Oznaczanie azotu niebiałkowego - NPN - w mleku i produktach mlecznych

Mleko i produkty mleczne zawierają wysokiej jakości białka, które człowiek może szczególnie dobrze wykorzystać i wykorzystać do budowy własnego białka. Białka mleka odgrywają ważną rolę nie tylko w produkcji tradycyjnych produktów mlecznych, ale odgrywają również ważną rolę w szerokiej gamie produktów spożywczych, takich jak żywność dla niemowląt oraz w sektorze farmaceutycznym, ze względu na ich różnorodne właściwości funkcjonalne i wysoką wartość odżywczo-fizjologiczną . W związku z tym zawartość białka w mleku odgrywa znaczącą rolę w ustalaniu ceny.

Białka mleka składają się głównie z kazeiny, białek serwatkowych i „azotu niebiałkowego” (NPN). NPN jest składnikiem białka surowego, którego człowiek nie może przetworzyć i dlatego różni się od tzw. białka prawdziwego lub czystego. NPN jest kluczowym składnikiem składu mleka i zawiera różne związki azotu, które nie są białkami, ale mimo to mają ogromne znaczenie dla oceny jakości i bezpieczeństwa produktu. NPN składa się z kreatyny/kreatyniny, peptydów, kwasu hipinowego, wolnych aminokwasów, kwasu orotowego, kwasu moczowego, amoniaku i mocznika, przy czym największą część stanowi mocznik. Dlatego też, aby określić odpowiednią zawartość białka, zawartość NPN należy odjąć od zawartości białka, stosując następujące obliczenia:

Czyste białko = surowe białko - NPN.

W dziedzinie kontroli jakości produktów mlecznych i analiz wartości odżywczych, dokładne oznaczenie azotu niebiałkowego (NPN) w mleku i produktach mlecznych odgrywa kluczową rolę. Oznaczenie NPN jest istotne, ponieważ zawartość białka można sztucznie zwiększyć poprzez dodanie innych substancji o wysokiej zawartości azotu.

Przykładem tego jest skandal dotyczący melaminy w Chinach, kilka lat temu – do mleka w proszku dodawano melaminę, przemysłową substancję chemiczną , w celu zwiększenia zawartości białka. Oznaczanie azotu czystego według Kjeldahla osiąga tutaj swoje granice i wykazałoby zbyt wysoką zawartość białka. Jednakże oznaczenie NPN służy również do wyciągania wniosków dotyczących jakości paszy dla zwierząt – na podstawie wyników analizy NPN/mocznik można dostosować zawartość lub kolejność dawek pokarmowych w celu optymalizacji kosztów żywienia, produkcji mleka i redukcja odpadów azotowych w środowisku.

Do oznaczania zawartości NPN nadaje się zarówno metoda Kjeldahla, jak i metoda Dumasa:

Przygotowanie próbki
Próbki ciekłe przenosi się do zlewki i podgrzewa w łaźni wodnej do temperatury 38–40°C. Próbkę do analizy schładza się następnie do temperatury pokojowej, dokładnie mieszając, i waży w kolbie Erlenmeyera. Następnie do próbki mleka dodaje się kwas trichlorooctowy i ponownie waży mieszaninę mleka i kwasu. Po utworzeniu osadu zawartość kolby stożkowej przesącza się, a filtrat zbiera się w czystej, suchej kolbie stożkowej. Filtrat waży się metodą ważenia różnicowego za pomocą jednorazowej strzykawki.

Próbki stałe homogenizuje się za pomocą miksera lub młyna laboratoryjnego, jeśli to konieczne, odpowiednią ilość próbki rozpuszcza się w wodzie o temperaturze 40-50°C. Osad tworzy się przez dodanie kwasu trichlorooctowego, który odsącza się po krótkim ogrzewaniu zawiesiny. Filtrat można odważyć za pomocą jednorazowej strzykawki.

Filtrat musi być przejrzysty i wolny od cząstek. Jeżeli tak nie jest, powtarza się wytrącanie i filtrację

Mineralizacja
Próbkę jest mineralizowana stężonym kwasem siarkowym w temperaturze 410°C. Filtrat nie ma tendencji do pienienia się, mimo to należy go ostrożnie podgrzać i obserwować. W przypadku oficjalnych standardów czas trawienia wynosi 2,5 godziny, natomiast w przypadku metody zoptymalizowanej czas trawienia można skrócić do około 2 godzin.

• Uwaga do aplikacji: Skróć czas mineralizacji, umieszczając próbki we wstępnie podgrzanym bloku do mineralizacji.

Destylacja i miareczkowanie
Po mineralizacji próbkę poddaje się destylacji z dodatkiem H₂O i NaOH a uwolniony gas zbiera się w odbieralniku napełnionym H₃BO₃. Określenie punktu końcowego odbywa się automatycznie w VAPODEST 500. Dodanie wskaźnika końća miareczkowania nie jest konieczne, ale można je zastosować do kontroli wizualnej.

Obliczanie
Zawartość azotu niebiałkowego oblicza się na podstawie wcześniej ustalonej ślepej próby oraz odnotowanych mas, masy próbki, mieszaniny próbka-kwas i filtratu oraz zużycia titranta.

• Uwaga do aplikacji: Do obliczeń skorzystaj z naszego już przygotowanego arkusza kalkulacyjnego Excel, który chętnie Ci udostępnimy.

Przygotowanie próbki
Próbki ciekłe przenosi się do zlewki i podgrzewa w łaźni wodnej do temperatury 38–40°C. Próbkę do analizy schładza się następnie do temperatury pokojowej, dokładnie mieszając, i waży w kolbie Erlenmeyera. Następnie do próbki mleka dodaje się kwas trichlorooctowy i ponownie waży mieszaninę mleka i kwasu. Po utworzeniu osadu zawartość kolby stożkowej przesącza się, a filtrat zbiera się w czystej, suchej kolbie stożkowej.
Próbki stałe homogenizuje się za pomocą miksera lub młyna rotorowego , jeśli to konieczne, odpowiednią ilość próbki rozpuszcza się w wodzie o temperaturze 40-50°C. Osad tworzy się przez dodanie kwasu trichlorooctowego, który odsącza się po krótkim ogrzewaniu zawiesiny tak, aby przesącz można było zebrać w czystej, suchej kolbie Erlenmeyera. Przed zważeniem, folię aluminiową (np. DumaFoil) należy wytarować, odważyć 75 mg superabsorbentu i za pomocą jednorazowej strzykawki odważyć próbkę.

• Nota aplikacyjna: Ze względu na niską zawartość azotu, należy odważyć ok. 400 mg filtratu. W tym przypadku korzystne może być użycie DumaFoilXL w celu uproszczenia obsługi próbki.

Ważenie / kalibracja
Przy masie próbki ok. 400 mg filtratu, w zależności od próbki, osiągane są obszary pików w zakresie 400-900 mV, co odpowiada bezwzględnej ilości azotu wynoszącej ok. 0,08 - 0,18 mg. Dlatego wybrana kalibracja powinna obejmować ten zakres roboczy. W przypadku tak niskiej zawartości azotu zwykle stosuje się roztwór THAM, w tym przypadku roztwór THAM z 0,05% azotem N, który pokrywa pożądany zakres roboczy przy masach od 150 mg do 400 mg. Minimalny wymóg dla współczynnika korelacji R2 jest wartość ≥ 0,999.

Obliczanie

Zawartość azotu niebiałkowego oblicza się jako funkcję masy: próbek, mieszaniny próbka-kwas, masy filtratu i  zawartości azotu w filtracie.

• Nota aplikacyjna: Do obliczeń skorzystaj z naszego już przygotowanego arkusza kalkulacyjnego Excel, który chętnie Ci udostępnimy.

Powrót do not aplikacyjnych