Solubilité des protéines dans l'hydroxyde de potassium (KOH) - Kjeldahl et Dumas

La solubilité des protéines dans l’hydroxyde de potassium (KOH) est un paramètre de qualité décisif pour une alimentation animale riche en protéines. En particulier pour le soja, une source centrale de protéines dans l’alimentation animale, cette valeur fournit des informations sur la digestibilité et les avantages physiologiques de la protéine. Étant donné que le soja contient, en plus d’acides aminés de haute qualité, des facteurs antinutritionnels - des composés naturels ou synthétiques dans les aliments destinés à l’alimentation humaine ou animale qui inhibent ou peuvent affecter l’utilisation des nutriments dans l’organisme - un traitement thermique ciblé est nécessaire. Des procédés tels que le grillage, la cuisson à la vapeur ou l’extrusion améliorent la structure protéique et réduisent les ingrédients antinutritifs. La solubilité des protéines dans le KOH permet alors de mesurer l’efficacité de ces méthodes de traitement.

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

Le test est basé sur la détermination de la fraction soluble de la protéine dans une solution de KOH à 0,2 %. Des valeurs élevées indiquent une bonne disponibilité et une bonne digestibilité, tandis que des valeurs faibles indiquent une surchauffe ou un traitement insuffisant. Cet indicateur est particulièrement important dans l’industrie de l’alimentation animale, afin d’évaluer la qualité du tourteau d’extraction de soja et d’autres sources de protéines. Le contrôle ciblé en laboratoire permet de maximiser l’absorption des nutriments et d’optimiser l’utilisation des aliments.

Un autre avantage du contrôle en laboratoire : les examens sur l’animal peuvent être réduits ou même complètement évités. L’analyse en laboratoire permet de garantir la qualité et la digestibilité des aliments à l’avance – une étape importante vers plus de bien-être animal et de durabilité dans la production de l’alimentation animale.

Cependant, la solubilité des protéines dans le KOH va au-delà du contrôle de qualité : dans le calcul des aliments composés, elle est un élément solide pour l’optimisation de la ration. Une bonne solubilité est directement liée à la digestibilité – un facteur essentiel pour la performance de croissance et la santé des animaux d’élevage. Combinée avec des indicateurs tels que l’activité inhibitrice de la trypsine (AIT) ou l’activité de l’uréase, elle donne une image complète de la qualité des protéines et de l’intensité du traitement.

Des méthodes standardisées telles que la norme ISO 14244 et le manuel de méthodes VDULFA Volume III 20.2 garantissent une grande reproductibilité des résultats. L’analyse est généralement effectuée par la méthode Kjeldahl ou Dumas, qui quantifient avec précision la teneur en azote des composants protéiques solubles. Ainsi, la solubilité des protéines dans le KOH est non seulement un outil indispensable pour l’assurance qualité, mais contribue également de manière significative à l’optimisation de l’approvisionnement en nutriments et à la promotion du bien-être animal.

Préparation de l'échantillon et pesée
La farine de soja est broyée à travers un tamis, puis 1,5 g est pesé et placé dans un bécher. On ajoute 75 ml de solution d’hydroxyde de potassium et on agite l’échantillon à vitesse minimale pendant 20 minutes. Ensuite, le liquide est centrifugé dans un tube de centrifugeuse pendant 10 minutes avec une accélération relative de 800 g ou, alternativement, filtré pendant 20 à 60 minutes. Immédiatement avant la pesée, l’échantillon est à nouveau soigneusement agité. On verse 25 ml d’aliquote du filtrat dans le tube pour la minéralisation. Chaque aliquote correspond alors à 0,5 g de l’échantillon initialement broyé.

• Note d'application: La taille des particules de l’échantillon influence le résultat analytique.
• Note d'application: Si la teneur en matière grasse est supérieure à 5 %, la matière grasse doit être extraite par extraction à froid.

Minéralisation
L’échantillon est placé dans un verre de minéralisation avec un comprimé de KJELCAT (Cu 5,0 g K2SO4 x 5 H2O) et de l’acide sulfurique (20 ml). L’échantillon est ensuite minéralisé avec les paramètres spécifiés pour les applications des appareils de minéralisation (KJELDATHERM ou TURBOTHERM). Les vapeurs acides sont neutralisées au moyen d’épurateurs de gaz (TURBOSOG ou VACUSOG).

• Note d'application: L’épurateur de gaz doit rester allumé pendant environ 30 minutes après le retrait du portoir de tubes.

Distillation et titrage
Après refroidissement de l’échantillon, une distillation à la vapeur d’eau est effectuée. Pour le titrage, 3 à 4 gouttes de la solution indicatrice de pH sont ajoutées à la solution titrée et titrées avec la solution étalon jusqu’à ce que la couleur passe du vert au violet. En cas de détermination du point final à l’aide d’une électrode de pH, aucune solution indicatrice de pH n’est nécessaire. 

Valeur à blanc
Pour déterminer la valeur à blanc, effectuez l’analyse (minéralisation + distillation + titrage) uniquement avec les produits chimiques spécifiés et avec 1 g de saccharose à la place de l’échantillon. La consommation de la solution étalon doit être prise en compte dans le calcul.

Calcul

mN. Filtrat analysé : Poids d’azote dans le filtrat analysé [g] 

Part de filtrat analysée : Quantité de filtrat analysé/Quantité totale de filtrat 

mOrig. Échantillon pour le traitement : Poids de l’échantillon pour le traitement KOH [g] 

wN, orig. Échantillon : Teneur en azote dans l’échantillon d’origine [%]

Préparation des échantillons
La farine de soja est broyée à travers un tamis, puis 1,5 g est pesé et placé dans un bécher. On ajoute 75 ml de solution d’hydroxyde de potassium et on agite l’échantillon à vitesse minimale pendant 20 minutes. Ensuite, le liquide est centrifugé dans un tube de centrifugeuse pendant 10 minutes avec une accélération relative de 800 g ou, alternativement, filtré pendant 20 à 60 minutes.

• Note d'application : La taille des particules de l’échantillon influence le résultat analytique.
• Note d'application : Si la teneur en matière grasse est supérieure à 5 %, la matière grasse doit être extraite par extraction à froid.

Pesée
La feuille d'étain DumaFoil est tarée et environ 20 mg de superabsorbant (rapport 1:10) sont ajoutés. La balance est à nouveau tarée et environ 200 mg de filtrat sont ajoutés à l’aide d’une seringue. Une fois que l’échantillon a pu réagir avec le superabsorbant, la feuille d’aluminium est fermée et placée dans la cuve de transfert. 

Étalonnage
L’étalonnage sélectionné doit couvrir la plage de travail. En cas d’utilisation d’un poids recommandé de l’échantillon, un étalonnage avec une solution de THAM de 0,5 % N à 2,5 mg N est suffisant.

Calcul

mN. Filtrat analysé : Poids d’azote dans le filtrat analysé [g] 

Part de filtrat analysée : Quantité de filtrat analysé/Quantité totale de filtrat 

mOrig. Échantillon pour le traitement : Poids de l’échantillon pour le traitement KOH [g] 

wN, orig. Échantillon : Teneur en azote dans l’échantillon d’origine [%]

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