Determinazione delle fibre in alimenti e mangimi
La determinazione della quantità di fibre è importante, sia negli alimenti che nei mangimi, per ragioni nutrizionali.
Ciò detto, l’analisi della fibra grezza nei mangimi è diversa dall’analisi della fibra alimentare negli alimenti. La fibra alimentare comprende sia la parte solubile che quella insolubile degli alimenti di origine vegetale, mentre la fibra grezza è la parte insolubile della parete cellulare delle piante e ne descrive i componenti (tra cui cellulosa, emicellulosa, lignina), che non sono digeribili, quindi la porzione del mangime non utilizzabile energeticamente dagli animali. Anche se non può essere digerita, la fibra grezza stimola la digestione ed è fondamentale per la salute dell’intestino degli animali.
Metodi per la determinazione del contenuto di fibra
Esistono tre metodi per la determinazione della fibra: fibra grezza (CF), fibra al detergente neutro (NDF) e fibra al detergente acido (ADF).
Sebbene la fibra grezza sia la più comune, non fornisce informazioni precise sui diversi segmenti del campione, in quanto nel processo di analisi alcune parti dell’emicellulosa e della cellulosa non sono completamente disciolte, a seconda del tipo e del contenuto di fibre del campione.
I metodi ADF e NDF consentono di ottenere maggiori informazioni su questi componenti, utilizzando detergenti specifici per disgregare le pareti cellulari vegetali in composti cellulari poco digeribili (emicellulosa, cellulosa e lignina) e composti cellulari altamente digeribili (amido e zuccheri).
Tutti questi metodi sono eseguibili con l’analizzatore di fibre FiberROC di OPSIS LiquidLINE, conforme ai metodi standard ufficiali sviluppati da Weende e van Soest.
Fibra grezza (CF)
La fibra grezza viene determinata fin dal 19° secolo, con i primi risultati che risalgono al 1860. Ad oggi il metodo dispone sicuramente di una serie di automazioni e tecnologie all’epoca impensabili, ma il principio di base non è poi così differente.
La determinazione della fibra grezza si esegue seguendo il metodo di Weende, una delle analisi chiave nell’industria dei mangimi. I campioni vengono trattati con H2SO4 all’1,25% per rimuovere zuccheri e amido, e con NaOH alla stessa concentrazione per rimuovere le proteine e parte della emicellulosa e della lignina. Il tempo di ebollizione è di 40 minuti con ciascun reagente. Una volta completata l’analisi, i campioni vengono essiccati e inceneriti per la determinazione gravimetrica.
Fibra al detergente neutro (NDF)
La determinazione della fibra al detergente neutro è un’analisi estesa della fibra grezza, che fornisce informazioni aggiuntive sulle diverse segmentazioni presenti nel campione inventato da Van Soest. Il campione viene trattato per 60 minuti in un detergente neutro insieme all’alfa amilasi termostabile per rimuovere zuccheri, amidi e pectina. Alla fine di questo processo si ottengono tutte le componenti della fibra poiché le parti di emicellulosa e cellulosa sono disciolte.
L’operatore prima di chiudere il sistema può scegliere se aggiungere l’amilasi manualmente oppure fare in modo che sia l’analizzatore di fibre ad aggiungerne una prima parte preventivamente diluita.
Nel metodo NDF c’è la possibilità di utilizzare un reagente opzionale, il solfito di sodio, che viene aggiunto per rimuovere le proteine dai campioni. Tuttavia, tale aggiunta potrebbe comportare la perdita di una porzione del contenuto di fibre (lignina) e pertanto, pur essendo indicato nei metodi ufficiali, può essere omesso e sostituito con una procedura di determinazione Kjeldahl. Quest’ultima metodologia implica un periodo di ebollizione di circa 75 minuti per la valutazione delle fibre.
Fibra al detergente acido (ADF)
Per la determinazione della fibra detergente acida, i campioni vengono trattati con una soluzione detergente acida (ADS) per rimuovere emicellulosa, proteine e grasso. La determinazione delle fibre con questo metodo prevede un tempo di ebollizione di circa 60 minuti.
Lignina Detergente Acido (ADL)
La fibra rimanente nel campione contiene cellulosa e lignina. Un metodo per determinare la lignina è noto come ADL (Lignina Detergente Acido) e viene utilizzato acido solforico al 72% (12 M) per sciogliere la cellulosa in modo da poter determinare la quantità di lignina.
Analisi sequenziali
È possibile eseguire in sequenza le tre analisi NDF, ADF e ADL partendo dalla determinazione NDF alla fine della quale si utilizzano gli stessi sacchetti e si esegue un’analisi ADF. Dopo il calcolo dei risultati dell’ADF, il passaggio finale consiste nell’eseguire manualmente l’analisi ADL, come descritto in precedenza.
Strumentazione
La scelta del metodo analitico è essenziale e varia in base agli obiettivi specifici e ai requisiti normativi.
Il FiberROC Auto di OPSIS LiquidLINE è un sistema automatico per la determinazione delle fibre grezze e delle fibre detergenti, che consente il monitoraggio remoto e garantisce l’efficienza per gestire lotti di grandi dimensioni a basso costo.
Per analizzare il contenuto di fibre con FiberROC Auto, il campione deve essere macinato e omogeneizzato accuratamente, quindi pesato e trasferito nei sacchetti adatti a questo tipo di analisi. È possibile gestire fino a 27 campioni simultaneamente, con pesi variabili a seconda del metodo utilizzato. I sacchetti vengono impilati e collocati all’interno dello strumento, dove vengono aggiunti i reagenti e avviata la fase di ebollizione. I tipi di reagenti e i tempi di ebollizione sono determinati dal metodo prescelto. Al termine della fase di ebollizione, i sacchetti vengono essiccati e inceneriti per consentire l’analisi gravimetrica, nel caso si debba determinare la fibra grezza.