ELEMZÉSI MÓDSZEREK AZ ÉLELMISZEREK Nitrogén és nitrogénezett alkotóelemeinek meghatározására
Nalda romero
Nitrogénmeghatározási módszerek összesen
1. Kjeldahl-módszer
Forró, tömény kénsav alkalmazásával jellemezhető, amely hatással van a minta szerves anyagának oxidatív elpusztítására és a szerves nitrogén ammóniává történő redukciójára. Az ammónium ammónium-biszulfátként megmarad és meghatározható in situ vagy lúgos desztillációval és titrálással.
Kémiai és gyakorlati nehézségek
A nitrogén mennyiségi átalakítása ammóniává.
A kénsav maró hatása a füstelszívó rendszerre.
Környezeti szempontok a füstkibocsátással és a fémkatalizátorok vízszennyezésével kapcsolatban.
Növelje a kálium-szulfát/kénsav arányt (1 g, 1 m1) t ° 370-410 ° C-on.
Fémes katalizátorok használata.
H2O2 használata.
Használt fémkatalizátorok
nak nek) Higany-oxid
Nyomja meg a nitrogén visszanyerését
Hátrányok
Mérgező.
Magas ár.
Vízszennyezés.
Stabil vegyület képződése ammóniával, amelyet nátrium-tioszulfát hozzáadásával kell lebontani.
b) Szelén vagy réz és szelén-szulfát keverék
A szelén nitrogénvesztést okozhat.
c) Réz-szulfát és titán-dioxid keveréke
Hasznos a gabonaelemzésben.
Nagyszabású használat rutinként.
Kevésbé hatékony a nitrogén kinyerésében.
Az ammónium meghatározása
Az emésztőben lévő ammónia különféle módszerekkel határozható meg:
- A felesleges lúg hozzáadása az emésztőhöz, ammónia desztilláció és titrálás.
- Fenol és nátrium-hipoklorit lúgos keveréke, amely ammóniával kék színt ad.
- Nátrium-szalicilát, nátrium-nitroprusszid és nátrium-hipoklorit alkáli keveréke, amely világos smaragdzöld színt ad ammóniával.
- Elektrometriás meghatározás specifikus ionelektróddal és 1% -os nátrium-hidroxid-oldattal .
A Kjeldhal-módszer előnyei
Különböző típusú termékekhez alkalmas.
Magas megbízhatóság.
Referenciamódszerként használják.
A Kjeldhal-módszer hátrányai
A nem fehérje nitrogénvegyületek zavarják.
Mérgező vagy drága katalizátorok használata.
Az átváltási tényező megválasztása.
két. Dumas módszer
Jellemzője a minta teljes pirolízise és a füstgáz nitrogéntartalmának mérése.
A nitrogént manométerrel lehet mérni, miután a szén-dioxidot lúgos oldatban elnyelte, vagy automatizált módszerekkel hővezető képességgel.
A takarmányok és a bébiételek elemzésében kielégítő egyenértékűséget mutat a Kjeldahl-módszerrel összehasonlítva, bár kissé magasabb értékekkel.
Hátrányok
Szervetlen nitrogént tartalmaz.
Kis mennyiségű, 5-50 mg mintát igényel, finomra osztva és homogénen a mintavételi hiba minimalizálása érdekében.
Ez a módszer nedves anyagra nem alkalmazható, ezért azt előzetesen meg kell szárítani.
3. Radiokémiai módszerek
Két módszert írtak le:
nak nek) Neutron aktiválás
Nagy mennyiségű mintát neutronokkal besugároznak, ami 14 N és 13 N közötti átjutást eredményez. Ennek a pozitronnak a felezési ideje 10 perc, és gamma-sugárzást bocsát ki, amelyet egy szcintillációs számláló rögzít. A számlálások a minta nitrogéntartalmához kapcsolódnak.
Egyszerű; Gyors.
Nincsenek szennyeződési problémák.
A talált értékek jelen vannak
jó korreláció a módszerrel
Kjeldahl.
Az infrastruktúra költsége nagyon magas.
b) Proton aktiválás
Az előzőhöz hasonlóan, azzal a különbséggel, hogy a mintát protonokkal besugározzuk, és 14 N-t 14 O-vá alakítunk át, egy olyan izotópot, amely a proton és gamma-sugárzás kibocsátásával bomlik le, amelyek regisztrálva vannak és összefüggenek a tartalommal mintanitrogén.
MEGHATÁROZÁSI MÓDSZEREK FEHÉRJE
Számos alternatív módszer létezik a fehérjék meghatározására:
1. Az átváltási tényező használata
a) Határozza meg a teljes nitrogéntartalmat, és szorozza meg a nitrogén/fehérje konverziós faktorral. Ezt a tényezőt úgy számítottuk ki, hogy figyelembe vesszük a fehérje élelmiszerben lévő nitrogén százalékát.
A faktor alkalmazásának hátrányai átalakítás:
Számítás céljából a fő fehérje nitrogéntartalmát veszik figyelembe, nem pedig a teljes keveréket.
Az elemzett frakció nem feltétlenül tiszta fehérje.
Nem fehérje nitrogén-korrekciókat nem végeznek.
Javasolták a nitrogén-fehérje konverziós tényező meghatározását az elemzendő élelmiszer aminosav-összetételének felhasználásával, ami bonyolult az élelmiszerek kombinálásakor, amelyhez előnyösebb a hagyományos tényezők alkalmazásával folytatni, és ezzel egyidejűleg tájékoztatni kell a alkalmazott tényező.
b) Határozza meg a fehérje nitrogéntartalmát, és szorozza meg a nitrogén/fehérje konverziós faktorral.
Különböző módszereket alkalmaztak a fehérje és a nem fehérje nitrogénvegyületek elválasztására, amelyek közül megemlítjük:
membrán dialízis és ultraszűrés;
hő koaguláció (kazein és zselatin esetében nem hatékony);
Hátrányok
A különböző módszerekkel kapott fehérjefrakciók különbségei. Figyelembe kell venni a kis, nem fehérje molekulákból adszorpcióval vagy ioncserével kicsapódó fehérje esetleges retencióit. A nitrogén-fehérje konverziós faktor felhasználásával kapcsolatos kérdések.
2. Kémiai módszerek
A fehérjék kémiai viselkedése széles skálán mozog, mivel az aminosavak különböző típusú funkciós csoportokkal rendelkeznek, ezeknek a csoportoknak a kémiai reakciói és a peptidkötések miatt.
A kémiai módszerek alkalmazásának szempontjai:
jó korreláció várható a fehérje meghatározása e két típusa között, ha a nem fehérje N/protein N arány alacsony és állandó; Y
kielégítőek a tej és a gabonafélék számára, valamint a legtöbb zöldség és élelmiszer-keverék esetében nem kielégítőek.
a) Biuret módszer
Kémiai elv
A reakciót lila árnyalat jellemzi, amikor a rézionokat lúgos pH-n peptidkötésekkel bonyolítják. A szín árnyalata a fehérje típusától és intenzitása a jelenlévő fehérje tartalmától függ.
Reagens használt
Nátrium- és kálium-tartaráttal komplex rézionokat tartalmazó lúgos oldat.
550 nm, 263 nm-en az érzékenység tízszeresére növekszik.
Kevés alkalmazást találtak az élelmiszer-analízisben olyan interferensek jelenléte miatt, mint a redukáló cukrok, amelyek lúgos közegben redukálják a réz ionját, és nem kielégítő eredményeket hoznak. Példa: tej.
b) "festékkötés" módszer
Kémiai elv
Színes és oldhatatlan fehérje alvadék képződése jellemzi a fehérje reakcióját a szulfonsav színes oldatával pH 2-nél. A színes anion elektrosztatikus asszociációkkal kötődik a fehérje bázikus helyeihez, például a fehérjéhez. A lizin, arginin-guanidin, hisztidin-imidazol és a terminális aminok M-amino-csoportjai. Ezenkívül intermolekuláris vonzerőket eredményeznek a fehérje és az anion nemionos fele, valamint a fehérjéhez kötött anion és az oldatban lévő anion nemionos fele közötti hidrofób kölcsönhatások.
Az alvadást leszűrjük, és a felülúszóban lévő festékfelesleget kolorimetriásan mérjük. Ez az intézkedés a fehérjetartalommal függ össze.
Megfontolások
A módszer empirikus, ezért meg kell keresni az ideális festékkoncentrációt, amely telíti a fehérjét és kialakítja az alvadékot, de nem veszíti el az érzékenységet.
Hasznos hasonló minták rutin elemzésében.
Olcsó és gyors.
Pontos, mint a Kjeldhal-módszer.
Referenciamódszerként használják.
Hátrányok
Nehéz megtalálni a tiszta tinktúrákat.
A festékek minőségének egyenlőtlensége az egyik gyártási tételről a másikra, ami megköveteli a módszer kalibrálását az egyes gyártási tételeknél.
Nem alkalmazható olyan élelmiszerekre, amelyek tartalma aminocsoportokban változik (proteolízis, barnulás).
c) Lúgos desztillációs módszer
Az amidok erős lúgos közegben történő hidrolízise következtében ammónia keletkezik, amely desztillálódik, és értéke összefügg a fehérjetartalommal.
Megállapították, hogy az ammónia hozama nagyon reprodukálható egy adott fehérje esetében.
d) Lowry módszere
Ha egy Folin-reagenst egy fehérjéhez adunk, a tirozin, a triptofán, a cisztin, a ciszternát és a hisztidint tartalmazó aminosavak oxidációjával kék molibdén komplexgé redukálódik.
Nagy érzékenység és egyszerűen kezelhető.
Hátrányok
A színválasz a fehérje típusától függően változik.
A színintenzitás nem szigorúan arányos a fehérje koncentrációjával.
A kálium-, magnézium-, EDTA- és szénhidrátionok zavarják a reakciót.
e) Formalin-titrálási módszer
A lúgos semlegesített mintához felesleges formaldehidet adnak, amely reagál a lizin és az arginin minden bázikus csoportjával. A felesleges formaldehidet semlegesítjük egy felesleges standard lúggal, amelyet titrálunk, és a fehérjetartalommal függ össze.
Megismételhetősége alacsonyabb, mint más alternatív módszereké.
3. Fizikai módszerek
Megfontolások
Egyszerűbbek, gyorsabbak és az elemzésenkénti költség alacsonyabb, bár a berendezések költsége magas. E módszerek pontossága összefügg az elemzendő anyag jellemzőivel. Az összes nitrogénnel való egyezés attól függ, hogy az anyag nem változik-e mintánként.
nak nek) Infravörös spektroszkópia
Kihasználja a peptidkötés amidcsoportjának abszorpcióját 6,46 Tm-nél.
Gyors, többkomponensű elemzés roncsolásmentes.
Hátrányok
Víz zavarja.
Komplex kalibrációs folyamat.
b) Reflektív infravörös spektroszkópia
A mintát hat, az infravörös sugárzáshoz közeli hullámhosszal (0,75–2,5 Tm) világítják meg, és visszavert fényt érzékelnek.
Megfontolás
Szükség van a statisztikai szempontból szignifikáns minták sorozatának kalibrálására, amelyet hagyományos referencia-módszerekkel elemeznek.
Gyors, többkomponensű elemzés. Szilárd anyagokra alkalmazható. Számszerűsíti a fehérjét víz jelenlétében.
Hátrányok
Keményítők és lipidek zavarják.
A reflexiós spektrum eltolódása a részecskékben lévő nedvesség miatt.
Komplex kalibrációs folyamat.
c) Ultraibolya spektrofotometria
Méri az oldatban lévő fehérjéket, maximális abszorpcióval 280 nm-en, ami a tirozin és a triptofán aromás gyűrűinek tulajdonítható, és 180-220 nm között van.
Gyors, roncsolásmentes.
Hasznos az eluensek kromatográfiás oszlopokon történő monitorozásához.
Egyéb vegyületek (nukleinsavak, nukleotidok) által okozott interferencia.
d) Refraktometriai módszerek
Méri az oldatban lévő fehérje közvetlen refrakcióját vagy a refrakciós index változását, amelyet a fehérje oldatból való eltávolítása okoz.
és) Turbidimetriás módszer
Méri a fényintenzitás csökkenését, amikor áthalad a fehérje részecskék szuszpenzióján. Ez a változás összefügg a fehérjetartalommal.
F) Elektron spektroszkópia
Az anyag röntgensugárzással történő besugárzása és a fehérje amidcsoportjának N atomjára jellemző felszabadult fotoelektronok mennyiségi meghatározása.
Jó korreláció az összes N-tartalommal.
Más érdeklődésre számot tartó csoportok (aminosavak szulfidcsoportjai) egyidejűleg meghatározhatók.
g) Polarográfia
Meghatározza a fehérje nyomait.
MEGHATÁROZÁSI MÓDSZEREK AMINOSAVAKBÓL
Az aminosavak alkotják a fehérje elsődleges szerkezetét, és táplálékértéket adnak az ételeknek.
Az aminosavak elemzéséhez meg kell szakítani a fehérjék peptidkötéseit hidrolízissel, amely lehet savas, lúgos vagy enzimatikus. A savas hidrolízist 6N koncentrációjú sósavval hajtjuk végre. A reagensnek tisztának kell lennie, és nem hagyhat maradványokat, ezért a hidrolízis ajánlott a gázfázisban. A fehérjék hidrolízisének befejezéséhez figyelembe kell venni az olyan tényezőket, mint a sav/fehérje arány, a hőmérséklet és a hidrolízis ideje, és az oxidáció minimalizálása érdekében vákuum és nitrogén alkalmazásával kerülni kell az oxigén jelenlétét a közegben. aminosavak.
Savas hidrolízis szempontjai
A savas hidrolízis befolyásolja bizonyos aminosavak szerkezetét, például:
- Treonin, szerin, cisztin, ciszterna, metionin és tirozin részleges megsemmisítése.
A cisztin, a cisztein és a metionin pusztulását úgy akadályozzuk meg, hogy először a mintát peroxid savval oxidáljuk, és helyette ciszteinsavat és metionin-szulfont határozunk meg.
A triptofánt a sósav teljesen elpusztítja, ezért meghatározásához lúgos hidrolízist kell végezni. - : Tirozin átalakítása klórszármazékká; aszparagin-aszparaginsav; és glutamint glutaminsavvá.
- Az izoleucin és a valin lassú felszabadulása.
Az aminosavakban keletkező veszteségek kompenzálására és a jelenlévő aminosavak számszerűsítésére a hidrolízis előtt ismert mennyiségű belső standardot adhatunk a mintához, amely lehet 2-amino-vajsav.
A szabad aminosavakat oszlop előtti vagy utóoszlopos módszerekkel derivatizálják, és ioncserélő kromatográfiával, nagy teljesítményű folyadékkromatográfiával vagy gáz-folyadék kromatográfiával különítik el.
Az oszlop előtti származékképzés követelményei: