Nitrógeno y Proteína Bruta Análisis de Alimentos

En un análisis elemental de un alimento, lo más frecuente y menos complejo es investigar la proteína bruta de los diferentes aminoácidos o proteínas específicas. No obstante, los procedimientos más utilizados no determinan directamente esta proteína, sino el contenido en nitrógeno, que se expresa como nitrógeno total y que se obtiene mediante una combustión líquida en la que, en un primer paso, el nitrógeno de la muestra se convierte en sulfato amónico, el cual luego se transforma en amoniaco. Este amoniaco se destila y se valora en una solución ácida normalizada.

Esta técnica desarrollada por Kjeldahl, se ha convertido en método de referencia con múltiples modificaciones. Determina la materia nitrogenada total, que incluye tanto al nitrógeno proteico como al no proteico.

La proteína bruta se halla multiplicando el nitrógeno total (N) por un factor, que se ha calculado considerando los componentes básicos de un gran número de muestras del mismo alimento, y expresando el resultado como proteína. Alguno de estos factores, universalmente
aceptados, son los siguientes.

Factor General: 6,25
Leche y Derivados: 6,38
Harina de Trigo: 5,70
Gelatina: 5,55
Arroz: 5,95
Huevos: 6,68
Productos de soja: 6,00

La técnica más utilizada es el método Kjeldahl.

Método Kjeldahl

Este método se trata de una volumetría. El método puede resumirse en tres etapas:
a) Digestión de la muestra con ácido sulfúrico concentrado en presencia de catalizadores que aceleran el proceso, aumentando el punto de ebullición del ácido. Con esta digestión, transformamos el nitrógeno (en su mayor parte orgánico) en sulfato amónico (nitrógeno amoniacal).

Pasamos a medio alcalino mediante la adición de hidróxido sódico concentrado, y se destila el nitrógeno en forma de amoniaco en corriente de vapor de agua. NH4⁺ + OH^- → NH3↑.

b) El amoniaco desprendido se recoge sobre un exceso de ácido. NH₃ + H₂SO₄ (exceso) → (NH₄)₂SO₄.

c) Por ultimo se valora el exceso de ácido mediante una base. H⁺ + OH^- → H₂O.

Con este método, podemos calcular el porcentaje de nitrógeno en la muestra. Multiplicando por un número que varía según el alimento, podemos estimar el porcentaje de proteínas.

La desventaja de este método es que se determina todo tipo de nitrógeno en la muestra, así, si un alimento tiene muchas bases nitrogenadas, el porcentaje de proteína se estima por encima del valor real. La principal ventaja es que es un método rápido y además, económico.

Método Dumas
En este método se hace una combustión de la muestra (entre 700 y 800ºC) y el nitrógeno procedente de esta combustión se separa y cuantifica mediante cromatografía de gases con detector de conductividad térmica.

De este modo, podemos estimar la cantidad de nitrógeno en la muestra, hallar su porcentaje multiplicando por n factor, calcular el número de proteínas.

En este método, al igual que en el anterior, se determina todo tipo de nitrógeno en la muestra, por lo que en ocasiones, el porcentaje de proteína se estima por encima del valor real. Además, en este caso, el aparato es caro. Como ventaja tiene que es un método rápido.