Serena Calabrò » 2.Principi basilari dell'analisi chimica degli alimenti zootecnici

Introduzione

In questa prima lezione saranno spiegati i concetti di accuratezza e precisione.

Prelievo, preparazione e conservazione del campione di alimento da analizzare

Per qualsiasi analisi chimica di un campione di alimento effettuata in laboratorio è molto importante che l’operatore venga adeguatamente istruito su:

• La bilancia e le pesate dei campioni
• Gli apparecchi e gli strumenti impiegati per le analisi
• La manipolazione e la presentazione dei dati ottenuti
• La pulizia e l’ordine in laboratorio
• La conservazione dei dati ottenuti

Applicabilità delle varie tecniche → problematiche relative a:

• standardizzazione;
• adeguatezza e costo;
• salute e sicurezza.

Concetti di accuratezza e precisione II

La maggior parte dei laboratori analitici perde parte di questi principi elementari.

Tipi di errori

• determinati (es. dovuti agli strumenti, alle metodologie), sono costanti e possono essere indipendenti dalla grandezza della misurazione o essere proporzionali ad essa (es. bilancia non calibrata);
• indeterminati (es. dovuti all’operatore, all’eterogeneità dei campioni);
• la ripetibilità e la validità di una prova dipende da entrambi i tipi di errori.

È auspicabile identificare la fonte di errori (se quantificati, si può correggere) per poter minimizzare quelli sconosciuti.

Non ci sono regole valide per tutte le procedure. È importante capire il principio chiave del metodo, così può essere applicato a nuove situazioni che emergono.

Campionamento

Prelievo o campionamento

• Rappresentatività
• Strumenti
• Trasporto
• Alterazioni e contaminazioni
• Registrazione

Il campionamento è di fondamentale importanza non solo ai fini della significatività delle analisi, ma anche per il suo ruolo di supporto alle eventuali azioni legali di carattere tipicamente sanzionatorio.

Valutazione della qualità

• Nutrizionale
• Igienico-sanitaria
• Legislativa

Classificazione di mangimi secchi da campionare in funzione delle dimensioni delle particelle

Trasporto, Alterazioni o contaminazioni, Registrazione

Trasporto

• Contenitori adeguati (sacchetti di plastica, barattoli di vetro) e puliti.
• Campionare in breve tempo.
• Condizioni climatiche (frigo portatile).
• Evitare esposizione all’aria.

Alterazioni o contaminazioni

• Evitarle durante il prelievo, il trasporto, la preparazione e la conservazione.
• Muffe, terreno, impurità.

Registrazione

• Verbale di campionamento: data di arrivo in laboratorio, indicazioni sul richiedente, assegnazione numero/codice, azienda di provenienza, area geografica, animali a cui è destinato l’alimento, informazioni utili alla comprensione dei risultati (es. condizioni climatiche, osservazione di zone alterate, ecc.).
• Destinazione dei campioni: indicazioni delle analisi necessarie.

Prelievo del campione

In alimentazione animale esiste un ampio range di matrici (es. alimenti, diete miste, materiale digerito, feci).

Selezionare un campione rappresentativo è fondamentale per eseguire una valutazione attendibile dell’alimento.

Esistono metodi standardizzati (es. ISO, CEE) per il prelievo dei vari tipi di alimento (es. per i foraggi: punto, modalità, grandezza, appropriato numero di aliquote) che tengono conto:

• della consistenza della partita da esaminare;
• del tipo di prodotto da sottoporre ad analisi;
• del tipo di controllo da eseguire.

È importante considerare le informazioni specifiche relative alle procedure analitiche da eseguire (procedure ufficiali e buon senso) e minimizzare le perdite o la distruzione dei composti di interesse.

Preparazione del campione

Modificare il campione in modo da renderlo adatto per le analisi

• lavaggio (SI/NO);
• essiccazione in stufa (importante per gli insilati correggere per le sostanze volatili);
• liofilizzazione;
• macinazione: differente griglia, azione del calore (dannosa per i composti termolabili);
• filtrazione;
• estrazione in solventi o acqua;
• idrolisi;
• digestione.

Es. per le analisi chimiche standard il campione umido viene essiccato in stufa a 65°C per 48 h; tutti i campioni vengono macinati con griglia 1,1 mm, prima di essere sottoposto ad analisi.

Conservazione del campione

Bisogna considerare i cambiamenti della struttura chimica o cambiamenti strutturali (es. vitamine, enzimi) che possono avvenire durante la conservazione.

Molti fattori accelerano i processi di degradazione:

• calore
• luce UV
• pH

Può ritenersi necessaria una conservazione particolare [Es. → conservazione in freezer (da -10°C a -20°C)]

Analisi chimica II

Principi: alcuni strumenti si basano sulla luce, UV-IR, assorbita o emessa da alcuni composti (es. minerali) altri sulla separazione di composti presenti in miscele complesse con l’interazione di una fase stazionaria (es. acidi organici in HPLC).

Operatore: training, responsabilità, buona conoscenza dei composti che si stanno ricercando, dal prelievo al calcolo.

Calibrare prima correttamente gli strumenti (bilance, pipette, pH-metro, HPLC) impiegando uno standard interno ed esterno (meglio se preparati da due operatori); valutare la frequenza di calibrazione.

Programmare test inter-laboratori, identici campioni in differenti laboratori con analisi statistica dei risultati ottenuti.

• Manipolazione e presentazione dei dati: prendere i dati generati da una prova e presentarli in una forma chiara che risulti di facile interpretazione per chi li ha richiesti (es. cliente). Importanza dell’unità di misura: ppm, %, g/kg, sulla sostanza secca (meglio perché l’umidità può cambiare) o sul tal quale.
• Garantire sempre la pulizia in laboratorio per evitare contaminazioni; soprattutto se si determinano composti presenti in piccole quantità (es. per amminoacidi e zuccheri impiegare i guanti per evitare di determinare anche quelli presenti sulla pelle). Importante anche impiegare detergenti appropriati che non contaminino la vetreria (es. a base di fosfati).
• La corretta registrazione e conservazione dei dati ottenuti può aiutare a spiegare il significato di risultati inattesi. È un prerequisito per l’accreditamento.

Accuratezza e costo delle tecniche

Sebbene la caratterizzazione dei foraggi è più accurata quando condotta con studi in vivo, le preoccupazioni del pubblico e gli elevati costi associati a tali procedure hanno reso necessario lo sviluppo di tecniche in vitro.

I metodi in vitro vengono costantemente modificati, adattati e, in definitiva, sostituiti da metodi più veloci, economici ed accurati da imprese commerciali, che utilizzano servizi di consulenza ufficiali e di analisi chimiche.

In futuro, la scelta del tipo di analisi sarà influenzato dall’uso che deve essere fatto sulle informazioni generate.

Precisione, velocità e costo di analisi avranno importanza diversa, a seconda se il cliente è un ricercatore, un operatore commerciale o un agricoltore.

Il Paese sarà anche determinante in tale scelta:

• Nei paesi in via di sviluppo, viene incoraggiato l’impiego di metodiche semplici di valutazioni di valore nutritivo (es. rapporto foglia-radice, colore, odore).
• Nei paesi sviluppati, la tecnica NIRS combina molti vantaggi e sarà utilizzata sempre di più.

Necessità di standardizzare

In aggiunta alle standardizzazioni intra-laboratorio, è imperativo che si sviluppino standardizzazioni inter-laboratori delle procedure di laboratorio per facilitare il confronto dei risultati provenienti da diversi centri di ricerca.

La necessità di coinvolgere un maggior numero di laboratori e l’anello per assicurare che i test (ring-test) siano accurati, procedure standardizzate vengono impiegate anche nelle industrie produttrici di mangimi.

La standardizzazione si può raggiungere mediante l’introduzione di un sistema di accreditamento (Sinal e ISO 9002), per cui i risultati del laboratorio saranno considerati accettabili solo se il laboratorio è accreditato per la prova in questione.

Se un tale sistema non è introdotto, i laboratori utilizzano tecniche meno precise e generano risultati fuorvianti

La validità del confronto tra i risultati analitici di laboratori che impiegano diverse tecniche rimangono discutibili.

Sicurezza in laboratorio

L’esame formale degli aspetti legati alla salute e alla sicurezza delle tecniche di laboratorio è relativamente nuovo.

I datori di lavoro ai sensi di legge (D.L. 626/94) hanno l’obbligo di garantire, per quanto ragionevolmente possibile, la salute, la sicurezza e il benessere dei propri dipendenti sul posto di lavoro.

I regolamenti richiedono una valutazione del rischio che deve essere realizzato su ciascuna sostanza utilizzata per una determinata tecnica.

La valutazione include il limite di esposizione professionale della sostanza, se è corrosivo, irritante, cancerogeno, mutageno, teratogeno, neurotossico, allergenico e se colpisce il sistema nervoso centrale.

Inoltre, la valutazione identifica:

• le precauzioni necessarie per la manipolazione delle sostanze;
• le misure di controllo per il suo utilizzo (norme speciali o ‘buone pratiche di laboratorio);
• le procedure di primo soccorso;
• le azione in caso di incendio.