Analisi dei lipidi: estrazione a freddo, Soxhlet e accelerata con solvente

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Analisi dei lipidi negli alimenti

I lipidi sono uno dei principali costituenti degli alimenti e sono importanti nella nostra dieta per una serie di motivi. Sono una fonte importante di energia e forniscono nutrienti lipidici essenziali. Tuttavia, il sovra-consumo di alcuni componenti lipidici può essere dannoso per la nostra salute, ad es. Colesterolo e grassi saturi. In molti alimenti la componente lipidica gioca un ruolo importante nel determinare le caratteristiche fisiche generali, come il sapore, la consistenza, la sensazione e l'aspetto. Per questo motivo, è difficile sviluppare alternative a basso contenuto di grassi di molti alimenti, perché una volta rimosso il grasso si perdono alcune delle più importanti caratteristiche fisiche. Infine, molti grassi sono inclini all'ossidazione dei lipidi, che porta alla formazione di aromi e prodotti potenzialmente dannosi.

Come già visto, i lipidi sono presenti sia negli alimenti di origine vegetale che animale. Una distinzione pratica che possiamo fare in merito, è quella tra lipidi visibili ed invisibili.

I lipidi visibili sono semplicemente quelli che siamo in grado di vedere ad occhio nudo, come il grasso di deposito sul prosciutto e gli oli.

I lipidi invisibili invece sono quelli che non riusciamo a rivelare facilmente; ne sono un esempio i lipidi marmorizzati tra le fibre muscolari della carne, i lipidi del tuorlo d'uovo, del latte, e quelli impiegati nella preparazione di alcuni prodotti alimentari come i biscotti.

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Determinazioni analitiche e qualità del prodotto

Le determinazioni analitiche che vengono eseguite sui prodotti alimentari, sulle sostanze grasse tal quali o su quelle contenute negli alimenti, hanno lo scopo di stabilire la "qualità" del prodotto Attraverso la composizione si può controllare:

1. la rispondenza ai requisiti di legge, imposti sul prodotto;
2. la corrispondenza con il dichiarato sull'etichetta (genuinità, qualità, provenienza, ecc.);
3. il livello di conservazione (in buona parte);
4. la previsione o la conferma del comportamento reologico.

Il comportamento reologico posseduto da un alimento o impartito ad un prodotto alimentare che impiega la sostanza grassa come ingrediente, definisce in maniera obiettiva le caratteristiche organolettiche di struttura del prodotto in relazione al consumo (accettabilità da parte del consumatore, conservazione delle caratteristiche originali, ecc.).

Lo stato di conservazione della sostanza grassa di un prodotto alimentare è uno degli aspetti principali della qualità e, spesso, determina l'accettabilità del prodotto da parte del consumatore.

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Estrazione della frazione lipidica

Caratterizzazione dei lipidi

L'estrazione della materia grassa da una qualsiasi matrice sia essa animale o vegetale è il primo passo per la caratterizzazione dei lipidi di un alimento (latte, formaggio, carne, pesce e vegetali).

I lipidi presenti nei tessuti si trovano in diverse localizzazioni. I lipidi semplici (trigliceridi, digliceridi, ecc.) sono spesso sotto forma di grandi aggregati nei tessuti di deposito, da cui sono estratti, con relativa facilità. D'altra parte i lipidi complessi (fosfolipidi, sfingolipidi, gangliosidi) di solito sono costituenti delle membrane, dove si trovano in stretta associazione con composti come proteine e polisaccaridi, con cui interagiscono, e non sono così facilmente estraibili.

In generale i lipidi sono legati ad altri componenti cellulari con deboli forze idrofobiche o di Van der Waals, da legami idrogeno o legami ionici. Occorre quindi avere a disposizione un metodo analitico che permetta di estrarre quantitativamente la frazione lipidica senza alterarne la composizione. Le principali caratteristiche fisico-chimiche dei lipidi (" analita ") utilizzate per distinguerle dagli altri componenti negli alimenti (la "matrice") sono la loro solubilità in solventi organici, l'immiscibilità con l'acqua, le caratteristiche fisiche ( ad esempio, relativamente bassa densità)

Il metodo di estrazione deve essere in grado di:

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1. inibire l'azione di enzimi come lipasi e fosfolipasi, al fine di evitare fenomeni di degradazione lipolitica della materia grassa durante le varie fasi di analisi;
2. limitare il più possibile i fenomeni autossidativi durante l'estrazione (indotti generalmente dall'impiego di elevate temperature e da solventi non idonei);
3. estrarre in modo non selettivo tutti i costituenti della frazione lipidica;
4. separare i lipidi dai componenti a ridotta polarità (interferenti apolari), che potrebbero introdurre errori nelle successive determinazioni

Estrazione mediante solvente

Il fatto che i lipidi siano solubili in solventi organici, ma insolubili in acqua, fornisce un metodo conveniente per separare i componenti lipidici negli alimenti da componenti idrosolubili, come proteine, carboidrati e minerali. Infatti, le tecniche di estrazione con solvente sono uno dei metodi più comunemente utilizzati per isolare i lipidi dagli alimenti e per determinare il contenuto lipidico totale degli alimenti.

Selezione del solvente

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Il solvente ideale per l'estrazione dei lipidi estrae completamente tutti i componenti lipidici da un alimento, lasciando tutti gli altri componenti dietro. In pratica, l'efficienza dell'estrazione del solvente dipende dalla polarità dei lipidi presenti rispetto alla polarità del solvente. I lipidi polari (come i glicolipidi oi fosfolipidi) sono più solubili nei solventi polari (come gli alcoli), che nei solventi non polari (come l'esano). D'altra parte, i lipidi non polari (come i triacilgliceroli ) sono più solubili nei solventi non polari che in quelli polari.

Il fatto che diversi lipidi abbiano diverse polarità significa che è impossibile selezionare un singolo solvente organico per estrarli tutti. Pertanto, il contenuto lipidico totale determinato dall'estrazione del solvente dipende dalla natura del solvente organico utilizzato per effettuare l'estrazione:

L'efficienza dell'estrazione di un particolare tipo di lipide da un particolare tipo di solvente può essere quantificata da un coefficiente di ripartizione di equilibrio, K = c solvente / c acquoso , dove c solvente e c acquoso sono la concentrazione di lipide nel solvente e fase acquosa, rispettivamente.

Più alto è il coefficiente di ripartizione più efficiente è il processo di estrazione. La prima tappa per una analisi qualitativa o quantitativa dei lipidi è l'estrazione dalla matrice da esaminare (perché insolubili in acqua).

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Si usano miscele parzialmente idrosolubili di solventi organici (es. alcol-etere, metanolo-cloroformio), che solubilizzano i lipidi e li separano dagli altri componenti.

Metodi di estrazione

Estrazione:

• A caldo, è più completa, ma rischia alterazioni di alcune frazioni lipidiche per formazione di perossidi;
• A freddo, elimina gli inconvenienti della degradazione dei lipidi.

Estrazione a freddo Liquido/Liquido

Il procedimento di estrazione della frazione lipidica dalle matrici alimentari liquide più tradizionale è il metodo "Folch" (modificato), ovvero un'estrazione liquido-liquido (CHCl3/CH3OH = 2/1, attualmente CH2Cl2/CH3OH = 2/1) seguita dai tradizionali passaggi necessari ad ottenere una soluzione anidra dell'estratto totale in solvente organico.

Questi metodo si basano sulla miscelazione del campione e del solvente in un contenitore adatto, ad esempio un imbuto separatore .

Il contenitore viene agitato vigorosamente e il solvente organico e la fase acquosa possono separarsi (per gravità o per centrifugazione). La fase acquosa viene quindi decantata e la concentrazione di lipide nel solvente viene

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determinata facendo evaporare il solvente e misurando la massa di lipidi residua:

Estrazione semi-continua del solvente

Metodi di estrazione con solventi semi-continui sono comunemente usati per aumentare l'efficienza dell'estrazione lipidica dagli alimenti. Il metodo Soxhlet è l'esempio più comunemente usato di un metodo semi-continuo. Nel metodo Soxhlet un campione viene essiccato, macinato in piccole particelle e posto in un ditale poroso. Il ditale è posto in una camera di estrazione, che è sospesa sopra un pallone contenente il solvente e sotto un condensatore. Il pallone viene riscaldato e il solvente evapora e sale nel condensatore dove viene convertito in un liquido che scorre nella camera di estrazione contenente il campione. Alla fine, il solvente si accumula nella camera di estrazione e circonda completamente il campione. La camera di estrazione è progettata in modo tale che quando il solvente che circonda il campione supera un certo livello, trabocca e ritorna nel pallone di ebollizione. Quando il solvente passa attraverso il campione, estrae i lipidi e li trasporta nel pallone. I lipidi rimangono quindi nel pallone a causa della loro bassa volatilità. Al termine del processo di estrazione, che dura tipicamente alcune ore, il pallone contenente il solvente e il lipide viene rimosso, il solvente viene evaporato e viene misurata la massa di lipidi

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