Opisy analiz, analizy podstawowe

ZAWARTOŚĆ WODY/ SUCHA MASA

Jednym z podstawowych parametrów analizy materiału biologicznego, pasz i żywności, w tym mięsa, jaj, mleka i ich przetworów, jest zawartość wody, która jest odwrotnie skorelowana z zawartością suchej masy, to znaczy im większa jest sucha masa, tym mniejsza jest zawartość wody. Na przykład mięso zawierające 25% suchej masy, zawiera jednocześnie 75% wody. Wilgotność próbki jest częścią masy traconej w wyniku suszenia. Zawartość wody wpływa na przykład na soczystość i kruchość mięsa i zależy między innymi od wieku zwierzęcia (im starsze zwierzę, tym mięso ma wyższą zawartość suchej masy). Ponadto, stan podsuszenia wpływa na trwałość produktu i dlatego produkty żywnościowe zawierające mniej wody będą znacznie trwalsze niż te wilgotne. Również pasze, jeżeli są wilgotne, takie jak zielonki (około 15%-25% suchej masy) mają większą tendencję do psucia się, w porównaniu do pasz suchych, na przykład o zawartości suchej masy wynoszącej 88% lub powyżej. Z tego powodu trwałość pasz wilgotnych zwiększa się poprzez podsuszenie, zakiszenie, lub jednoczesne podsuszenie i zakiszenie. Analiza suchej masy/analiza zawartości wody jest istotna również z przyczyn praktycznych, bowiem często ilości pozostałych składników w badanych materiałach  standaryzuje się przeliczając je właśnie na sucha masę, a czyni się to po to, aby można było łatwo porównać wartość pokarmową różnych produktów.

Analiza zawartości wody w materiałach biologicznych, produktach żywnościowych i paszach jest wykonywana metodą wagową. W przypadku mięsa i jego produktów suszenie próbki odbywa się z udziałem alkoholu etylowego. Analiza jest wykonywana metodami opartymi na normach, Rozporządzeniu Komisji (WE) nr 152/2009 ustanawiające metody pobierania próbek i dokonywania analiz do celów urzędowej kontroli pasz z dnia 27 stycznia 2009 (lub nowszym), i AOAC Official Methods of Analysis.

BIAŁKO OGÓLNE

Oznaczanie zawartości białka (w przypadku pasz – białka surowego) jest jedną z najważniejszych analiz w określaniu wartości odżywczej i pokarmowej pasz i produktów żywnościowych oraz podstawowego składu chemicznego materiału biologicznego. Białko ogólne to związki zawierające azot. W skład białka ogólnego wchodzi zarówno białko właściwe składające się z wartościowych polipeptydów, jak i mniej wartościowe związki azotowe niebiałkowe (NPN). Naturalne produkty, takich jak mięso, jaja, mleko, itp. zawierają przede wszystkim pełnowartościowe białko składające się z peptydów i aminokwasów. Te ostatnie to głównie aminokwasy niezbędne, czyli takie, których organizm człowieka nie wytwarza samodzielnie. Dlatego spożywanie produktów pochodzenia zwierzęcego jest niezmiernie ważne z punktu widzenia żywienia człowieka i wpływa na jego zdrowie. W przypadku pasz, oznaczanie zawartości białka ogólnego jest podstawą właściwego bilansowania dawki pokarmowej. Wpływa to przede wszystkim na produkcyjność i zdrowie zwierząt. Analiza białka w paszach czy materiale pochodzenia zwierzęcego ma też aspekt ekologiczny, gdyż niewłaściwie zbilansowana dawka może zwiększyć straty azotu w postaci odchodów, co niekorzystnie wpływa na środowisko.

Oznaczanie zawartości białka ogólnego (surowego) jest wykonywana metodą miareczkową Kjeldahla. Analiza jest wykonywana metodami opartymi na normach, Rozporządzeniu Komisji (WE) nr 152/2009 ustanawiające metody pobierania próbek i dokonywania analiz do celów urzędowej kontroli pasz z dnia 27 stycznia 2009 (lub nowszym), i AOAC Official Methods of Analysis.

TŁUSZCZ

Oznaczanie zawartości tłuszczu (w przypadku pasz – tłuszczu surowego) Składniki wchodzące w skład tłuszczu nie są rozpuszczalne w wodzie, natomiast dobrze rozpuszczają się w eterze naftowym, acetonie i większości innych rozpuszczalników organicznych. Tłuszcz jest istotnym składnikiem jednego z podstawowych elementów naszej diety, jakim jest mięso i jego przetwory. Jest nośnikiem smaku i aromatu potraw, które spożywamy. Tłuszcz surowy z punktu widzenia układania dawki pokarmowej jest przede wszystkim elementem energetycznym paszy, chociaż liczne substancje wchodzące w skład tłuszczu surowego (kwasy tłuszczowe nasycone, jednonienasycone i wielonienasycone, fosfolipidy, sterole, niektóre witaminy) pełnią także funkcje fizjologiczne, transportowe i strukturalne. Kwasy tłuszczowe wpływają na prawidłową pracę błon komórkowych i biorą udział w procesie przyswajania takich witamin, jak A, E, D oraz K.  W obrębie kwasów tłuszczowych można wyszczególnić zarówno nasycone jak i nienasycone kwasy tłuszczowe. Spośród tych drugich, na uwagę zasługują wielonienasycone kwasy, które odgrywają ważną rolę w zachowaniu zdrowia. Ograniczają ryzyko wystąpienia chorób serca i układu krążenia, miedzy innymi poprzez obniżanie poziomu „złego” cholesterolu w naszym organizmie. Należy jednak zwrócić uwagę na to, że nadmiar tłuszczu powoduje u ludzi otyłość i ogranicza strawność innych składników pokarmowych, a ponadto w mleku może podnieść ilość niepożądanych izomerów trans kwasów tłuszczowych. Oznaczanie zawartości tłuszczu w odchodach jest wykorzystywana przede wszystkim w badaniach strawnościowych, co umożliwia ocenę efektywności żywienia i sprzyja ochronie środowiska.

Oznaczanie zawartości tłuszczu jest wykonywana metodą wagową po uprzedniej ekstrakcji za pomocą rozpuszczalnika organicznego. Analiza jest wykonywana metodami opartymi na normach, Rozporządzeniu Komisji (WE) nr 152/2009 ustanawiające metody pobierania próbek i dokonywania analiz do celów urzędowej kontroli pasz z dnia 27 stycznia 2009 (lub nowszym), oraz AOAC Official Methods of Analysis.

WŁÓKNO SUROWE

Włókno surowe jest składnikiem ścian komórkowych roślin. Jest ono obecne w żywności pochodzenia roślinnego i paszach i często określa się go jako błonnik lub błonnik pokarmowy. W skład włókna surowego paszy wchodzą polisacharydy nie skrobiowe (strukturalne) i ligniny. Włókno w paszy i żywności pochodzenia roślinnego odgrywa znaczącą rolę fizjologiczną poprzez regulowanie procesów trawienia.  Wzmaga perystaltykę przewodu pokarmowego i zapobiega zaparciom, a także usuwa z organizmu szkodliwe produkty przemiany materii i zmniejsza ryzyko wystąpienia stanów zapalnych związanych z trawieniem. Odpowiedni poziom włókna surowego w paszy poprawia strawność i wykorzystanie paszy. Poprawia również dobrostan i zdrowie zwierząt. Analiza włókna surowego w odchodach jest wykorzystywana przede wszystkim w badaniach strawnościowych, co umożliwia ocenę efektywności żywienia i sprzyja ochronie środowiska.

Analiza włókna surowego w paszach jest wykonywana metodą wagową po uprzednim trawieniu w silnie kwaśnym, a następnie, silnie zasadowym środowisku. Analiza jest wykonywana w oparciu o normy, Rozporządzenie Komisji (WE) nr 152/2009 ustanawiające metody pobierania próbek i dokonywania analiz do celów urzędowej kontroli pasz z dnia 27 stycznia 2009 (lub nowszym), oraz AOAC Official Methods of Analysis.

POPIÓŁ SUROWY i POPIÓŁ NIEROZPUSZCZALNY W KWASIE CHLOROWODOROWYM

Analiza popiołu to badanie pozostałości po spaleniu substancji organicznej. Pozostały popiół zawiera pierwiastki które się w nim znajdowały, jest więc w przybliżeniu sumą zawartych w materiale składników mineralnych. Zawiera głównie tlenki, fosforany i siarczki połączone z takimi pierwiastkami, jak sód, potas, wapń, magnez, miedź, żelazo, cynk, mangan  i inne. W skład popiołu surowego wchodzi również tak zwany popiół nierozpuszczalny w stężonych kwasach (głównie jest to krzemionka), którego zawartość można oznaczyć po roztworzeniu popiołu w stężonym kwasie i zważeniu pozostałości.

Analiza popiołu (w przypadku pasz – popiołu surowego) jest wykonywana metodą wagową po uprzednim spopieleniu w wysokiej temperaturze. Dodatkowo, po rozpuszczeniu popiołu w kwasie solnym (chlorowodorowym) możemy oznaczyć popiół nierozpuszczalny w kwasie chlorowodorowym. Analiza popiołu jest wykonywana w oparciu o normy, Rozporządzenie Komisji (WE) nr 152/2009 ustanawiające metody pobierania próbek i dokonywania analiz do celów urzędowej kontroli pasz z dnia 27 stycznia 2009 (lub nowszym), oraz AOAC Official Methods of Analysis.

ZWIĄZKI BEZAZOTOWE WYCIĄGOWE

Związki bezazotowe wyciągowe są łatwo strawnymi węglowodanami (głównie cukry proste, sacharoza, skrobia). Zawartość związków bezazotowych wyciągowych określa się na podstawie analiz pozostałych składników pokarmowych w paszy lub odchodach.

Pozostałe analizy

BIAŁKO WŁAŚCIWE i NPN (związki azotowe niebiałkowe)

Białko ogólne = białko właściwe + NPN

Białko ogólne nie odzwierciedla w pełni jakości białka paszy i roślin, ponieważ w jego skład wchodzą związki  zawierające azot nie będące rzeczywistym białkiem składającym się z aminokwasów. Najważniejszą częścią białka ogólnego są bowiem te związki azotowe, które składają się z aminokwasów, natomiast pozostałą część stanowią związki azotowe niebiałkowe (NPN). Dlatego w niektórych przypadkach istotna jest analiza białka właściwego, ponieważ w praktyce zdarza się uzupełnianie pasz dodatkami zawierającymi azot a nie będącymi prawdziwym białkiem.

Analiza białka właściwego i analiza związków azotowych NPN w materiale roślinnym i paszach opiera się na częściowo zmodyfikowanej metodzie Barnsteina. Metoda oznaczenia polega na strącaniu białka właściwego za pomocą siarczanu miedzi w środowisku zasadowym, a następnie spaleniu próbki i oznaczeniu pozostałości metodą miareczkową Kjeldahla, tak jak w przypadku analizy białka ogólnego. Analiza białka właściwego i analiza związków azotowych NPN może być również wykonana metodą z wykorzystaniem strącenia osadu białkowego za pomocą kwasu trójchlooctowego.

FRAKCJE WŁÓKNA – NDF, ADF, ADL

Włókno surowe niezbyt precyzyjnie określa wartość włókna pokarmowego. W przypadku żywienia przeżuwaczy istotne są jeszcze inne frakcje włókna, wśród których można wyróżnić: włókno detergentowo neutralne NDF, włókno detergentowo kwaśne ADF i lignina detergentowo kwaśna ADL (frakcja ligninowa kwaśnego włókna). Najlepiej wykorzystywane przez mikroorganizmy żwacza jest włókno detergentowo neutralne NDF, gorzej  włókno detergentowo kwaśne ADF, a najmniej strawna jest lignina detergentowo kwaśna ADL. Najwięcej włókna zawierają wszelkie rośliny, zawierające liście i łodygi, a więc są to zielonki, siana, sianokiszonki a także kiszonki, a jego poziom jest tym wyższy, im starsza jest roślina przeznaczona na paszę. Mimo, że przeżuwacze są najlepiej przystosowane do spożywania pasz włóknistych, to zbyt duże ilości NDF, ADF i ADL ograniczają pobranie przez zwierzęta i wartość energetyczną paszy. Z tego względu analiza frakcji włókna NDF, ADF, ADL jest istotnym warunkiem prawidłowego żywienia i utrzymania wysokiej produkcyjności zwierząt gospodarskich. Analiza frakcji włókna w materiale biologicznym może mieć znaczenie w badaniach strawnościowych, które umożliwiają ocenę efektywności żywienia. 

Analiza frakcji włókna NDF, ADF i ADL w paszach jest wykonywana techniką wagową z wykorzystaniem metody van Soesta, obejmującej trawienie próbki w roztworach odpowiednich detergentów lub kwasu siarkowego. Analiza frakcji włókna jest wykonywana metodami opartymi na normach, Rozporządzeniu Komisji (WE) nr 152/2009 ustanawiające metody pobierania próbek i dokonywania analiz do celów urzędowej kontroli pasz z dnia 27 stycznia 2009 (lub nowszym), oraz AOAC Official Methods of Analysis.

SKROBIA i CUKRY

Skrobia to podstawowy materiał zapasowy pasz i żywności pochodzenia roślinnego. W przeciwieństwie do włókna surowego, jest węglowodanem niestrukturalnym i pełni w roślinach rolę magazynu energii. Jest zbudowana z cząsteczek D-glukozy połączonych wiązaniami α-glikozydowymi i występuje w dwóch postaciach strukturalnych: jako amyloza, w formie prostych łańcuchów i jako amylopektyna, w formie łańcuchów rozgałęzionych.  Skrobia w dużych ilościach występuje w ziemniakach i zbożach. W ziarnie kukurydzy, pszenicy, żyta, pszenżyta i jęczmienia jej zawartość przekracza 50%, natomiast w mniejszej ilości występuje w ziarnie owsa. W skład węglowodanów niestrukturalnych wchodzą również obecne w żywności i paszach pochodzenia roślinnego łatwostrawne i podlegające fermentacji cukry (proste i dwucukry).  Oznaczanie zawartości skrobi i cukrów  jest bardzo ważne z punktu widzenia żywienia zwierząt, bowiem jej ilość decyduje o wartości energetycznej paszy, ale zbyt duża ich koncentracja (głównie skrobi) negatywnie wpływa na procesy trawienne i obniża pobranie paszy.

Oznaczanie zawartości skrobi w paszach jest wykonywana metodą polarymetryczną. Metoda opiera się na Rozporządzeniu Komisji (WE) nr 152/2009 ustanawiającym metody pobierania próbek i dokonywania analiz do celów urzędowej kontroli pasz z dnia 27 stycznia 2009 (lub nowszym). Jest też związana z normą PN-R-64785:1994. Oznaczanie zawartości cukrów w paszach jest wykonywana metodą miareczkową. Metoda opiera się na Rozporządzeniu Komisji (WE) nr 152/2009 ustanawiającym metody pobierania próbek i dokonywania analiz do celów urzędowej kontroli pasz z dnia 27 stycznia 2009 (lub nowszym) i jest związana z normą PN-R-64784:1994.