NIR, Кьельдаль, Дюма - методы определения белка

Несмотря на то, что метод Кьельдаля по-прежнему является эталоном для определения белка, Дюма и NIR становятся все более популярными для занятых лабораторий, которые ищут эффективные по времени решения. Мы рассмотрим плюсы и минусы трех методов в этой статье.

По мере того как методы анализа Дюма и NIR становятся все более эффективными, современные лаборатории могут всерьез рассмотреть ряд вариантов белка, выходящих за рамки традиционного анализа Кьельдаля. Джампаоло Перинелло из Mérieux NutriSciences разделяет мнение о том, что и когда использовать, а именно:

  • Преимущество метода Дюма
  • Почему анализ Кьельдаля не теряет актуальности
  • Потенциал NIR-анализа для скрининга фальсификаций

Моя отправная точка заключается в том, что у меня есть анализаторы основанные на методах Дюма, Кьельдаль и NIR », - говорит Перинелло. «Так что я могу сделать все три вида. Это помогло мне сформировать мнение, основанное на многолетнем использовании ».

                                                            

Преимущество метода Дюма

Начиная с метода Дюма, мы обсуждаем, как функции автоматизации оборудования Дюма делают его менее трудоемким по сравнению с анализом Кьельдаля, например, с помощью высокоэффективной автоматизации пакетной обработки, позволяющей операторам загружать образцы и затем переходить к другим задачам в лаборатории. Дюма также быстрее, результаты теста доступны через пять минут после подготовки.

Тем не менее, есть еще много соображений при выборе метода. «Что приходит на ум, так это то, что метод Дюма идеален, когда необходимо регулярно тестировать определенный тип образца, но для лабораторий, которым необходимо провести всего несколько тестов на разных типах образцов, это не оптимальное решение», - говорит Перинелло.

Поскольку оборудованию на методе Дюма требуется некоторое время для запуска, оно пригодно для непрерывной работы.Метод Кьельдаля, с другой стороны, можно использовать для тестирования на месте в любое время. Приводя пример, Перинелло говорит: «Если вы тестируете хорошо известный образец, такой как пшеничная мука, на содержание белка, и вы проводите, может быть, 100 тестов в день, наверняка Дюма - правильный выбор».

                                                    

Почему Кьельдаль не теряет актуальности 
В других случаях, когда образец незнаком и когда лаборатория проводит периодические тесты с малым объемом, предсказуемость Кьельдаля делает установленный эталонный метод практическим выбором для Перинелло. Тип образца также является важным аспектом. «С Кьельдаль вы можете управлять большим объемом выборки до 10 грамм, но с  методом Дюма максимум, с чем вы можете справиться, даже с версией Macro, составляет один грамм», - объясняет он.

Это соображение особенно важно для неоднородных образцов, таких как почва, где размер образца имеет решающее значение для репрезентативного теста.

Подводя итог, типичным подходом для лаборатории может быть использование метода Дюма в качестве первого выбора для хорошо известных образцов большого объема и анализ Кьельдаля для специальных образцов. Кроме того, в качестве давно установленного эталонного метода клиенты часто специально запрашивают приборы работающие по методу Кьельдаля.

                                               

Потенциал анализа NIR

Ближний инфракрасный (NIR) анализ занимает все больше места в лабораторных условиях, особенно для таких областей, как корм для животных, где надежные и всеобъемлющие калибровки были построены на прочной основе данных эталонного анализа.

Перинелло резюмирует сильные стороны NIR в качестве общего эталона, который легко настроить с помощью новой технологии подключения, а также тот факт, что он имеет явное преимущество для выявления отклонений.

Он указывает на системы, используемые в течение многих лет в молочной и зерновой промышленности, где референс-лаборатории регулярно проверяют NIR на соответствие эталонному анализу с помощью кольцевого теста обычных образцов для поддержания и мониторинга калибровок. «Использование NIR в настоящее время ограничено, но в будущем вы можете спросить «почему бы и нет», - говорит он. «Вам не понадобится так много эталонных тестов, потому что только несколько лабораторий должны будут провести эталонное тестирование с методами Кьельдаль или Дюма, и тогда вы сможете обмениваться данными через сеть». 

Другой сильной стороной NIR является его способность в качестве технологии скрининга, где известный спектральный отпечаток пальца используется в качестве модели для хорошего образца, например, для молочной мощности. Все, что показывает спектральное отклонение, становится подозрительным и может быть отложено для дальнейшего исследования. Скрининговая проверка выполняется одновременно с композиционными тестами на белок, влажность и так далее. Продвинутая форма скрининга может быть выполнена, когда прибор NIR запрограммирован на распознавание спектральных отпечатков известных примесей, таких как меламин.

«С помощью методов Дюма и Кьельдаля цель состоит в количественном определении общего азота, но вы не можете определить, поступает ли он из меламина или других примесей», - говорит Перинелло. «Мы оцениваем возможности, и, по моему мнению, NIR - это уникальная возможность для борьбы с фальсификацией, потому что технология широко распространена, тесты дешевы, и вы можете обмениваться спектральными данными, поэтому независимо от того, где тест проводится, вы можете затем оценить в другом месте, если требуется. Если вы представляете себе другую ситуацию, когда стандартизация отсутствует, вы можете проводить тестирование только на месте, и это, вероятно, будет стоить дороже, чем с NIR ».

                                                     

Белковые методы: подводя итог

Метод Кьельдаля

В 2009 году Европейская комиссия утвердила метод Кьельдаля в качестве официального метода контроля пищевых продуктов и кормов.
Определяет азот на основе органического азота и аммиака.
Техника мокрой химии была изобретена Йоханом Кьельдалем в лабораториях Карлсберг еще в 1883 году, хотя современные решения Кьельдаля очень хорошо подходят для периодической обработки, что позволяет обрабатывать до 20 образцов одновременно.
Размер выборки не ограничен, что делает его ценным методом для неоднородных типов выборки.

Метод Дюма

Относительно новый метод для пищевых продуктов и агри, но очень популярный для кормов и все более определенный в стандартах.
Определяет общий азот, включая неорганические фракции.
Метод сжигания, изобретенный в 1883 году Жаном Батистом Дюма, в котором экзотермическая реакция мгновенно превращает любой органический материал в его элемент - без химических веществ.
Быстро и удобно с высокоавтоматизированным анализом партий до 117 образцов одновременно, но с ограниченным размером образца из-за используемого метода сжигания. 


NIR

Спектроскопический метод, в котором используется естественный электромагнитный спектр, определяемый длинами волн от 700 до 2500 нм.
Введенный в семидесятые и восьмидесятые годы в некоторых отраслях пищевой и сельскохозяйственной промышленности, он стал незаменимым для количественного определения основных компонентов в большинстве видов продуктов питания и сельскохозяйственной продукции.
Требуется калибровка в соответствии с приложением, но после того, как это будет сделано, подготовка пробы будет незначительной или вообще не будет проводиться, а также не будут использоваться химикаты или расходные материалы. Это удобно и быстро (30-60 секунд).
Расширяется использование в соответствии с доступностью готовых калибровочных достижений в области вычислительной мощности и технологии сетевого подключения.