Dumas NIR 분석 기법의 효율성이 증대됨에 따라 첨단 시설을 갖춘 실험실은 기존의 Kjeldahl 분석 기법 이외에 다양한 단백질 분석 기법의 도입을 고려할 수 있습니다. Mérieux NutriSciences의 기암파올로 페리네요(Giampaolo Perinello)는 아래 항목을 포함하여 새로운 기법을 사용하는 시점과 장소에 대한 의견을 소개합니다.
- Dumas 분석법의 장점
- Kjeldahl 분석법이 여전히 유효한 이유
- 불순물 확인을 위한 근적외선 기법의 성능
페리네요는 "Dumas, Kjeldahl, NIR 분석 기법을 선택할 수 있는 것은 행운이라고 생각합니다"라고 말합니다. “저는 3가지 모두를 선택할 수 있습니다. 이 방법을 통해 수년간 축적된 정보를 바탕으로 의사 결정을 할 수 있습니다.”
Dumas 분석법의 장점
Dumas 분석 기법에서 Dumas 기기의 자동화 기능을 사용하여 Kjeldahl 기법과 비교하여 얼마나 작업 시간을 단축할 수 있는지 소개합니다. 예를 들면, 배치 자동화의 효율성을 높여 작업자가 시료를 로드한 후에 다른 작업을 수행할 수 있습니다. Dumas 기법은 분석을 시작한 후 5분이 경과하면 테스트 결과를 확인할 수 있습니다.
그렇지만 분석 기법을 선택할 때 여전히 다양한 요소를 고려해야 합니다. 페리네요는 “중요한 것은 Dumas 기법은 특정한 시료 유형을 정기적으로 테스트할 때 이상적인 방법입니다. 하지만 다른 시료 유형을 몇 회 정도 테스트하는 실험실의 경우 최적의 솔루션은 아닙니다"라고 조언합니다.
Dumas 기기는 가동 준비를 위한 시간이 소요되기 때문에 지속적인 측정에 적합합니다. 반면에 Kjeldahl 분석법은 필요한 때에 즉시 테스트할 수 있는 기법입니다. 페리네요는 한 가지 사례를 소개합니다. “밀가루의 단백질을 측정하는 경우 하루에 약 100회의 측정을 수행할 수 있는 Dumas 분석법이 최적의 방법입니다.”
Kjeldahl 기법이 여전히 유효한 이유
페리네요는 알려지지 않은 시료를 측정하거나 적은 양의 시료를 측정하는 경우 Kjeldahl 방법을 사용하여 기존의 표준분석법의 데이터를 바탕으로 분석을 수행합니다. 시료 유형은 중요한 항목입니다. 페리네요는 “Kjeldahl 기법을 적용하여 최대 10g의 시료를 관리할 수 있지만, Dumas 기법은 매크로 버전으로 최대 1g까지 측정할 수 있습니다"라고 설명합니다.
특히 시료 무게가 대표성 있는 측정을 위해 중요한 역할을 하는 토양과 같은 비균질 시료를 측정하는 경우에 중요합니다.
결론적으로 실험실에서 사용하는 기존의 분석 기법은 널리 알려진 양이 많은 시료를 측정하는 경우에는 Dumas 기법을 사용하고 특정 시료는 Kjeldahl 분석 기법을 사용하는 것입니다. 또한 오랫동안 데이터가 축적된 표준분석법을 사용하는 고객은 Kjeldahl 기법을 유지할 수 있습니다.
근적외선 분석법의 성능
근적외선 분석법은 실험실에서 벤치형 공간에서 사용할 수 있습니다. 특히 동물 사료를 공급하고 표준습식 분석 데이터를 바탕으로 광범위하게 신뢰할 수 있는 캘리브레이션을 수행하는 공간에 적합합니다.
페리네요는 새로운 온라인 연결 기술을 통해 필요한 데이터를 간편하게 연결하는 일반적인 표준습식 기법을 적용하는 근적외선 분석법의 장점을 활용합니다. 이를 통해 불순물을 정확하게 확인할 수 있는 장점이 있습니다.
또한 유업체 및 곡물 업계에서 수년 동안 사용한 시스템을 강조합니다. 표준습식 기법을 사용하는 실험실은 일반적인 시료의 링 테스트를 통해 캘리브레이션을 관리 및 모니터하기 위해 정기적으로 표준습식 분석과 대비하여 근적외선 분석을 확인합니다. 또한 “근적외선 분석법의 성능은 현재 제한적이지만 미래형 분석법이라고 할 수 있습니다. 여전히 유용한 분석법입니다”라고 강조합니다. “많은 표준습식 테스트가 필요하지 않습니다. 소수의 실험실에서만 Kjeldahl 또는 Dumas 분석법을 사용하여 표준습식 테스트를 수행하며 네트워크 상에서 데이터를 공유할 수 있습니다.”
근적외선 분석법의 추가적인 장점은 알려진 스펙트럼 지문을 사용하는 기술이며 우수한 시료 및 밀크 파우더를 위한 기준으로 사용합니다. 스펙트럼의 차이가 나타나는 것은 관심 항목에 추가하여 추가 조사를 진행합니다. 확인 절차는 단백질과 수분 등의 혼합물 테스트와 동시에 수행합니다. 추가 확인 과정은 근적외선 기기가 멜라민과 같은 불순물의 스펙트럼 지문을 인식하도록 프로그래밍하여 수행할 수 있습니다.
페리네요는 “Dumas와 Kjeldahl 기법을 사용하여 전체 질소 성분의 양을 측정하지만 멜라민 또는 기타 불순물이 혼합되면 측정할 수 없습니다"라고 말합니다. “우리는 가능성을 측정합니다. 제 생각에는 근적외선 분석법은 불순물을 확인할 수 있는 유일한 기회입니다. 기술이 보급됨에 따라 테스트를 수행하기 용이해졌으며 스펙트럼 데이터를 공유할 수 있기 때문입니다. 따라서 필요한 곳에서 언제든지 테스트를 진행할 수 있습니다. 표준화된 데이터가 없는 곳에서 분석을 수행하는 경우가 있다면 지정된 장소에서만 테스트를 수행해야 할 것이며 근적외선 분석법의 소요 비용은 높아질 것입니다.”
단백질 측정: 요약
Kjeldahl 분석
- 2009년 유럽연합회(European Commission)는 Kjeldahl 분석법을 식품과 사료 관리를 위한 공식 분석법으로 인정했습니다.
- 유기 질소 및 암모니아 기준에 따른 질소 측정.
- 1883년 칼스버그(Carlsberg) 실험실의 요한 켈달(Johan Kjeldahl)은 습식 화학 기법을 개발하였으며, 현대의 Kjeldahl 솔루션은 배치 측정에 이상적이며 최대 20개 시료를 동시에 분석할 수 있습니다.
- 시료의 무게는 제한이 없으며, 비균질 시료 유형을 측정하는 가치 있는 방법입니다.
Dumas
- 식품 및 농업 부문에서는 비교적 새로운 기법이지만 사료 업계에서는 인기가 높으며 계속하여 표준화가 진행되고 있습니다.
- 비유기 성분을 포함한 전체 질소 측정.
- 1883년 장뱁티스트듀마스(Jean Baptiste Dumas)는 발열반응으로 화학제를 사용하지 않고 유기 물질을 성분별로 변환하는 연소 기법을 개발했습니다.
- 최대 117개의 시료를 배치 단위로 자동 분석할 수 있는 빠르고 편리한 기법이지만 연소 방법의 특성에 따라 시료 무게는 제한적입니다.
근적외선 분석
- 분광 기술은 700nm - 2500nm 범위의 파장에 따라 정의되는 자연적으로 발생하는 전자기 스펙트럼을 사용합니다.
- 이 기법은 70년대와 80년대에 식품 및 농업 부문에 도입되었으며 해당 부문의 대부분의 제품 유형을 구성하는 핵심 성분의 양적 측정을 위한 필수 불가결한 기법으로 정착되었습니다.
- 애플리케이션의 요건에 따라 캘리브레이션을 수행하며, 시료 준비, 시약,소모품이 필요하지 않습니다. 분석 담당자의 편의성을 고려하였으며 결과 도출 시간이 빠릅니다(30-60초).
- 시스템 및 네트워크 연결 기술의 진보에 따라 즉시 사용 가능한 캘리브레이션 정보를 바로 적용할 수 있습니다.
