ระเบียบวิธีวิเคราะห์สำหรับการวัดปริมาณสารอาหารและองค์ประกอบ

ระเบียบวิธีวิเคราะห์สำหรับการวัดปริมาณสารอาหารและองค์ประกอบคือเทคนิคทางห้องปฏิบัติการที่ใช้ในการหาปริมาณสิ่งที่อาหารประกอบด้วย ตั้งแต่ส่วนประกอบหลัก เช่น โปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต ไปจนถึงวิตามินแต่ละชนิด แร่ธาตุ และสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพ การเลือกและการตรวจสอบความถูกต้องของระเบียบวิธีเหล่านี้เป็นตัวกำหนดความแม่นยำของค่าที่ปรากฏในฐานข้อมูลและฉลากอาหารในท้ายที่สุด

Definition

ระเบียบวิธีวิเคราะห์สำหรับการวัดปริมาณสารอาหารและองค์ประกอบคือขั้นตอนที่ได้รับการตรวจสอบความถูกต้องสำหรับการแยก การระบุ และการหาปริมาณองค์ประกอบทางเคมีของอาหาร ซึ่งได้รับการคัดเลือกและกำหนดมาตรฐานเพื่อให้ผลลัพธ์มีความแม่นยำ ทำซ้ำได้ และเปรียบเทียบกันได้

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมระเบียบวิธีหลักๆ ได้แก่ การวิเคราะห์แบบดั้งเดิม (การชั่งน้ำหนักและการไทเทรต) เทคนิคโครมาโตกราฟีและสเปกโทรเมตรี และวิธีการทางสเปกโทรสโกปีแบบรวดเร็ว พร้อมด้วยแนวคิดของการตรวจสอบความถูกต้องของระเบียบวิธี ความแม่นยำ และความสามารถในการสอบย้อนกลับ เป็นภาพรวมอ้างอิงของหลักการวัดและไม่ได้ให้ระเบียบปฏิบัติในห้องปฏิบัติการหรือขั้นตอนการปฏิบัติงานทีละขั้นตอน

Core questions

• ระเบียบวิธีใดที่เหมาะสมสำหรับการวัดสารอาหารหรือองค์ประกอบที่กำหนด?
• ความแม่นยำ ความเที่ยงตรง และความสามารถในการสอบย้อนกลับของระเบียบวิธีถูกกำหนดขึ้นได้อย่างไร?
• วิธีการแบบดั้งเดิม โครมาโตกราฟี และสเปกโทรสโกปีแตกต่างกันอย่างไรในด้านความสามารถและการใช้งาน?
• วิธีการที่เป็นทางการ (อ้างอิง) ได้รับการตกลงและตรวจสอบความถูกต้องสำหรับการใช้งานด้านกฎระเบียบได้อย่างไร?

Key concepts

• การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (Kjeldahl, Soxhlet, การเผาไหม้)
• โครมาโตกราฟี (HPLC, GC)
• สเปกโทรเมตรีและสเปกโทรสโกปี (MS, AAS, NIR)
• การตรวจสอบความถูกต้องของระเบียบวิธี (ความแม่นยำ, ความเที่ยงตรง, ขีดจำกัดการตรวจจับ)
• วัสดุอ้างอิงและความสามารถในการสอบย้อนกลับ
• วิธีการที่เป็นทางการและสอดคล้องกัน
• เทคนิคแบบรวดเร็วและไม่ทำลายตัวอย่าง

Mechanisms

องค์ประกอบที่แตกต่างกันต้องใช้หลักการวัดที่แตกต่างกัน ส่วนประกอบหลักมักจะวัดด้วยการวิเคราะห์แบบดั้งเดิม เช่น ไนโตรเจนโดยวิธี Kjeldahl เพื่อเป็นตัวแทนของโปรตีน ไขมันโดยการสกัดด้วยตัวทำละลาย และแร่ธาตุโดยการเผาไหม้ สารประกอบอินทรีย์แต่ละชนิด เช่น วิตามิน น้ำตาล และกรดไขมัน จะถูกแยกด้วยโครมาโตกราฟี (HPLC หรือ GC) และตรวจจับด้วยการดูดกลืนแสง ฟลูออเรสเซนซ์ หรือแมสสเปกโทรเมตรี ในขณะที่แร่ธาตุจะถูกหาปริมาณด้วยเทคนิคการดูดกลืนหรือการปล่อยอะตอม วิธีการทางสเปกโทรสโกปีแบบรวดเร็ว เช่น สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดใกล้ จะประมาณองค์ประกอบโดยไม่ทำลายตัวอย่างหลังจากสอบเทียบกับการวิเคราะห์อ้างอิง ในทุกระเบียบวิธี การตรวจสอบความถูกต้องกับวัสดุอ้างอิงที่ได้รับการรับรองและการใช้วิธีการที่เป็นทางการที่ตกลงกันไว้จะช่วยสร้างความแม่นยำและความสามารถในการเปรียบเทียบ

Clinical relevance

ความน่าเชื่อถือของค่าสารอาหารที่ใช้ในการประเมินอาหาร การติดฉลาก และการควบคุมอาหารขึ้นอยู่กับระเบียบวิธีวิเคราะห์ที่อยู่เบื้องหลัง ดังนั้นการทำความเข้าใจความสามารถและข้อจำกัดในการวัดจึงเป็นส่วนหนึ่งของการประเมินข้อมูลองค์ประกอบ หัวข้อนี้เป็นการอธิบายการวัดในห้องปฏิบัติการและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจทางคลินิกหรือทางโภชนาการ

Evidence & guidelines

ชุดระเบียบวิธีที่เป็นทางการ เช่น AOAC International Official Methods of Analysis ให้ขั้นตอนที่ได้รับการตรวจสอบความถูกต้องและผ่านการทดสอบร่วมกันซึ่งใช้ในบริบทการกำกับดูแลและการอ้างอิง และตำราการวิเคราะห์อาหาร เช่น Nielsen ได้รวบรวมหลักการพื้นฐาน การทบทวนเทคนิคแบบรวดเร็ว เช่น สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดใกล้สำหรับคุณภาพผลไม้และผัก ได้บันทึกข้อดีข้อเสียระหว่างความเร็วและความแม่นยำที่เป็นแนวทางในการเลือกวิธีการ

History

การวิเคราะห์อาหารเริ่มต้นด้วยเคมีคลาสสิกในศตวรรษที่สิบเก้า ได้แก่ การชั่งน้ำหนักและการไทเทรตสำหรับองค์ประกอบหลัก และขยายตัวตลอดศตวรรษที่ยี่สิบด้วยโครมาโตกราฟีและสเปกโทรสโกปีอะตอม ซึ่งทำให้วิตามินแต่ละชนิด กรดไขมัน และแร่ธาตุปริมาณน้อยสามารถวัดได้เป็นประจำ การตรวจสอบความถูกต้องร่วมกันผ่านองค์กรต่างๆ เช่น AOAC International ได้กำหนดวิธีการที่เป็นทางการที่ตกลงกันไว้ และทศวรรษที่ผ่านมาได้เพิ่มเทคนิคทางสเปกโทรสโกปีและแมสสเปกโทรเมตรีแบบรวดเร็วและไม่ทำลายตัวอย่าง

Debates

วิธีการทางสเปกโทรสโกปีแบบรวดเร็วเทียบกับการวิเคราะห์อ้างอิง

เทคนิคต่างๆ เช่น สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดใกล้ มีความรวดเร็วและไม่ทำลายตัวอย่าง แต่ต้องอาศัยการสอบเทียบกับการวิเคราะห์อ้างอิง และอาจสูญเสียความแม่นยำนอกช่วงการสอบเทียบ ทำให้เกิดคำถามต่อเนื่องว่าเมื่อใดที่สามารถใช้แทนวิธีการอ้างอิงที่ช้ากว่าได้

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

เหตุใดจึงมีวิธีการที่เป็นทางการ (อ้างอิง) สำหรับการวิเคราะห์อาหาร?

วิธีการที่เป็นทางการคือขั้นตอนที่ได้รับการทดสอบและตรวจสอบความถูกต้องร่วมกัน เพื่อให้ห้องปฏิบัติการและหน่วยงานกำกับดูแลได้รับผลลัพธ์ที่เปรียบเทียบกันได้ และข้อพิพาทเกี่ยวกับองค์ประกอบหรือการติดฉลากสามารถแก้ไขได้ตามมาตรฐานที่ตกลงกันไว้

ระเบียบวิธีเดียวสามารถวัดทุกสิ่งในอาหารได้หรือไม่?

ไม่ได้ องค์ประกอบที่แตกต่างกันต้องใช้หลักการที่แตกต่างกัน เช่น Kjeldahl สำหรับไนโตรเจนโปรตีน โครมาโตกราฟีสำหรับวิตามิน และสเปกโทรสโกปีอะตอมสำหรับแร่ธาตุ ดังนั้นการวิเคราะห์องค์ประกอบทั้งหมดจึงต้องรวมระเบียบวิธีที่ได้รับการตรวจสอบความถูกต้องหลายวิธีเข้าด้วยกัน