Proteínas: Métodos de Evaluación y Calidad Nutricional

1. ¿Qué mide el método Kjeldahl?

En esta técnica se digieren las proteínas y otros componentes orgánicos de los alimentos en una mezcla con ácido sulfúrico en presencia de catalizadores. El nitrógeno orgánico total es convertido en sulfato de amonio. La mezcla digerida se neutraliza con una base y se destila posteriormente en una solución de ácido bórico. Los aniones del borato así formado se titulan con HCl estandarizado, lo que permite cuantificar el nitrógeno de la muestra. El resultado representa el contenido de proteína cruda del alimento, ya que el nitrógeno también proviene de componentes no proteicos.

2. ¿A qué se le llama Nitrógeno Total y Nitrógeno Proteico?

Al determinar el contenido de nitrógeno en un sistema biológico, este se denomina nitrógeno total. Al emplear este dato para calcular el porcentaje de proteína del sistema, esta se califica de “cruda”.

La determinación del nitrógeno sigue siendo el método analítico más útil para cuantificar la fracción de proteínas sin interferencias de carbohidratos y lípidos.

En el desempeño profesional, si se desea conocer el porcentaje de proteína, se determina el contenido de nitrógeno total en la muestra objeto de estudio. Luego, se precipita la fracción de proteínas y se cuantifica el nitrógeno no proteico del sobrenadante. La diferencia con el contenido de nitrógeno total permite establecer el contenido de nitrógeno proteico.

Para calcular el contenido de proteína cruda en función del contenido de nitrógeno total, se recurre al factor de conversión, definido según el tipo de alimento. Este factor representa el contenido de nitrógeno por cada 100 g de proteínas en dicho sistema. El factor 6,25 es el más comúnmente usado.

3. ¿Qué métodos se utilizan para la evaluación de la proteína verdadera en un alimento?

El procedimiento de referencia Kjeldahl determina la materia nitrogenada total, que incluye tanto las no proteicas como las proteicas verdaderas. Sin embargo, para determinar la proteína verdadera se requiere una hidrólisis con TCA (ácido tricloroacético) por 24 horas a 4 °C antes de la digestión.

4. Describe con tus propias palabras qué entiendes por evaluación de la calidad nutritiva de proteínas.

La evaluación de la calidad nutritiva de las proteínas es el estudio de las proteínas que componen los alimentos, basado en los requerimientos de aminoácidos esenciales. Su objetivo es determinar qué proteína tiene mayor valor biológico para el organismo, lo que influye en la clasificación de las proteínas como de buena o mala calidad.

5. Históricamente, ¿cuáles han sido los métodos utilizados para la evaluación de la calidad nutritiva de las proteínas? Describe cada uno de los métodos.

Método de Dumas

Fundamento: Se caracteriza por la pirólisis completa de la muestra y la medición del contenido de nitrógeno de los gases de combustión. El nitrógeno puede ser medido con manómetro después de absorber el dióxido de carbono en una solución alcalina o por conductividad térmica en métodos automatizados.

Método de Biuret

La reacción se caracteriza por una coloración púrpura cuando los iones cúpricos son acomplejados por los enlaces peptídicos a pH alcalino. El matiz del color depende del tipo de proteína y su intensidad depende del contenido de proteína presente.

Método «Dye-Binding»

Se caracteriza por la formación de un coágulo de proteína, coloreado e insoluble, producto de la reacción de la proteína con una solución coloreada de ácido sulfónico a pH 2. El anión coloreado se une por asociaciones electrostáticas a los sitios básicos de la proteína, por ejemplo, a los grupos ε-amino de lisina, guanidina de arginina, imidazol de histidina y grupos amino terminales. Además, se producen atracciones intermoleculares por interacciones hidrofóbicas entre la proteína y la mitad no iónica del anión, y entre el anión unido a proteína y la mitad no iónica del anión en solución.

El coágulo se separa por filtración y se mide colorimétricamente el exceso de tinte en el sobrenadante. Esta medida se relaciona con el contenido de proteína. Lectura a 595 nm.

Consideraciones: El método es empírico, por lo que se debe buscar la concentración de tinte ideal que sature la proteína y forme el coágulo sin perder sensibilidad.

Método de Destilación Alcalina

Fundamento: La hidrólisis de las amidas en medio alcalino fuerte da origen a amoníaco, el cual es destilado y cuyo valor se relaciona con el contenido de proteína. Se ha encontrado que el rendimiento de amonio es altamente reproducible para una proteína dada.

Método de Lowry

Reactivo: Ácido fosfomolíbdico-fosfotúngstico.

Fundamento: Cuando se agrega reactivo de Folin a una proteína, esta se reduce a un complejo azul de molibdeno por la oxidación de los aminoácidos tirosina, triptófano, cistina, cisteína e histidina. Lectura a 750 nm.

Método de Titulación con Formol

Fundamento: A la muestra neutralizada con álcali se le agrega formaldehído en exceso, el cual reacciona con cada grupo básico de lisina y arginina. El exceso de formaldehído se neutraliza con un exceso de álcali estándar, el cual se titula y se relaciona con el contenido de proteína.

6. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los métodos químicos para la determinación de la calidad nutritiva de las proteínas?

Ventajas

• Ofrecen información valiosa acerca del valor nutricional de las proteínas y permiten explicar la integralidad de los fenómenos observados en el organismo animal.
• Se controlan mejor los distintos parámetros y variables, y son convenientes para responder a preguntas específicas.
• Ahorro por concepto de animales, alimentos, mantenimiento y personal encargado de la actividad.
• Son relativamente simples y más flexibles.
• Se desarrollan más rápidamente y son susceptibles de ser automatizados.
• Apropiado para varios tipos de productos.
• Alta fiabilidad.
• Usado como método de referencia.

Desventajas

• La respuesta del color varía de acuerdo con el tipo de proteína.
• La intensidad del color no es estrictamente proporcional a la concentración de proteína.
• Los iones potasio, magnesio, EDTA e hidratos de carbono interfieren en la reacción.
• Se ha encontrado poca aplicación en el análisis de alimentos debido a la presencia de interferentes como azúcares reductores que reducen el ión cúprico en medio alcalino, produciendo resultados insatisfactorios. Ejemplo: leche.
• Interfieren compuestos nitrogenados no proteicos.
• Uso de catalizadores tóxicos o caros.
• Elección del factor de conversión.

7. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los métodos biológicos para la determinación de la calidad nutritiva de las proteínas?

Ventajas

• No se pierden las muestras.
• Bastante específico para proteínas.
• Presenta pocas interferencias.
• Es económico.
• Aplicable a todo tipo de alimentos.
• Relativamente simple.
• Preciso.
• Es el método oficial para medir el contenido de proteína cruda.

Desventajas

• Interfieren muchos compuestos que absorben en el UV.
• Tiene poca sensibilidad.
• Mide el nitrógeno orgánico total, no solo el nitrógeno proteico.
• Consume mucho tiempo.