Bromatologia – co warto o niej wiedzieć?

Bromatologia zajmuje się badaniem jakości żywności i jej wpływem na organizm człowieka. Swoim zakresem obejmuje analizę składu chemicznego, wartości odżywczych, a także strawności i przyswajalności poszczególnych składników. Bada zarówno pozytywny, jak i negatywny wpływ żywności. Dostarcza także wiedzy na temat roli, jaką spożywane jedzenie, a przede wszystkim jego jakość, odgrywa szczególnie w pierwszych latach życia człowieka, kiedy w dużej mierze odpowiada za wzrastanie, rozwój i zdrowie ludzkie. Formułuje podstawy racjonalnego żywienia oraz aspekty prozdrowotne poszczególnych rodzajów diet. Ponadto bromatologia szeroko bada składniki antyodżywcze i zanieczyszczenia żywności, które negatywnie wpływają na jakość odżywiania, a co za tym idzie – ogólną kondycję organizmu.

Pobieranie i przygotowywanie próbek żywności do analizy chemicznej

Żywność stanowi trudny materiał do oznaczania jakościowego i ilościowego poszczególnych składowych. Przyczyną tego jest skomplikowana matryca, która jest zbiorem niejednorodnych substancji chemicznych. Przystępując do pobierania próbek żywności, należy postępować tak, aby zebrany materiał był reprezentatywny w stosunku do np. całej partii. Ważne jest pozyskanie próbek, które będą charakteryzować właściwości organoleptyczne, fizykochemiczne i mikrobiologiczne całości. Pobieraniem zajmuje się zawsze tylko przeszkolona do tego osoba, zachowująca wszelkie środki ostrożności przed zanieczyszczeniem materiału do badań (dobór pojemnika na próbkę, sposób pobrania, utrwalenie próbki, właściwe etykietowanie pojemnika z materiałem, transport z zapewnieniem właściwych warunków temperatury i wilgoci). Odpowiednio pobrane próbki poddawane są następnie przygotowaniu do analizy. Najczęściej w pierwszym etapie są homogenizowane, w celu ujednorodnienia. Następnie odbywa się fizyczna i/lub chemiczna obróbka materiału, podczas której anality zostają wydzielone z matrycy i derywatyzowane do form, umożliwiających zastosowanie określonej procedury analitycznej.

Oznaczanie wybranych składników odżywczych

Węglowodany

Oznaczanie zawartości węglowodanów w materiale spożywczym opiera się na wykorzystaniu ich właściwości redukcyjnych czy zdolności do skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego. Można wtedy wykorzystać metody, takie jak: densytometria, refraktometria czy polarymetria. Obecnie największe znaczenie w analizie węglowodanów mają metody chromatograficzne. Doskonale sprawdzają się w przypadku badania produktów mięsnych, mlecznych oraz miodu, ze względu na ich szybkość, selektywność i czułość. Głównie wykorzystywana jest wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC). Najczęściej stosowane detektory, w przypadku analizy węglowodanów za pomocą HPLC, to: detektor współczynnika załamania światła (RI), rozproszenia światła (ELSD) oraz wolamperometryczny (PAD). Ponadto, oprócz wymienionych powyżej metod, do analizy węglowodanów w żywności wykorzystuje się elektroforezę kapilarną. Jako przykład oznaczenia węglowodanów można podać metodę Lane-Eynona, która stosowana jest np. do określania zawartości cukrów redukujących w miodach pszczelich. Polega na bezpośrednim miareczkowaniu soli miedziowej badanym roztworem cukru. Wskaźnikiem w tym przypadku jest błękit metylenowy. Analogiczne oznaczenie wykonuje się także z wykorzystaniem wspomnianej wcześniej metody HPLC (np. z detektorem refraktometrycznym – RI). Roztwór wodny badanej próbki miodu jest rozdzielany na kolumnie wypełnionej żelem krzemionkowym, modyfikowanym grupami aminowymi. Anality identyfikowane są poprzez porównanie z czasami retencji wzorców.

Białka

W warunkach laboratoryjnych zawartość białka wyznacza się, stosując np. metodę Kjeldahla. W pierwszym etapie próbkę poddaje się mineralizacji w stężonym kwasie siarkowym (VI) i w obecności dodatków. Następnie powstały siarczan (VI) amonu alkalizuje się, w celu wydzielenia amoniaku. Jest on następnie oddestylowywany do roztworu kwasu ortoborowego i miareczkowany za pomocą mianowanego roztworu kwasu chlorowodorowego. Znacznie większe znaczenie w analizie białek mają jednak metody elektroforetyczne. Z wykorzystaniem elektroforezy kapilarnej (często wraz z detekcją spektrofotometryczną) można analizować mleko krowie, kozie czy owcze, np. badając obecność mleka w proszku lub innego gatunku mleka w świeżym produkcie. Poza tym metoda ta nadaje się do oznaczania zawartości białek w jajach kurzych, orzeszkach ziemnych, pszenicy, owsie czy ryżu.

Tłuszcze jadalne

Zawartość tłuszczy najczęściej oznacza się w takich produktach, jak: nabiał, ryby i owoce morza, orzechy oraz oleje roślinne. Procedura ilościowego wyznaczenia masy tłuszczu zazwyczaj w pierwszej kolejności polega na wyekstrahowaniu pożądanych składników z matrycy. Dobrym ekstrahentem w tym przypadku jest eter naftowy lub etylowy. Następnie wykorzystuje się takie metody, jak: refraktometria, densytometria lub metody wagowe. Jedną ze stosowanych metod jest tzw. metoda Gerbera. Polega ona na wydzieleniu tłuszczu, np. z mleka, mięsa czy sera, a następnie pomiarze jego objętości. Wynik odczytywany jest ze skali butyrometru, gdzie jedna podziałka skali to 1% tłuszczu. Inną możliwością jest zastosowanie spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR), np. do wyznaczenia zawartości tłuszczu w majonezie. Dokonuje się rejestracji widma próbki, stosując technikę całkowitego, wewnętrznego odbicia (ATR). Uzyskane wyniki można porównać z krzywą wzorcową i w ten sposób wyznaczyć ilość analizowanego składnika.