RU2517628C1 - Method for determination of natural amino acids in food products protein composition - Google Patents

Method for determination of natural amino acids in food products protein composition Download PDF

Info

Publication number
RU2517628C1
RU2517628C1 RU2012155966/15A RU2012155966A RU2517628C1 RU 2517628 C1 RU2517628 C1 RU 2517628C1 RU 2012155966/15 A RU2012155966/15 A RU 2012155966/15A RU 2012155966 A RU2012155966 A RU 2012155966A RU 2517628 C1 RU2517628 C1 RU 2517628C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amino acids
buffer
determination
natural amino
chromatographic separation
Prior art date
Application number
RU2012155966/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Борисович Лисицын
Андрей Николаевич Иванкин
Наталья Леонидовна Вострикова
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова Российской академии сельскохозяйственных наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова Российской академии сельскохозяйственных наук filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова Российской академии сельскохозяйственных наук
Priority to RU2012155966/15A priority Critical patent/RU2517628C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2517628C1 publication Critical patent/RU2517628C1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: food industry.
SUBSTANCE: method envisages the sample acid hydrolysis, the hydrolysate filtration and chromatographic separation with subsequent automatic identification and quantitative evaluation of amino acids content using an automatic analyser. The invention allows to determine amino acids in the food product proteins composition with amino acids content equal to nearly 0.1-3.5 g/100 g of the product (1.5-17 g/100 g of protein) with application of sequential elution of amino acids with a buffer solutions mixture and simultaneous detection of the components at two wave lengths being 440 and 570 nm.
EFFECT: acceleration of the process of amino acids isolation from the food product and determination accuracy enhancement due to losses decrease and highly sensitive material application.
2 tbl

Description

Изобретение относится к области анализа биологической ценности объектов пищевого и медицинского назначения, в частности животного сырья и продукции на его основе, и может быть использовано в медицине, пищевой и парфюмерной промышленности, а также сельском хозяйстве.The invention relates to the field of analysis of the biological value of food and medical purposes, in particular animal raw materials and products based on it, and can be used in medicine, food and perfume industry, as well as agriculture.

Известны разные методы определения состава аминокислот в белках. Наиболее часто используют метод классической высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), который дает возможность осуществлять разделение и идентификацию большинства аминокислот в смеси, однако недостаточная специфичность метода не позволяет проводить полное дифференцирование всех 20-ти природных аминокислот, в частности не происходит полное разделение и соответствующая идентификация серина от валина, фенилаланина от пролина и некоторых др. пар аминокислот, имеющих близкую хроматографическую подвижность в условиях ВЭЖХ [Неклюдов А.Д., Иванкин А.Н. Коллаген: получение, свойства и применение: монография. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007].Various methods are known for determining the composition of amino acids in proteins. The most commonly used method is classical high performance liquid chromatography (HPLC), which makes it possible to separate and identify most amino acids in a mixture, however, the lack of specificity of the method does not allow for the complete differentiation of all 20 natural amino acids, in particular, there is no complete separation and corresponding identification of serine from valine, phenylalanine from proline and some other pairs of amino acids having close chromatographic mobility under the conditions of HPLC [Nek Lyudov A.D., Ivankin A.N. Collagen: production, properties and application: monograph. - M .: GOU VPO MGUL, 2007].

Известен также способ повышения точности определения последовательности аминокислотных остатков биополимеров по данным масс-спектрометрического анализа с использованием вычислительной системы [Патент RU №2408011 C2]. Метод отличается точностью, но является сложным по техническому осуществлению и требует применения дорогостоящего масс-спектрометрического детектирования.There is also a method of increasing the accuracy of determining the sequence of amino acid residues of biopolymers according to mass spectrometric analysis using a computer system [Patent RU No. 2408011 C2]. The method is accurate, but it is complicated in technical implementation and requires the use of expensive mass spectrometric detection.

Известен способ идентификации 11-16 аминокислот методом капиллярного электрофореза [Патент RU №2346931 C1], однако указанный способ не позволяет определять весь спектр природных аминокислот.A known method for identifying 11-16 amino acids by capillary electrophoresis [Patent RU No. 2346931 C1], however, this method does not allow to determine the entire spectrum of natural amino acids.

Наиболее близким к заявленному является способ разделения основных аминокислот, который заключается в том, что аминокислоты разделяют двумерной тонкослойной хроматографией и последовательным использованием двух новых хроматографических систем растворителей: изопропиловый спирт - ацетон - 24-25% раствор аммиака - вода в соотношении (19,0-27,0):(20,0-26,0):(3,0-6,5):(6,0-10,0) (по объему) и хлороформ - этанол - ледяная уксусная кислота - вода в соотношении (23,0-27,0):(13,5-16,0):(1,3-3,5) (по объему). Для детектирования аминокислот используют нингидриновый реактив и дополнительно реактивы Эрлиха или Несслера [Заявка RU №94028253 A1, кл. G01N 30/02]. Способ является трудоемким и не позволяет осуществлять быструю идентификацию в автоматической режиме.Closest to the claimed method is the separation of basic amino acids, which consists in the fact that the amino acids are separated by two-dimensional thin layer chromatography and the sequential use of two new chromatographic solvent systems: isopropyl alcohol - acetone - 24-25% ammonia solution - water in the ratio (19.0- 27.0) :( 20.0-26.0) :( 3.0-6.5) :( 6.0-10.0) (by volume) and chloroform - ethanol - glacial acetic acid - water in the ratio (23.0-27.0) :( 13.5-16.0) :( 1.3-3.5) (by volume). For the detection of amino acids using ninhydrin reagent and optionally reagents Ehrlich or Nessler [Application RU No. 94028253 A1, cl. G01N 30/02]. The method is time consuming and does not allow for quick identification in automatic mode.

Технической задачей заявленного изобретения является ускорение процесса выделения аминокислот из пищевого продукта и повышение точности определения за счет сокращения потерь и применения высокочувствительного материала.The technical task of the claimed invention is to accelerate the process of separation of amino acids from a food product and increase the accuracy of determination by reducing losses and the use of highly sensitive material.

Поставленная задача решается в способе, предусматривающем кислый гидролиз образца, фильтрацию и хроматографическое разделение гидролизата с последующей автоматической идентификацией и количественной оценкой содержания аминокислот на автоматическом анализаторе.The problem is solved in a method involving acid hydrolysis of a sample, filtration and chromatographic separation of the hydrolyzate, followed by automatic identification and quantification of amino acid content on an automatic analyzer.

Технический результат заключается в определении аминокислот в составе белков пищевого продукта при их содержании порядка 0,1-3,5 г/100 г продукта (1,5-17 г/100 г белка) с применением последовательного элюирования аминокислот смесью буферных растворов и одновременным детектированием компонентов при двух длинах волн 440 и 570 нм.The technical result consists in the determination of amino acids in the protein composition of a food product with a content of about 0.1-3.5 g / 100 g of product (1.5-17 g / 100 g of protein) using sequential elution of amino acids with a mixture of buffer solutions and simultaneous detection components at two wavelengths of 440 and 570 nm.

Заявляемый способ определения осуществляют по следующей методике.The inventive method of determination is carried out according to the following method.

Анализ содержания аминокислот выполняют на аминокислотном анализаторе, в который вводят гидролизат пищевого продукта. Для разделения аминокислот используют буферную систему компонентов A-F, состав буферных растворов указан в табл.1. pH буферных растворов предварительно устанавливают с помощью ортофосфорной кислоты и гидрооксида натрия, растворы перед введением в анализатор подвергают фильтрованию через фторопластовый фильтр с размером пор 0,22 мкм.Amino acid analysis is performed on an amino acid analyzer into which a hydrolyzate of the food product is introduced. For the separation of amino acids, a buffer system of components A-F is used, the composition of the buffer solutions is shown in Table 1. The pH of the buffer solutions is pre-set using phosphoric acid and sodium hydroxide, the solutions are filtered before being introduced into the analyzer through a fluoroplastic filter with a pore size of 0.22 μm.

Таблица 1Table 1 Состав буферных растворовThe composition of the buffer solutions НаименованиеName AA BB CC DD FF pHpH 3,33.3 3,63.6 4,54,5 11,011.0 11,011.0 НормальностьNormality 0,100.10 0,100.10 0,100.10 0,250.25 0,30.3 Ацетат натрия, гSodium Acetate, g 8,28.2 8,28.2 8,28.2 8,28.2 00 Метанол, млMethanol, ml 7575 00 00 00 00 Муравьиная кислота, млFormic acid, ml 3,03.0 3,03.0 2,02.0 1,21,2 00 Уксусная кислота, млAcetic acid, ml 15,015.0 20,020,0 1,51,5 5,05,0 00 Борная кислота, гBoric acid, g 00 00 00 2,02.0 00 Этилендиаминтетраацетата динатриевая соль, гEthylene diamine tetraacetate disodium salt, g 00 00 00 0,50.5 00 Гидроксид натрия, гSodium hydroxide, g 00 00 00 6,06.0 12,012.0 Каприловая кислота, мклCaprylic acid, μl 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred Вода деионизированная для ВЭЖХ, лDeionized water for HPLC, l до 1up to 1 до 1up to 1 до 1up to 1 до 1up to 1 до 1up to 1

Принцип определения аминокислот заключается в следующем. 20 мкл анализируемой пробы помещают в пластиковый сосуд, который устанавливают в поворачивающийся штатив автоматического термостатированного инжектора. Закол пробы осуществляется в соответствии с программой после промывки и регенерации хроматографической колонки, имеющей температуру 47°C и заполненной ионообменником - катионитом с карбоксильными ионогенными группами в Na+-форме. Подача элюента осуществляется по капиллярным шлангам высокого давления с внутренним диаметром 0,2 мм. Разделение аминокислот осуществляется автоматически в соответствии с заданной программой (табл.2). После разделительной колонки раствор поступает в термостатированный реактор для проведения цветной реакции. Подача в реактор нингидринового раствора, содержащего: 15 г/л нингидрина, 0,55 г/л гидридантингидрата, 1% метилцеллозольва, 10% метанола в 0,1 M ацетатном буфере pH 4,8, позволяет при температуре реактора 125°C осуществлять цветную реакцию анализируемых и прошедших аминокислот с нингидрином. Далее окрашенный раствор с комплексом аминокислот с нингидрином подается насосом в УФ детектор. Регистрацию аминокислот, связанных в комплексе с нингидрином, осуществляют автоматически одновременно при 570 нм, пролин анализируют при 440 нм, т.к. это является максимальной абсорбцией для данных определяемых аминокислот.The principle of determining amino acids is as follows. 20 μl of the analyzed sample is placed in a plastic vessel, which is installed in a rotating tripod of an automatic thermostatically controlled injector. Sample stabilization is carried out in accordance with the program after washing and regenerating the chromatographic column, which has a temperature of 47 ° C and is filled with an ion exchanger - cation exchanger with carboxyl ionogenic groups in the Na + form. The eluent is supplied via high pressure capillary hoses with an inner diameter of 0.2 mm. The separation of amino acids is carried out automatically in accordance with a given program (table 2). After the separation column, the solution enters the thermostatic reactor for a color reaction. Submission to the reactor of a ninhydrin solution containing: 15 g / l of ninhydrin, 0.55 g / l of hydridanthine hydrate, 1% methylcellosolve, 10% methanol in 0.1 M acetate buffer, pH 4.8, allows for color reaction at a temperature of 125 ° C the reaction of the analyzed and past amino acids with ninhydrin. Next, a colored solution with a complex of amino acids with ninhydrin is pumped into a UV detector. The registration of amino acids bound in complex with ninhydrin is carried out automatically simultaneously at 570 nm, proline is analyzed at 440 nm, because this is the maximum absorption for these determined amino acids.

Работа анализатора выполняется по программе, предусматривающей одновременное ступенчатое изменение вида буфера и температуры хроматографической колонки на каждой стадии. Стандартное время анализа от момента ввода пробы до завершения выхода последнего пика, соответствующего аргинину, составляет 50 минут при скорости подачи элюента 0,2 мл/мин.The work of the analyzer is performed according to a program that provides for a simultaneous stepwise change in the type of buffer and the temperature of the chromatographic column at each stage. The standard analysis time from the moment of injection of the sample to the completion of the output of the last peak corresponding to arginine is 50 minutes at an eluent feed rate of 0.2 ml / min.

Таблица 2table 2 Программа анализа аминокислот (P в колонке 50 атм, поток 0,2 мл/мин)Amino Acid Analysis Program (P in column 50 atm, flow 0.2 ml / min) 1one 22 4four 55 66 77 88 99 1010 11eleven 1212 1313 Время, минTime min 12,012.0 5,55.5 7,57.5 9,09.0 3,03.0 11,011.0 9,09.0 8,08.0 0,10.1 8,08.0 4,04.0 6,16.1 0,40.4 Ввод образцаSample Entry XX Нингидриновый буферNinhydrin buffer XX XX XX XX XX XX XX XX Буфер ABuffer A XX XX Буфер BBuffer b XX Буфер CBuffer c XX XX Буфер DBuffer D XX XX XX Буфер FBuffer f XX XX XX XX XX Температура колонки, °CColumn temperature, ° C 4747 4747 4848 4848 4949 5252 5656 6060 6060 7070 7070 5555 5555

Используемый метод позволяет определять с точностью ±(5-10)% наличие всех природных аминокислот с минимальным уровнем их содержания в растворе (0,500±0,006) мкмоль/мл. Минимальный интервал надежного определения сигнала аминокислот, составляющий >200 мВ, получают для концентрации >0,3 мкг/мл взятого на анализ белка в пробе.The method used allows us to determine with accuracy ± (5-10)% the presence of all natural amino acids with a minimum level of their content in solution (0.500 ± 0.006) μmol / ml. The minimum interval for reliable determination of the amino acid signal of> 200 mV is obtained for a concentration of> 0.3 μg / ml taken for analysis of protein in the sample.

Пример. 0,1 г образца (пищевого продукта или белка неизвестного состава с содержанием белкового компонента более 20%) обрабатывают 6 M раствором HCl в количестве 1 мл при температуре 120°C в течение 24 ч в атмосфере Ar, полученный гидролизат смешивают с 5 мл буфера с pH 2,2, содержащим: цитрата натрия 9,8 г, концентрированной HCl 8,3 мл, тиодигликоля 1 мл и каприловой кислоты 50 мкл на литр, фильтруют через мембранный фильтр с порами 0,45 мкм и вводят в анализатор аминокислот.Example. 0.1 g of a sample (food product or protein of unknown composition with a protein component of more than 20%) is treated with 6 M HCl in an amount of 1 ml at 120 ° C for 24 hours in an Ar atmosphere, the resulting hydrolyzate is mixed with 5 ml of buffer with pH 2.2, containing: sodium citrate 9.8 g, concentrated HCl 8.3 ml, thiodiglycol 1 ml and caprylic acid 50 μl per liter, filtered through a membrane filter with pores of 0.45 μm and injected into the amino acid analyzer.

По завершении автоматического анализа получают хроматограмму, содержание аминокислоты (X) в мкМ/мл (или в мг/мл, %, условных машинных единицах или мм по высоте или площади пиков в соответствии с заданной автоматической градуировкой обсчета хроматограмм) осуществляют автоматически по формуле: X=S1/S2·C, где S1 - площадь пика определяемой аминокислоты на аминограмме; S2 - площадь пика той же аминокислоты в стандартной смеси; C - концентрация аминокислоты в стандартной смеси, мкМ/мл. В качестве градуировки используют стандартный раствор, содержащий по 2,5 мкМоль/мл ASP, THR, GLU, PRO, GLY, ALA, CYS, VAL, MET, ILEY, LEY, TYR, PHE, HIS, LYS, TRP и ARG. Результаты определения рассчитывают до второго десятичного знака и округляют до первого десятичного знака после запятой.Upon completion of the automatic analysis, a chromatogram is obtained, the content of amino acid (X) in μM / ml (or in mg / ml,%, machine units or mm in height or peak area in accordance with a given automatic calibration of the calculation of chromatograms) is carried out automatically by the formula: X = S 1 / S 2 · C, where S 1 is the peak area of the determined amino acid in the aminogram; S 2 is the peak area of the same amino acid in the standard mixture; C is the concentration of amino acids in the standard mixture, μm / ml. A standard solution containing 2.5 μmol / ml ASP, THR, GLU, PRO, GLY, ALA, CYS, VAL, MET, ILEY, LEY, TYR, PHE, HIS, LYS, TRP and ARG is used as calibration. The results of the determination are calculated to the second decimal place and rounded to the first decimal place.

Claims (1)

Способ определения состава и содержания аминокислот в белках пищевых продуктов, включающий кислотный гидролиз образца, фильтрацию, хроматографическое разделение с последующей идентификацией и количественной оценкой аминокислот, отличающийся тем, что хроматографическое разделение с последующей идентификацией и количественной оценкой аминокислот в концентрации 0,5 мкмоль/мл в растворе смеси первоначально осуществляют в системе буферных растворов переменного состава с повышающейся нормальностью от 0,1 до 0,3 на хроматографической колонке с катионитом с карбоксильными ионогенными группами в Na+-форме в интервале повышающихся температур от 47 до 70°C, затем в буфере с нормальностью 0,1 в интервале понижающихся температур 70-55°C с одновременным детектированием разделенных на выходе аминокислот в виде цветного комплекса с нингидрином при двух длинах волн 440 и 570 нм в автоматическом режиме. A method for determining the composition and content of amino acids in food proteins, including acid hydrolysis of a sample, filtration, chromatographic separation followed by identification and quantification of amino acids, characterized in that chromatographic separation with subsequent identification and quantification of amino acids at a concentration of 0.5 μmol / ml the mixture solution is initially carried out in a system of buffer solutions of variable composition with increasing normality from 0.1 to 0.3 per chromatographic colo ke with ionogenic cation with carboxyl groups in Na + -form increasing temperatures ranging from 47 to 70 ° C, then in buffer with 0.1 normality in lowering the temperature range of 70-55 ° C with simultaneous detection of amino acids divided output as a color complex with ninhydrin at two wavelengths of 440 and 570 nm in automatic mode.
RU2012155966/15A 2012-12-24 2012-12-24 Method for determination of natural amino acids in food products protein composition RU2517628C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012155966/15A RU2517628C1 (en) 2012-12-24 2012-12-24 Method for determination of natural amino acids in food products protein composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012155966/15A RU2517628C1 (en) 2012-12-24 2012-12-24 Method for determination of natural amino acids in food products protein composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2517628C1 true RU2517628C1 (en) 2014-05-27

Family

ID=50779605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012155966/15A RU2517628C1 (en) 2012-12-24 2012-12-24 Method for determination of natural amino acids in food products protein composition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2517628C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94035760A (en) * 1992-11-12 1996-08-10 Биомежэр Инк. (US) Opioid peptides
US20110085983A1 (en) * 2009-10-12 2011-04-14 The Boards Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Methods For Multiplexed Detection and Quantitation of Free Amino Acids

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94035760A (en) * 1992-11-12 1996-08-10 Биомежэр Инк. (US) Opioid peptides
US20110085983A1 (en) * 2009-10-12 2011-04-14 The Boards Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Methods For Multiplexed Detection and Quantitation of Free Amino Acids

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. CSAP et al., Separation and determination of the amino acids by ion exchange column chromatography applying postcolumn derivatization, Acta Univ. Sapientiae, Alimentaria, 1, 2008, 5(29), pp. 5-29. *
Methodologies of Amino Acid Analysis. Method 1 – postcolumn ninhydrin detection. U.S. Pharmacopeia. Copyright © 2008-2010, Найдено в Интернет, онлайн, найдено 07.10.2013 http://www.pharmacopeia.cn/v29240/usp29nf24s0_c1047s1.html. ХОМЧЕНКО Г.П., Химия. Учебник для подготовительных отделений вузов, Москва, Высшая школа, 1981 г *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jajić et al. Validation of an HPLC method for the determination of amino acids in feed
Heems et al. Fully automated precolumn derivatization, on-line dialysis and high-performance liquid chromatographic analysis of amino acids in food, beverages and feedstuff
CN113341037B (en) Method for detecting content and/or proportion of whey protein and casein in milk powder
CN105929044B (en) A kind of method of hydroxyproline content in quick detection milk and milk products
JP4563764B2 (en) Peptide quantification method
CN105223280A (en) A kind of black-bone chicken increases the assay method of amino acid content in emulsion formulation
RU2517628C1 (en) Method for determination of natural amino acids in food products protein composition
Costa et al. A spectrophotometric procedure for sialic acid determination in milk employing a flow-batch analysis system with direct heating
CN108548876A (en) The identification of phosphated peptide section and quantitative approach in a kind of improved biological sample
Hare Amino acid composition by column chromatography
US20230058304A1 (en) Amino acid analysis method
US20150377846A1 (en) Measurement method, measurement apparatus, and eluent
CN106979988B (en) Method for detecting protein content
CN115184517A (en) Online derivatization detection method for plasma amino acid
CN105319282A (en) Content measurement method of compound amino acid (15) dipeptide (2) injection
Boichenko et al. Properties of 2, 4-dinitrophenyl derivatives of amino acids as analytical forms for high-performance liquid chromatography
CN114184714A (en) Method for distinguishing exosome sources
KR20150051443A (en) Method of determination on Amino acid
CN111141856A (en) HPLC method for simultaneously detecting L-homoserine and free amino acid in fermentation liquor
CN109239252B (en) Detection method for continuous multiple proline polypeptides
CN106404946A (en) Detection method of molecular weight of synthetic antigen, and application of method
Bican High performance liquid chromatography of casein peptides
CN105301155B (en) A kind of method of tanshinone IIA sodium sulfonate concentration in measure human plasma
Cserháti Chromatography of amino acids and short peptides. New advances
CN110568119A (en) method for simultaneously detecting betaine hydrochloride and methyl chloroacetate quaternary ammonium salt

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151225