Các Phương Pháp Phân Tích Đo Lường Dưỡng Chất và Thành Phần

Các phương pháp phân tích đo lường dưỡng chất và thành phần là những kỹ thuật phòng thí nghiệm được sử dụng để định lượng những gì một loại thực phẩm chứa đựng — từ các thành phần tổng quát như protein, chất béo và carbohydrate đến từng vitamin, khoáng chất và các hợp chất hoạt tính sinh học. Việc lựa chọn và xác nhận các phương pháp này quyết định độ chính xác của các giá trị cuối cùng được đưa vào cơ sở dữ liệu và nhãn mác thành phần thực phẩm.

Definition

Các phương pháp phân tích đo lường dưỡng chất và thành phần là các quy trình đã được xác nhận để phân lập, nhận diện và định lượng các thành phần hóa học của thực phẩm, được lựa chọn và tiêu chuẩn hóa để kết quả của chúng chính xác, có thể tái lập và có thể so sánh được.

Scope

Chủ đề này bao gồm các nhóm phương pháp chính — các xét nghiệm cổ điển (phương pháp trọng lượng và chuẩn độ), kỹ thuật sắc ký và quang phổ, và các phương pháp quang phổ nhanh — cùng với các khái niệm về xác nhận phương pháp, độ chính xác và khả năng truy nguyên. Đây là một tổng quan tham khảo về các nguyên tắc đo lường và không cung cấp các quy trình phòng thí nghiệm hoặc các bước thực hiện chi tiết.

Core questions

• Phương pháp nào phù hợp để đo một dưỡng chất hoặc thành phần nhất định?
• Độ chính xác, độ chuẩn xác và khả năng truy nguyên của một phương pháp được thiết lập như thế nào?
• Các phương pháp cổ điển, sắc ký và quang phổ khác nhau như thế nào về khả năng và cách sử dụng?
• Các phương pháp chính thức (tham chiếu) được thống nhất và xác nhận để sử dụng trong quy định như thế nào?

Key concepts

• Phân tích tổng quát (Kjeldahl, Soxhlet, tro hóa)
• Sắc ký (HPLC, GC)
• Quang phổ và phổ học (MS, AAS, NIR)
• Xác nhận phương pháp (độ chính xác, độ chuẩn xác, giới hạn phát hiện)
• Vật liệu tham chiếu và khả năng truy nguyên
• Các phương pháp chính thức và hài hòa
• Các kỹ thuật nhanh và không phá hủy

Mechanisms

Các thành phần khác nhau đòi hỏi các nguyên tắc đo lường khác nhau. Các thành phần tổng quát thường được đo bằng các xét nghiệm cổ điển — nitơ bằng phương pháp Kjeldahl làm đại diện cho protein, chất béo bằng chiết xuất dung môi và khoáng chất bằng phương pháp tro hóa. Các hợp chất hữu cơ riêng lẻ như vitamin, đường và axit béo được tách bằng sắc ký (HPLC hoặc GC) và được phát hiện bằng cách hấp thụ, huỳnh quang hoặc khối phổ, trong khi khoáng chất được định lượng bằng kỹ thuật hấp thụ hoặc phát xạ nguyên tử. Các phương pháp quang phổ nhanh như quang phổ cận hồng ngoại ước tính thành phần một cách không phá hủy sau khi hiệu chuẩn dựa trên các phân tích tham chiếu. Trong tất cả các phương pháp, việc xác nhận dựa trên các vật liệu tham chiếu được chứng nhận và việc sử dụng các phương pháp chính thức đã được thống nhất thiết lập độ chính xác và khả năng so sánh.

Clinical relevance

Độ tin cậy của các giá trị dinh dưỡng được sử dụng trong đánh giá chế độ ăn uống, ghi nhãn và quy định thực phẩm phụ thuộc vào các phương pháp phân tích đằng sau chúng, vì vậy việc hiểu khả năng và hạn chế của phép đo là một phần của việc đánh giá dữ liệu thành phần. Chủ đề này mô tả về phép đo trong phòng thí nghiệm và không phải là cơ sở cho các quyết định lâm sàng hoặc chế độ ăn uống.

Evidence & guidelines

Các bộ sưu tập phương pháp chính thức như AOAC International Official Methods of Analysis cung cấp các quy trình đã được xác nhận, thử nghiệm hợp tác được sử dụng trong các bối cảnh quy định và tham chiếu, và các văn bản phân tích thực phẩm như Nielsen hệ thống hóa các nguyên tắc cơ bản. Các đánh giá về các kỹ thuật nhanh, chẳng hạn như quang phổ cận hồng ngoại để đánh giá chất lượng trái cây và rau quả, ghi lại những đánh đổi giữa tốc độ và độ chính xác hướng dẫn việc lựa chọn phương pháp.

History

Phân tích thực phẩm bắt đầu với hóa học cổ điển thế kỷ XIX — phương pháp trọng lượng và chuẩn độ cho thành phần tổng quát — và mở rộng trong suốt thế kỷ XX với sắc ký và quang phổ nguyên tử, giúp đo lường thường xuyên các vitamin, axit béo và khoáng chất vi lượng riêng lẻ. Việc xác nhận hợp tác thông qua các tổ chức như AOAC International đã thiết lập các phương pháp chính thức được thống nhất, và những thập kỷ gần đây đã bổ sung các kỹ thuật quang phổ và khối phổ nhanh, không phá hủy.

Debates

Các phương pháp quang phổ nhanh so với các xét nghiệm tham chiếu

Các kỹ thuật như quang phổ cận hồng ngoại nhanh và không phá hủy nhưng phụ thuộc vào việc hiệu chuẩn dựa trên các phân tích tham chiếu và có thể mất độ chính xác ngoài phạm vi hiệu chuẩn của chúng, đặt ra những câu hỏi liên tục về thời điểm chúng có thể thay thế các phương pháp tham chiếu chậm hơn.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Tại sao có các phương pháp chính thức (tham chiếu) để phân tích thực phẩm?

Các phương pháp chính thức là các quy trình đã được thử nghiệm và xác nhận hợp tác, để các phòng thí nghiệm và cơ quan quản lý có được kết quả có thể so sánh được và các tranh chấp về thành phần hoặc ghi nhãn có thể được giải quyết dựa trên một tiêu chuẩn đã được thống nhất.

Một phương pháp duy nhất có thể đo lường mọi thứ trong một loại thực phẩm không?

Không. Các thành phần khác nhau đòi hỏi các nguyên tắc khác nhau — ví dụ Kjeldahl cho nitơ protein, sắc ký cho vitamin và quang phổ nguyên tử cho khoáng chất — vì vậy phân tích thành phần đầy đủ kết hợp nhiều phương pháp đã được xác nhận.