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N/Protein Determination in Milk according to the Kjeldahl Method |
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- Reference : AOAC 991.20 Nitrogen (Total) in Milk;
IDF 20, ISO 8968 Milk - Determination of nitrogen content
- Tested with ELP Scientifica DKL 20 Automatic Kjeldahl Digestion Unit
(Code S30100210)and UDK 159 Automatic Kjeldahl Analyzer with AutoKjel Autosampler (Code S30200160) |
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Introduction
우유와 같은 유제품들은 인체에서 매우 중요한 기능을 수행하고 또 균형잡힌 영양섭취에 있어 필수적인 기능을 수행한다.
지방, mineral, lactose 그리고 단백질과 우유 성분은 우유 성분분석에서 매우 중요한 성분들이다.
단백질은 약 80% 의 casein 과 lactalbumin 과 lactoglobulin 과 같은 약 20% 의 whey protein 으로 구성되어 있는데
이것은 영양학적 관점 뿐만 아니라 기술적인 관점에서도 매우 흥미롭다.
실제 우유단백질에는 치즈와 요구르트와 같은 유제품의 향과 식감과같은 감각적 특징을 결정하는 특별한 화학적 특성을 가진 단백질이 있다.
Protein Determination in milk according to the Kjeldahl method
킬달 (Kjeldahl) 은 식품과 사료의 질소와 단백질 함량 분석이 매우 정확하고 재현성이 매우 탁월하여 오늘날 널리 사용되고 있다.
현대의 킬달법은 제일 먼저 유기물질을 황산에 넣고 400°C 이상의 고온에서 가열하는데 이 결과 샘플속에 유기적으로 결합되어 있던 질소가 ammonium sulfate 로 변환되게 된다
이 암모늄염을 alkali 용액으로 중화처리하여 NH3 로 만들고 이를 steam 으로 distillation 하여 암모니아의 양을 정량 (titration) 하게 된다.
Sample
- Liquid bovine semi-skimmed milk
- Protein labeled value: 3.25 g/100 ml
Sample Digestion
- Stir the milk into a beaker using a VELP magnetic stirrer for 60 sec. at 700 rpm.
- Put 5 ml of sample into a 250 ml test tube, by using a pipette.
- For each sample, add in the test tube:
* 2 catalyst tablet CM (code CT0006650; 3.5 g K2SO4, 0.1 g CuSO4, 5H20 Missouri)
* 20 ml concentrated sulphuric acid (96-98%)
* 5 ml of hydrogen peroxide (~ 30%)
- Prepare some blanks with all chemicals and without sample.
- Connect the Digestion Unit to a proper Aspiration Pump (JP code F30620198)
and a Fume Neutralization System (SMS Scrubber code F307C0199)
to neutralize the acid fumes created during digestion phase.
- Digest the samples for 15 minutes at 150 ℃, plus 15 minutes at 250 ℃ and
40 minutes at 420 ℃ according to the method “milk and derived products” (n° 1 on DKL 20).
Distillation and Titration
- Let the test tubes cool down to 50-60 ℃.
- Condition the UDK 159 unit by performing the Automatic Check up in Menu-System
and a Wash down.
- Distill the samples according to the following parameters (pre-defined method n°1):
* H2O (dilution water): 50 ml
* H2SO4 (0.1 N) as titrant solution
* NaOH (32 %): 70 ml
* Protein factor: 6.38
* H3BO3 (4 % with indicators): 30 ml
- Distillation & Titration analysis time: from 4 minutes for one test.
Typical Results on Semi-Skimmed Milk
- The results are automatically calculated by UDK 159 as a percentage of nitrogen
and percentage of proteins.
- This is “protein” on a total nitrogen basis.
Typical Results on Semi-Skimmed Milk
| Sample quantity (ml) |
Nitrogen % |
Protein % |
| 5 |
0.533 |
3.399 |
| 5 |
0.534 |
3.409 |
| 5 |
0.537 |
3.427 |
| 0 |
0.541 |
3.449 |
| 5 |
0.533 |
3.398 |
| 5 |
0.536 |
3.419 |
| 5 |
0.533 |
3.401 |
| 5 |
0.538 |
3.431 |
| 5 |
0.538 |
3.410 |
| 5 |
0.537 |
3.423 |
| Average ± SD% |
0.536 ± 0.003 |
3.417 ± 0.016 |
| RSD% * |
0.490 |
0.479 |
Protein Labeled Value: 3.25 g/100 ml
Protein Factor: 6.38
* RSD% = (Standard Deviation * 100) / Average |
Conclusion
테스트 실험을 통해 구한 결과는 매우 신뢰성 있는 데이터였으며 재현성 또한 탁월하였다.
상대표준편차 (RSD) 값이 0.490, 0.479 이라는 것은 실험의 재현성이 매우 탁월하다는 것을 의미한다.
DKL 20 과 UDK159 를 이용한 킬달법의 장점은 다음과 같다.
- High level of precision and reproducibility
- High productivity
- Worldwide official method
- Reliable and easy method
- Time saving
- Affordable equipment cost
- Moderate running costs
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