栄養素および成分測定のための分析法

栄養素および成分測定のための分析法とは、タンパク質、脂質、炭水化物などの概括的な成分から、個々のビタミン、ミネラル、生理活性化合物に至るまで、食品に含まれるものを定量するために用いられる実験室技術です。これらの方法の選択と検証が、最終的に食品成分データベースやラベルに記載される値の正確性を決定します。

Definition

栄養素および成分測定のための分析法とは、食品の化学成分を分離、同定、定量するための検証済み手順であり、その結果が正確で再現性があり、比較可能であるように選択され、標準化されたものです。

Scope

このトピックでは、古典的な（重量分析および滴定分析）アッセイ、クロマトグラフィーおよび分光分析技術、迅速分光分析法といった主要な方法の分類と、方法の検証、正確性、トレーサビリティの概念について扱います。これは測定原理の概要であり、実験プロトコルや段階的な手順を提供するものではありません。

Core questions

• 特定の栄養素または成分の測定にはどの方法が適切か？
• 方法の正確性、精度、トレーサビリティはどのように確立されるか？
• 古典的な方法、クロマトグラフィー法、分光分析法は能力と用途においてどのように異なるか？
• 規制用途のための公定（参照）方法はどのように合意され、検証されるか？

Key concepts

• 概括分析（ケルダール法、ソックスレー法、灰化法）
• クロマトグラフィー（HPLC、GC）
• 分光分析法（MS、AAS、NIR）
• 方法の検証（正確性、精度、検出限界）
• 参照物質とトレーサビリティ
• 公定法と調和された方法
• 迅速かつ非破壊的な技術

Mechanisms

異なる成分は異なる測定原理を必要とします。概括的な成分は伝統的に古典的なアッセイによって測定されます。例えば、タンパク質の指標としての窒素はケルダール法、脂質は溶媒抽出法、ミネラルは灰化法によって測定されます。ビタミン、糖、脂肪酸などの個々の有機化合物は、クロマトグラフィー（HPLCまたはGC）によって分離され、吸光度、蛍光、または質量分析によって検出されます。一方、ミネラルは原子吸光または発光技術によって定量されます。近赤外分光法などの迅速分光分析法は、参照分析に対する校正後、非破壊的に組成を推定します。すべての方法において、認証標準物質に対する検証と合意された公定法の使用により、正確性と比較可能性が確立されます。

Clinical relevance

食事評価、表示、食品規制で使用される栄養価の信頼性は、それらの背後にある分析法に依存するため、測定能力と限界を理解することは、組成データを評価する上で不可欠です。このトピックは実験室での測定について記述するものであり、臨床的または食事に関する決定の根拠となるものではありません。

Evidence & guidelines

AOAC International Official Methods of Analysisのような公定法集は、規制および参照の文脈で使用される検証済みの共同試験済み手順を提供し、Nielsenのような食品分析のテキストは基礎となる原理を体系化しています。果物や野菜の品質のための近赤外分光法のような迅速技術のレビューは、方法選択の指針となる速度と正確性の間のトレードオフを文書化しています。

History

食品分析は19世紀の古典化学（概括的組成のための重量分析と滴定）から始まり、20世紀を通じてクロマトグラフィーと原子分光法によって拡大し、個々のビタミン、脂肪酸、微量ミネラルが日常的に測定可能になりました。AOAC Internationalのような機関を通じた共同検証により、合意された公定法が確立され、近年の数十年間では迅速で非破壊的な分光分析および質量分析技術が追加されています。

Debates

迅速分光分析法と参照アッセイの比較

近赤外分光法などの技術は迅速かつ非破壊的ですが、参照分析に対する校正に依存し、校正範囲外では正確性が低下する可能性があり、より遅い参照方法の代替としていつ使用できるかについて継続的な疑問を提起しています。

Key figures

• David A. T. Southgate
• S. Suzanne Nielsen
• Bart Nicolaï

Seminal works

• greenfield-southgate-1992
• aoac-2019
• nielsen-2017

Frequently asked questions

食品分析に公定（参照）方法があるのはなぜですか？

公定法は、共同で試験され検証された手順であり、それによって研究室や規制当局が比較可能な結果を得ることができ、組成や表示に関する紛争が合意された基準に基づいて解決されるためです。

単一の方法で食品中のすべてを測定できますか？

いいえ。異なる成分には異なる原理が必要です。例えば、タンパク質窒素にはケルダール法、ビタミンにはクロマトグラフィー、ミネラルには原子分光法が用いられるため、完全な組成分析にはいくつかの検証済み方法を組み合わせる必要があります。