Chemiczna a ekspresowa analiza aminokwasów — którą wybrać

Analiza aminokwasów jest ważnym elementem pracy każdego technologa. Istnieją dwa jej rodzaje — analiza chemiczna i ekspresowa. Znacznie się one od siebie różnią, co trzeba uwzględnić przy wyborze analizy pasz, premiksów, koncentratów BWM, substancji aminokwasowych, produktów mięsnych, rybnych i innych, które nie są pojedynczą rośliną.

Od tego, który rodzaj analizy wybierzesz, zależy jakość wyniku. Analiza chemiczna ma mniejszy błąd i zależy od poziomu laboratorium, w którym jest wykonywana. Na jakość analizy ekspresowej wpływa natomiast bardzo wiele czynników. Ponadto uzyskanie w miarę wiarygodnego wyniku jest możliwe wyłącznie dla jednoskładnikowych produktów roślinnych.

Przyjrzyjmy się rodzajom analizy bardziej szczegółowo.

Analiza chemiczna

Analiza chemiczna opiera się na określonej właściwości chemicznej substancji:● na takiej reakcji z odczynnikiem, że powstały produkt można poddać analizie;● albo na zdolności wskaźników do reagowania na substancję;● albo na działaniu rozpuszczalników na analizowaną substancję.

Konkretnie aminokwasy reagują z substancjami zwanymi czynnikami derywatyzującymi. Odczynniki te przeprowadzają aminokwas w formę łatwą do analizy aparaturą.

Ważnym etapem analizy chemicznej jest przygotowanie próbki. W jego trakcie z paszy, żywności, próbki stałej lub innej otrzymuje się ciecz zawierającą aminokwasy. Proces ten trwa średnio 1–3 doby.

Do przeprowadzenia analizy chemicznej wykorzystuje się następujący sprzęt:● chromatograf (chromatograf przeznaczony wyłącznie do analizy aminokwasów bywa nazywany analizatorem aminokwasów),● elektroforeza kapilarna (to również sprzęt chromatograficzny),● spektrofotometr.

Ponieważ metoda opiera się na bezpośredniej reakcji z odczynnikiem, a każdy aminokwas analizowany jest osobno, analiza chemiczna jest dość dokładna (błąd względny 3–5%).

Metodą chemiczną można oznaczyć aminokwasy w dowolnych produktach.

Analiza ekspresowa

Metoda ekspresowa opiera się na charakterystykach spektralnych poszczególnych składników, z których zbudowana jest roślina. Składnikami tymi są białko, tłuszcz, włókno, wilgoć itd.

Podczas takiej analizy grupy funkcyjne substancji organicznych w świetle podczerwonym dają charakterystyczne maksima i minima w widmie (widmo to graficzna reakcja aparatu na zmianę długości fali).

Specjaliści nauczyli się wyznaczać pewną zależność wartości absorpcji (oś Y) w tych maksimach od zawartości poszukiwanej substancji (przykładowo białka w makuchu sojowym).

Aby zbudować taką zależność, aparatowi (analizatorowi ekspresowemu) trzeba dostarczyć co najmniej 100 wartości białka w makuchu sojowym oznaczonych metodą chemiczną (a dla dobrego wyniku — 1000 wartości). Dalej będziemy nazywać tę zależność kalibracją, czasem nazywa się ją krzywą kalibracyjną.

Za pomocą specjalnych programów aparat wyprowadza taką zależność. Analizując nieznaną próbkę, po zdjęciu widma można obliczyć poszukiwaną wartość. Wszystkie te wyniki obliczane są matematycznie i mogą być dokładniejsze tylko przy dużej liczbie znanych próbek. Ogólnie błąd takich badań jest dość duży (5–30% wartości chemicznej).

Ekspresowe analizatory są różnych typów. Przeważnie analizatory na podczerwień mają skrót NIRS (near-infrared spectroscopy). Produkuje je wiele firm (FOSS, Perten, InfraTec, InfraScan i inne).

Dokładność analizy ekspresowej zależy bezpośrednio od jakości kalibracji aparatu. I oto dlaczego.

Kalibrację analizatora ekspresowego trzeba wykonywać osobno dla każdego rodzaju produktu (osobno na pszenicę, osobno na nasiona soi, osobno na makuch sojowy, osobno na śrutę sojową itd.). Mają one bowiem różną zawartość białka, tłuszczu, włókna i kwasów organicznych, a to właśnie od nich zależy widmo rejestrowane przez analizator IR.

Kalibracje na białko, włókno, tłuszcz i wilgoć są dość powszechne, natomiast kalibracje na aminokwasy w Ukrainie wykonuje się bardzo rzadko.

Często firmy wykonujące analizę ustawiają analizator ekspresowy w Ukrainie, rejestrują widmo i wysyłają je partnerom za granicę. Tam podstawia się je do systemu obliczeń, a wynik odsyła do Ukrainy.

Istotne jest również to, kto wykonywał kalibrację. Rzetelną kalibrację może wykonać tylko ten, kto ma zarówno analizator IR, jak i sprzęt do analizy chemicznej oraz może pozwolić sobie na koszty związane z taką procedurą. Obecnie znam tylko jednego producenta w Ukrainie, który samodzielnie kalibruje swój sprzęt do oznaczania białka i wilgotności. W tym celu przedsiębiorstwo zbiera próbki, na których przez cały rok wykonuje analizy chemiczne.

Zdecydowana większość kalibracji jest ustawiana przez dostawcę. Zbadanie, jak często użytkownik je aktualizuje, jest praktycznie niemożliwe. Wsparcie w aktualizacji kalibracji przez producenta jest drogie (od 20 tys. euro rocznie). Dlatego jest tu pole do „oszczędności”, co negatywnie wpływa na wynik.

Ważne, że analizatory IR badają wyłącznie surowiec roślinny. Jeśli produkt zawiera składniki różnego surowca roślinnego (pasze, koncentraty BWM, premiksy itp.), analizatora IR przeważnie się nie stosuje. Podobnie — do syntetycznych aminokwasów.

Podsumowując:

Jak rozpoznać, jaką metodą wykonano analizę

1. Zapytać wykonawcę analizy.

2. Jeśli wyniki oznaczenia ogólnej zawartości aminokwasów w paszy lub surowcu roślinnym dostarczono w ciągu dwóch dób, istnieje duże prawdopodobieństwo, że jest to analiza ekspresowa. Analiza chemiczna trwa co najmniej dwie pełne doby, a w przypadku niektórych aminokwasów — trzy do czterech. I to pod warunkiem, że próbkę pobrano do badania tego samego dnia, w którym ją otrzymano.

3. Na podstawie protokołu badania:● Laboratorium ma obowiązek podać w dokumencie metodę analizy (to wymóg normy ISO 17025). Najprostszy sposób jej weryfikacji — wyszukać w internecie. Wyszukiwarki pokażą pełną nazwę lub opis normy, w której zwykle podana jest metoda wykonania.● Czasem w protokole podaje się aparaturę, na której uzyskano wynik. Jeśli wskazano NIRS — to analiza ekspresowa. Jeśli sprzęt chromatograficzny — analiza chemiczna.

4. Poprosić o chromatogram analizy. Można go otrzymać wyłącznie przy chemicznej metodzie badania.

Którą analizę wybrać

Jeśli analizujesz wieloskładnikową roślinę lub produkt pochodzenia nieroślinnego, wybierz analizę chemiczną.

Jeśli analizujesz konkretną roślinę (pszenicę, kukurydzę, śrutę sojową, nasiona soi, makuch słonecznikowy itd.), możesz skorzystać z analizy ekspresowej. Koniecznie sprawdź jednak, czy sprzęt, na którym wykonywane będzie badanie, ma prawidłowo wykonaną kalibrację.

Nasze laboratorium wykonuje analizę aminokwasów metodą chemiczną w dowolnych produktach.

Zapraszamy do współpracy!

Anastasija Szuparska, kierownik laboratorium Halomlab

15 kwietnia 2021 roku