Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schnelle Proteinbestimmung

11.04.2011
iTAG Sprint ermöglicht schnellen Eingriff in laufende Produktion

Die häufigste Methode zur Bestimmung des Proteingehaltes von Molkereiprodukten und anderen Lebensmitteln war bisher die Kjeldahl-Methode, die als Standard-Methode vielfach vorgegeben ist. Einige ihrer Anwender versuchen schon seit geraumer Zeit, die Nachteile der Kjeldahl-Methode zu umgehen, indem sie auf Alternativen wie die Bestimmung nach Dumas oder die NIR-Spektroskopie ausweichen.

Die Stickstoffbestimmung nach Kjeldahl und Dumas erfasst den Gesamtstickstoffgehalt der Probe, aus dem wiederum der Stickstoffanteil der Proteine errechnet wird. Probleme ergeben sich bei verfälschten Lebensmitteln (Adulterated Food) oder modifizierten Lebensmitteln (Modified Food), wie der Melamin-Skandal im Hundefutter und in der Babymilch der Jahre 2006 und 2009 zeigte. Bei der NIR-Methode sind umfangreiche Kalibrationen notwendig; leichte Schwankungen der Probenzusammensetzung können das Messergebnis nachhaltig beeinflussen.

Kjeldahl und Dumas
Die Kjeldahl-Methode ist seit 1883 bekannt und beinhaltet zeitintensive Arbeitsschritte. Bis zur Berechnung des Proteingehaltes dauert es einige Stunden. Das Arbeiten mit siedender Schwefelsäure ist nicht gerade als angenehm zu bezeichnen. Im ersten Schritt beim Aufschluss wird die Probe mit einem Überschuss an Schwefelsäure in einem offenen Kolben gekocht. Dabei wird der Kohlenstoff im organischen Material zu CO2 oxidiert und Schwefelsäure zu SO2 reduziert. Im zweiten Schritt erfolgt eine Wasserdampfdestillation und im dritten schließlich die Bestimmung: Für die direkte Titration von Borat wird häufig ein Indikatorgemisch aus Methylrot und Methylenblau verwendet, welches im Sauren umschlägt. Das verbrauchte Maßlösungsvolumen kann in die Stickstoffmenge der Probe umgerechnet werden.

Eine Verbesserung hinsichtlich Arbeitsschutz und Zeitverkürzung sollte die Dumas-Methode bringen. Diese Verbrennungsmethode wurde 1848 von Jean Dumas entwickelt. Hierbei wird das Probenmaterial bei hohen Temperaturen verbrannt und die entstehenden Verbrennungsgase analysiert. Kleine Einwaagen von festen oder flüssigen Proben werden durch die Verbrennung bei hohen Temperaturen und in Anwesenheit von Katalysatoren oxidiert. Die anfallenden Stickoxide (NOx) reduziert man dann mittels Kupfer zu elementarem Stickstoff und die Nebenprodukte Wasser und Kohlendioxid werden vollständig abgetrennt. Der Stickstoff lässt sich dann mit einem Wärmeleitfähigkeitsdetektor analysieren. Der Nachteil dieser Methode: Es fallen nicht unerhebliche Mengen an Kupfer (Reduktionsmittel) und Katalysator an. Zudem sind kostenintensive Reinstgase für die Analyse erforderlich.

Tagging von Aminosäuren
Es kommt schon einer Revolution gleich, wenn Jahrhunderte alte Methoden durch ein schnelles, einfaches und sicheres Verfahren abgelöst werden: Die Protein-Analyse im Sprint erfolgt direkt mittels der iTAG-Technologie und wird nicht durch Lebensmittelzusätze verfälscht. Zudem entfällt die Verwendung von gefährlichen und umweltschädlichen Chemikalien.

Zu Beginn der Analyse wird die Probe (Milch, Joghurt, Fleisch, Wurst, Mehl, Fertiggerichte, etc.) in einen Becher eingewogen und in das Sprint-Gerät gestellt. Das Sprint gibt nun eine definierte Menge an iTAG-Lösung zu der Probe und der eingebaute Homogenisierer durchmischt die Einwaage. Während dieses Prozesses bindet die iTAG-Lösung an den charakteristischen Molekülstellen der Proteine. Tagging (engl. Markieren) bedeutet das selektive Binden des Farbstoffes an den Aminosäuren des Eiweißes in der Probe. Diese Farbreaktion ist schon seit gut 30 Jahren bekannt und hat das offizielle AACC- und AOAC-Approval.

Die unverbrauchte iTAG-Lösung wird über ein Filtersystem aus der Probe entnommen und anhand seiner charakteristischen Färbung im Sprint analysiert. Zeitgleich wird der Homogenisierer automatisch im Sprint gereinigt und somit eine Kontamination der nächsten Probe verhindert. Nach typischerweise 2…3 min ist die Analyse fertig. Als Abfall fallen lediglich etwas Reinigungswasser, einige Milliliter der nichttoxischen iTAG-Lösung und der Probenbecher mit der eingewogenen Probe sowie dem Filtriervorsatz an.

Die Analyse endet damit, dass der Proteingehalt am Bildschirm und am eingebauten Drucker des iTag Sprint ausgegeben wird. Nun ist das Gerät bereit für die nächste Proteinbestimmung. Für hohen Probendurchsatz können mehrere Sprint-Geräte miteinander gekoppelt werden.

Vergleichbare Ergebnisse
Als Ersatzmethode für die Kjeldahl-Standardmethode sind vergleichbare Ergebnisse eine zwingende Voraussetzung. Studien an zertifizierten Referenzmaterialien zeigen, das diese Anforderung mit der iTAG-Sprint-Methode erfüllt wird (siehe Tabellen!). Darüber hinaus ist eine deutlich Verbesserung der Präzisionsdaten mit iTAG Sprint zu beobachten. Die nebenstehenden Tabellen mit Messergebnissen von Lebensmittelanalysen zeigen beispielhaft die Leistungsfähigkeit der neuen Methode. Zudem bietet das Unternehmen CEM allen interessierten LABO-Lesern an, eigene Proben im CEM-Applikationslabor testweise mit dem iTag Sprint zu analysieren.

CEM GmbH, 47475 Kamp-Lintfort, Tel. 02842/9644-0.

Ulf Sengutta*) | LABO
Weitere Informationen:
http://www.labo.de/labortechnik/Labortechnik---Proteinbestimmung-mit-iTAG-Sprint.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Mehr Patientensicherheit: Neue Testmethoden für die Eignung von Implantaten für MRT-Untersuchungen
11.10.2017 | Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden

nachricht DZHK-Studien: Strahlenfreie und nicht-invasive Diagnose der diastolischen Herzschwäche
10.10.2017 | Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz