Анализ белка
Качественный и количественный анализ белков показывает, что все белки состоят из углерода, кислорода, азота, водорода и серы. Так же, в составе отдельных белков наблюдаются такие элементы как железо, медь, йод, фосфор и ряд других микро- и макроэлементов. Содержание всех химических элементов, в зависимости от белка, может сильно варьироваться, и только процентное содержание азота характеризуется высокой стабильностью, а именно, приблизительно 16%. Кроме того, содержание азота в других органических соединениях мало, поэтому было предложено определять концентрацию белка, по содержащемуся в нем азоту. Данный метод анализа предложил датский химик Йохан Кьельдаль еще в 1883 году на заседании Датского химического общества, но и по настоящее время анализ белка по методу Кьельдаля считается арбитражным.
Как правило, процесс анализа белка по методу Кьельдаля принято разбивать на три стадии:
* разложение пробы в кислоте;
* паровая дистилляция;
* титрование борной кислотой.
Не смотря на то, что в последнее время предлагается большое количество установок для автоматизации анализа по Кьельдалю (например, компания Gerhardt предлагает готовые решения, как для ручного, так и автоматизированного анализа белка), этот метод до сих пор остается достаточно длительным и трудоемким, что бывает крайне неудобно для большого потока анализов. Хорошей альтернативой, в этом случае, будет метод количественного определения азота в органических соединениях, разработанный французским химиком-органиком Жаном Батистом Дюма в 1830-х годах. В основе метода Дюма лежит сжигание пробы исследуемого вещества в атмосфере, насыщенной кислородом при высокой температуре, восстановление соединений азота в молекулярный азот и дальнейшее количественное определение азота детектором. Современные установки, работающие на базе данного метода, оснащаются автосамплерами, которые способны вмещать до 120 проб одновременно. Так как полный цикл анализа одной пробы подобного анализатора составляет всего 2 – 3 минуты, это позволяет значительно сэкономить время, по сравнению с методом Кьельдаля. Относительная погрешность, например, установки Dumatherm, производимой немецкой компаний Gerhardt, составляет менее чем 0,5% с абсолютным пределом обнаружения в 0,01 мг. Единственный недостаток, ставший причиной достаточно ограниченного его использования – метод Дюма не является арбитражным.
Однако, самым быстрым методом анализа белка, является инфракрасная спектроскопия. Инфракрасный спектрометр анализирует одну пробу всего несколько секунд, благодаря чему широко используется в лабораториях с большим потоком анализов. Данные установки адоптированы для анализа мясных и молочных продуктов, а также всех зерновых культур. Кроме того, в последнее время появились модели ИК-спектрометров в портативном исполнении, например Infratec Sofia, производства FOSS.