Muestreo de Alimentos para Evaluación Nutricional
Principios Fundamentales del Muestreo
La **toma de muestra del alimento** es el primer paso para su evaluación. Las muestras a ser analizadas deben ser **representativas** del total del lote de alimento y deben contener los mismos constituyentes y en las *mismas* proporciones que el alimento original. Se debe aplicar un **correcto procedimiento de muestreo** para garantizar un resultado confiable, ya que los errores en la toma de muestra se pueden reflejar en los resultados.
El **muestreo** consiste en tomar varias submuestras de ciertas partes del área o del lote de alimento, se mezclan y se extrae una muestra que representa todo el material. Los fundamentos de muestreo son los mismos para cualquier alimento; sin embargo, existen algunas diferencias en cuanto a la técnica y la forma de conservación, debido a **características propias del alimento** (principalmente el contenido de agua, la forma de almacenamiento y la distribución del material en el espacio).
Técnicas Específicas de Muestreo
Forrajes Frescos
Para su muestreo se debe considerar su origen y la ubicación en el terreno; pueden ser residuos foliares o de cosecha y pastos.
- Subdividir el área en sectores.
- Definir el **sistema de muestreo** (que puede ser *aleatorio* o en *zig-zag*), siempre abarcando toda el área.
- Colectar **material verde** de diferentes partes a una altura de corte de 10-15 cm del suelo. En el caso de residuos foliares, tomar muestra de diferentes partes del área cosechada.
- Mezclar las diferentes submuestras para homogeneizar, tomar una muestra y enviar al laboratorio una cantidad mínima de **1500 g de materia verde**.
- Identificar la muestra y colocarla dentro de una **bolsa plástica** libre de contaminantes y cerrada herméticamente.
- Conservar la muestra en **refrigeración**, para evitar pérdidas de constituyentes por efectos de la temperatura ambiental.
- Remitir al laboratorio tan pronto como sea posible.
- Evitar tomar muestras en las cercanías de alambrados, bebederos, caminos o sectores de carga de equipos fertilizadores.
Forrajes Conservados: Heno
Los rollos o pacas de heno no presentan una composición uniforme; puede existir variación entre unidades y lotes, por lo tanto, es importante obtener **muestras representativas** de todo el material.
- Si hay menos de 200 unidades (pacas o rollos), se debe tomar muestra de un mínimo de 20 unidades. Para más de 200 unidades, tomar el **10% del lote**.
- En caso de rollos, se recomienda el uso de una **sonda o calador**, que penetra y extrae muestra del interior del rollo. Si se trata de pacas, abrir la paca y colectar del interior. Las submuestras se mezclan y de allí se obtiene la muestra que va al laboratorio.
- La muestra se debe colocar en **bolsa de papel o plástico**, libre de humedad y de contaminantes.
- Conservar la muestra a **temperatura ambiente** en un lugar seco.
- Identificar y remitir al laboratorio.
Silajes
El **silaje** es un material muy inestable químicamente; una vez expuesto al aire, el proceso de deterioro es muy rápido, por lo que la técnica de muestreo y conservación varía.
- Si el objetivo es describir lo que los animales están comiendo, las muestras deberán ser tomadas directamente del material que se le sirve al animal en el comedero.
- El muestreo de silajes puede hacerse entre **6-8 semanas de fermentación**, asegurándose que el proceso se haya estabilizado. Si es un silo experimental, se recomienda tomar material de diferentes partes y cerrar bien luego del muestreo.
Recomendaciones generales para el muestreo de silajes:
- No incluir material deteriorado o de las capas *externas*. Tomar de varias partes del silo, mezclar y tomar una muestra que será representativa de todo el silo.
- Conservar la muestra **congelada** preferiblemente.
- Identificar y remitir la muestra al laboratorio a **baja temperatura**, lo más *rápidamente* posible.
Productos Secos a Granel
Cuando llega el camión a la planta o en el sitio de almacenamiento (Silo).
- Tomar con una **sonda o calador** un número de submuestras representativo de la carga del camión o silo.
- Si se muestrea durante la descarga del camión, recoger con un recipiente a **intervalos de tiempo regulares** alícuotas directamente de todo el ancho del chorro de descarga.
- Mezclar, homogeneizar y enviar al laboratorio una muestra entre **250-500 g**. En caso de ser mezclas de varios ingredientes, hay que asegurarse de que la **distribución de los ingredientes sea homogénea**.
Productos Secos Almacenados en Sacos
- Tomar submuestras de un **lote homogéneo**.
- Si el número de sacos es inferior a 200, muestrear **20 unidades**.
- Si el número es mayor, muestrear el **10% del lote**.
- Mezclar, homogeneizar y reducir para enviar al laboratorio **250-500 g** de producto.
- Colocar la muestra en una **bolsa de papel o plástico seca** y libre de contaminantes.
- Conservar a **temperatura ambiente** en un lugar seco (no refrigerar).
- Identificar y remitir al laboratorio.
Identificación y Descripción de la Muestra
La adecuada **identificación y descripción del alimento** es importante para reducir la incidencia de errores en el reporte de los resultados. La etiqueta de la muestra debe contener al menos la siguiente información:
- Identificación del sitio, nombre de la unidad de producción o de la empresa y de la **persona responsable** de la muestra.
- Nombre del alimento, datos del área de muestreo o lote de alimento.
- Fecha de muestreo.
- En caso de forrajes, incluir edad o **estado fenológico**.
- Partes enviadas y/o **altura de corte**.
- **Análisis solicitados**.
El Sistema de Análisis Proximal (Método de Weende)
Fundamentos del Sistema Proximal
El **Sistema de Análisis Proximal** o de «*Weende*» agrupa una serie de procedimientos analíticos que permiten cuantificar fracciones químicas en los alimentos. Fue desarrollado en Alemania en 1865, en la Estación Experimental Weende.
Los alimentos contienen agua y sustancias químicas de diferente naturaleza en forma sólida. El Sistema de Análisis Proximal permite separar y cuantificar mediante técnicas de laboratorio las fracciones en las que están contenidas las sustancias que componen los alimentos usados para animales.
Fracciones del Sistema de Análisis Proximal
Humedad y Materia Seca (MS)
La **HUMEDAD**: se entiende por humedad o contenido de agua de un alimento, la pérdida de peso que experimenta una muestra al secarla a temperatura ligeramente superior a la de ebullición del agua y a una presión atmosférica determinada, hasta alcanzar **peso constante**.
La **MATERIA SECA (MS)** de los alimentos: se expresa en porcentaje y es el resultado de la diferencia de 100 menos la humedad. En la MS están contenidos los **nutrientes** utilizados por el animal para sus procesos metabólicos.
La **MATERIA SECA (MS)** = MATERIA ORGÁNICA (MO) + CENIZAS (C)
La **MATERIA ORGÁNICA** = MS – C
Fracciones de la Materia Seca
Las fracciones que integran la MS según este sistema son:
- MATERIA SECA (MS)
- PROTEÍNA CRUDA (PC)
- FIBRA CRUDA (FC)
- EXTRACTO ETÉREO (EE)
- EXTRACTO LIBRE DE NITRÓGENO (ELN)
- CENIZA (C)
Proteína Cruda (PC)
La **PROTEÍNA CRUDA** (PC = N total X 6.25): En esta fracción se incluyen todas las **sustancias nitrogenadas** presentes en la muestra.
Para obtener el porcentaje de PC, se determina el **nitrógeno total** contenido en la muestra por el método *Kjeldahl*, que luego se multiplica por el factor **6.25**. Se indica que en promedio, las proteínas contienen 16% de nitrógeno, por lo que este factor resulta de dividir 100/16.
Extracto Etéreo (EE)
El **EXTRACTO ETÉREO (EE)**: En esta fracción se incluyen los siguientes compuestos: lípidos simples (triacilgliceroles, monoacilgliceroles, diacilgliceroles, ácidos grasos libres), lípidos complejos (colesterol, lecitinas), vitaminas liposolubles (A, D, E, K), pigmentos, hormonas, clorofila, ácidos esenciales, resinas, ceras, etc. El extracto etéreo se determina realizando su extracción con éter, por el método de *Goldfish*.
Fibra Cruda (FC)
La **FIBRA CRUDA**: En esta fracción se incluyen los constituyentes de la **pared celular** de las plantas: celulosa, hemicelulosa, pentosanas, y compuestos incrustantes no carbohidratos como lignina y cutina que son resistentes a la degradación. Se denomina **FIBRA CRUDA** el residuo que permanece insoluble después de hervir la muestra de alimento con ácidos y álcalis diluidos, restándole el peso de las cenizas.
Ceniza
La **CENIZA**: es el **residuo inorgánico** que queda después de incinerar una muestra de alimento a temperatura de 500-600°C. Incluye los **minerales**.
Extracto Libre de Nitrógeno (ELN)
El **EXTRACTO LIBRE DE NITRÓGENO (ELN)**: Integrado por compuestos solubles en ácidos y álcalis: almidón, azúcares, vitaminas hidrosolubles, ácidos orgánicos, porciones de hemicelulosa y lignina solubles. Se determina por **diferencia**:
ELN = 100 – (% PC + % EE + % FC + % C)
Según el Sistema de Análisis Proximal, la materia seca del alimento está conformada por:
MS = % PC + % EE + % FC + % ELN + % C
Limitaciones del Análisis Proximal o «Weende»
Limitaciones Relacionadas con la Proteína Cruda
El nitrógeno (N) en los alimentos se divide en dos grupos: **proteína verdadera (PV)** y **nitrógeno no proteico (NNP)**. La proteína verdadera representa al nitrógeno presente en los aminoácidos unidos por enlace peptídico en las cadenas de polipéptidos. Nitrógeno no proteico es el nitrógeno que forma parte de aminas, amidas, ácidos nucleicos, aminoácidos libres, nitratos, otros…
- La fracción PC del Sistema de Análisis Proximal **no diferencia** «nitrógeno no proteico» y «proteína verdadera», por lo tanto, no es posible medir la cantidad de cada uno de estos que está presente en el alimento, al igual que no se puede determinar si una mezcla de alimentos contiene nitrógeno no proteico o proteína verdadera.
- Desde el punto de vista nutricional, la información que se obtiene con la fracción PC se puede aplicar a **rumiantes**, los cuales usan eficientemente los compuestos nitrogenados. Por el contrario, los no rumiantes tienen necesidades específicas de aminoácidos y no utilizan con eficiencia los compuestos nitrogenados no proteicos.
- El nitrógeno presente en forma de **Nitratos** no se convierte en sales de amonio por este procedimiento (*Kjeldahl*), por lo tanto, queda excluido del valor de PC.
Limitaciones Relacionadas con el Extracto Etéreo
- La extracción con éter incluye una gran variedad de compuestos orgánicos, de los cuales unos pocos son de **importancia nutricional**. Los de importancia cuantitativa incluyen grasas verdaderas y ésteres de ácidos grasos, algunos lípidos compuestos y vitaminas liposolubles o provitaminas como los carotenoides. Esta fracción **no proporciona información** sobre los lípidos de importancia nutricional.
- Las ceras, aceites esenciales y resinas que están incluidas en esta fracción **no son utilizables** por el animal.
Limitaciones Relacionadas con los Carbohidratos (FC y ELN)
La FC representa la porción de carbohidratos totales de los alimentos que resisten tratamiento con ácidos y álcalis. Inicialmente se creyó que estaba formada por la porción indigestible de los alimentos, pero en algunos casos se ha encontrado que esta fracción es **más digestible que el ELN** o los llamados carbohidratos solubles. Esto se debe a que la fibra cruda y el ELN no están compuestos por las sustancias que se creía, pues la hemicelulosa puede ser parcialmente soluble en tratamiento alcalino, resultando que en muchos casos parte de esta se encuentra formando parte del ELN. Algo similar ocurre con la lignina, que también se puede solubilizar y encontrarse en la fracción ELN.
El ELN se determina de forma **indirecta**, restando la suma de los porcentajes de proteína cruda, extracto etéreo, fibra cruda y cenizas, y los errores en que se incurre cuando se determinan cada una de las fracciones anteriores se **suman a este valor**.
Se indica que:
- Los procedimientos analíticos que se aplican en el Sistema de Análisis Proximal **no permiten cuantificar nutrientes específicos**.
- El ELN y FC **no son sustancias químicamente definidas**.
- No son reales las distinciones entre FC y ELN, ya que en algunos casos el ELN contiene más hemicelulosa y lignina que la FC.
Consideraciones Finales
Aun cuando este método presenta las inconsistencias mencionadas anteriormente, se sigue usando como el **primer sistema de análisis de alimentos** recomendado cuando se va a iniciar la evaluación de un alimento.
La mayoría de los laboratorios están dotados de equipos y de las técnicas analíticas para su aplicación.
Por otra parte, las tablas de composición de alimentos reportan datos del valor nutritivo de los alimentos basados en este método y los estándares de alimentación expresan los requerimientos de nutrientes en función de algunas de estas fracciones.