Solubilidad proteica en hidróxido de potasio (KOH) – Kjeldahl y Dumas

Método basado en ISO 14244:2014 - Harina de semillas oleaginosas - Determinación de proteínas solubles en solución de hidróxido de potasio y VDLUFA Methodenbuch Band III 20.2

Solubilidad de las proteínas en KOH - Un factor clave para la calidad de los piensos y el bienestar animal

La solubilidad proteica en hidróxido de potasio (Koh) es un parámetro de calidad decisivo para los piensos ricos en proteínas. En el caso concreto de la soja, una fuente proteica fundamental en la alimentación animal, este valor proporciona información sobre la digestibilidad y el valor fisiológico de la proteína. Dado que la soja, además de aminoácidos de alta calidad, también contiene factores antinutritivos (compuestos naturales o sintéticos presentes en los alimentos o piensos que pueden inhibir o impedir la absorción de nutrientes en el organismo), es necesario someterla a un tratamiento térmico específico. Procesos como el tostado, el vaporizado o la extrusión mejoran la estructura de las proteínas y reducen los componentes antinutritivos. La solubilidad de las proteínas en KOH sirve como medida de la eficacia de estos métodos de procesamiento.

Solubilidad de la proteína KOH	Evaluación de la calidad de la proteína
< 70%	Daños por sobrecalentamiento (las proteínas se desnaturalizan, son menos solubles y menos digeribles)
78-85%	Óptimo
> 85%	Posible tratamiento térmico inadecuado (las sustancias antinutritivas como los inhibidores de la tripsina no se destruyen, digestibilidad más pobre)[i]

^{Fuente: Van Eys J.E., Offner A., Bach A. Manual of Quality Analyses for Soybean Products in the Feed Industry. 2nd ed. American Soybean Association; Bruselas, Bélgica: 2004}

La prueba se basa en la determinación de la proporción soluble de la proteína en una solución de KOH al 0,2 %. Los valores más altos indican una buena disponibilidad y digestibilidad, mientras que los valores más bajos pueden indicar un sobrecalentamiento o un procesamiento insuficiente. Este indicador es especialmente importante en la industria de los piensos, para evaluar la calidad de la harina de soja y otras fuentes de proteínas. Mediante controles de laboratorio específicos, se puede maximizar la absorción de nutrientes y optimizar la conversión alimentaria.

Otra ventaja del control en laboratorio: Se pueden reducir o incluso evitar por completo los ensayos con animales. El análisis en el laboratorio permite garantizar de antemano la calidad y la digestibilidad del pienso, lo que supone un paso importante hacia una mayor bienestar animal y sostenibilidad en la producción de piensos.

Sin embargo, la solubilidad de las proteínas en KOH va más allá del control de calidad: En el cálculo de piensos compuestos, sirve como una base sólida para la optimización de la ración. Una buena solubilidad está directamente relacionada con la digestibilidad, un factor esencial para el crecimiento y la salud de los animales de granja. En combinación con indicadores como la actividad inhibidora de la tripsina (TIA) o la actividad de la ureasa, se obtiene una imagen completa de la calidad de las proteínas y la intensidad del procesamiento.

Los métodos estandarizados, como la norma ISO 14244 y el manual de métodos VDULFA, volumen III 20.2, garantizan una alta reproducibilidad de los resultados. El análisis se realiza normalmente mediante el método Kjeldahl o Dumas, que cuantifican con precisión el contenido de nitrógeno de los componentes proteicos solubles. Por lo tanto, la solubilidad de las proteínas en KOH no solo es una herramienta indispensable para garantizar la calidad, sino que también contribuye de manera significativa a optimizar el aporte nutricional y a promover el bienestar animal.

El método - aplicación Kjeldahl

Preparación de la muestra y pesaje
Moler la harina de soja con un tamiz, pesar 1,5 g y verterla en un vaso de precipitados. Se añaden 75 ml de solución de hidróxido de potasio y se agita la muestra durante 20 minutos a velocidad mínima. A continuación, el líquido se centrifuga en un tubo de centrífuga durante 10 minutos a una aceleración relativa de 800 g o, alternativamente, se filtra durante un tiempo de entre 20 y 60 minutos. Inmediatamente antes del pesaje, la muestra se agita de nuevo a fondo. Se añaden 25 ml de la alícuota del filtrado al tubo para la digestión. Cada alícuota corresponde entonces a 0,5 g de la muestra molida originalmente.

Nota de aplicación: El tamaño de las partículas de la muestra influye en el resultado del análisis.
Nota de aplicación: Si el contenido de grasa es superior al 5 %, la grasa debe eliminarse mediante extracción en frío.

Digestión
La muestra se introduce en un tubo de digestión junto con una tableta KJELCAT (CU 5,0 g K2SO4 x 5 H2O) y ácido sulfúrico (20 ml). A continuación, la muestra se descompone con los parámetros indicados para los aparatos de digestión (KJELDATHERM o TURBOTHERM). Los vapores ácidos se neutralizan mediante lavadores de gas (TURBOSOG o VACUSOG).

Nota de aplicación: El lavador de gases debe permanecer encendido durante unos 30 minutos después de retirar la gradilla.

Destilación y valoración
Una vez enfriada la muestra, se lleva a cabo una destilación por arrastre de vapor. Para la valoración, se añaden 3-4 gotas de la solución indicadora a la solución de referencia y se titula con la solución estándar hasta que el color cambia de verde a violeta. Para determinar el punto final mediante un electrodo de pH no se necesita ninguna solución indicadora.

Valor en blanco
Para determinar el valor en blanco, realizar el análisis (digestión + destilación + valoración) únicamente con los productos químicos indicados y con 1 g de sacarosa en lugar de la muestra. El consumo de la solución estándar debe tenerse en cuenta en el cálculo.

Cálculo

mN. Filtrado analizado: Peso de nitrógeno en el filtrado analizado [g]

Porcentaje de filtrado analizado: Cantidad de filtrado analizado/Cantidad total de filtrado

mOrig. Muestra para tratamiento: Peso de la muestra para el tratamiento KOH [g]

wN, Origin. Muestra: Contenido de nitrógeno en la muestra original [%]

Resultados analíticos para diferentes tipos de muestras procedentes de ensayos interlaboratorios (Kjeldahl)

Tipo de muestra	Valor medido	Resultado [%]	Valor medio de la muestra anular [%]	Repetibilidad s.d.	Puntuación z
Pastel de girasol ecológico	Proteína bruta (N x 6,25)	23,32	23,51	0,73	-0,26
Pastel de girasol ecológico	Solubilidad proteica en KOH	86,70	93,25	5,69	-1,15
Pastel de colza	Proteína bruta (N x 6,25)	33,61	33,63	0,5	-0,04
Pastel de colza	Solubilidad proteica en KOH	90,00	91,35	3,06	-0,44
Habas	Proteína bruta (N x 6,25)	30,11	29,87	0,52	0,45
Habas	Solubilidad proteica en KOH	91,40	88,33	6,8	0,45
Forraje compuesto	Proteína bruta (N x 6,25)	17,22	17,34	0,66	-0,18
Forraje compuesto	Solubilidad proteica en KOH	79,40	79,54	6,15	-0,02
Soja sin procesar	Proteína bruta (N x 6,25)	41,31	41,63	0,6	-0,53
Soja sin procesar	Solubilidad proteica en KOH	94,40	89,62	7,5	0,64

El método - Aplicación Dumas

Preparación de la muestra
Se muele la harina de soja con un tamiz, a continuación, se pesan 1,5 g y se vierten en un vaso de precipitados. Se añaden 75 ml de solución de hidróxido de potasio y se agita la muestra durante 20 minutos a velocidad mínima. A continuación, el líquido se centrifuga en un tubo de centrífuga durante 10 minutos a una aceleración relativa de 800 g o, alternativamente, se filtra durante un tiempo de entre 20 y 60 minutos.

Nota de aplicación: El tamaño de las partículas de la muestra influye en el resultado del análisis.
Nota de aplicación: Si el contenido de grasa es superior al 5 %, la grasa debe eliminarse mediante extracción en frío.

Pesaje
Se tara el papel de estaño DumaFoil y se añaden unos 20 mg de superabsorbente (relación 1:10). Se vuelve a tarar la balanza y se añaden unos 200 mg de filtrado con una jeringa. Después de que la muestra haya podido reaccionar con el superabsorbente, el papel de aluminio se cierra y se coloca en la bandeja de transferencia.

Calibración
La calibración seleccionada debe cubrir el rango de trabajo. Si se utiliza un peso recomendado de la muestra, es suficiente una calibración con una solución de THAM de 0,5 % N a 2,5 mg N.