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 Auf die richtige Verbindung kommt es an: Tiefe Hirnstimulation bei Parkinsonpatienten individuell anpassen
22.06.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

nachricht Forschungsprojekt BabyLux: Neues Messinstrument schützt Frühgeborene vor Gehirnschädigungen
12.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ultra-sensitiv dank quantenmechanischer Verschränkung

28.06.2017 | Physik Astronomie

Chemisches Profil von Ameisen passt sich bei Selektionsdruck rasch an

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Umfangreiche Fördermaßnahmen für Forschung an Chromatin, Nebenniere und Krebstherapie

28.06.2017 | Förderungen Preise