negli alimenti o un limite massimo di residui (MRL) che rappresenta il livello più alto di residuo di pesticida legalmente tollerato all’interno o sugli alimenti. Gli MRL hanno spesso basse concentrazioni e pertanto per la loro determinazione devono essere applicate metodologie analitiche accurate, sensibili e precise.

HPLC
HPLC

Nell’analisi degli alimenti diventa quindi sempre più comune l’uso della Cromatografia liquida ad altissime prestazioni (HPLC) che è un processo di separazione dei componenti in una miscela liquida più avanzato della cromatografia liquida (LC). La tecnica si basa su una fase mobile e una fase stazionaria per separare i componenti all’interno di una miscela. Una pompa ad alta pressione eroga la fase mobile attraverso il sistema. I composti con una maggiore affinità per la fase mobile migreranno attraverso la colonna più rapidamente e interagiranno meno con la fase stazionaria.

Una volta separati, un rilevatore misura la concentrazione degli analiti e li converte in segnali elettrici; la concentrazione di ciascun componente è proporzionale alla quantità eluita dalla colonna. Il tempo impiegato tra l’iniezione e la rilevazione, noto come tempo di ritenzione, è specifico per un dato insieme di condizioni cromatografiche e può essere confrontato con uno standard per l’identificazione.

Nel cromatogramma ottenuto ogni picco, identifica il costituente del campione rispetto ad uno standard e, come per tutte le tecniche cromatografiche, anche l’HPLC è una tecnica di tipo quantitativo in quanto l’area sottostante a ciascun picco è correlato alla quantità dell’analita.

Preparazione del campione nell’analisi degli alimenti

Gli alimenti costituiscono una matrice molto complessa e in genere vengono utilizzate diverse procedure per preparare un campione alimentare prima di sottoporlo ad analisi. Per preparare un campione rappresentativo, le matrici solide devono essere omogeneizzate e i campioni liquidi o gassosi devono essere adeguatamente agitati.

SPME
SPME

Il rapido isolamento degli analiti dalle matrici alimentari è particolarmente importante per ridurre al minimo o prevenire i cambiamenti nel campione associati all’attività enzimatica, all’ossidazione dei lipidi, alla crescita microbica e ai cambiamenti fisici che potrebbero verificarsi nei sistemi alimentari instabili.

Recentemente, la microestrazione in fase solida (SPME) è diventata una delle procedure di estrazione più utilizzate. La  microestrazione in fase solida  è un metodo di estrazione in cui l’estraente (liquido o solido) ha un volume sostanzialmente inferiore rispetto al campione. La SPME è effettuata mediante due fasi distinte: assorbimento del soluto dalla matrice del campione in uno spesso strato di silicone o relativo materiale adsorbente, seguito dal trasferimento degli analiti assorbiti in un sistema di ingresso per cromatografia mediante desorbimento termico o liquido.

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