GIDALARDA PROTEİN TAYİNİ

Proteinler her organizmada bulunan önemli bir makromolekül sınıfıdır. Proteinler, 20 farklı tip L-α-amino asitten meydana gelen polimerlerdir. Ortalama % 50–55 karbon, % 6–7 hidrojen, % 20–23 oksijen, % 12–19 azot ve %0.2–3.0 kükürt içeren organik bileşiklerdir. Bazı proteinlerde bu temel elementlerden başka P, Fe, Zn, Cu gibi elementler de bulunabilmektedir. Gıdalarda toplam organik azot miktarı ya doğrudan doğruya azot olarak ya da protein olarak belirtilir. Gıdalarda toplam organik azotun büyük kısmı proteinlerden bir kısmı ise protein olmayan bileşiklerden gelir. Protein olmayan fakat yapısında azot bulunan bileşikler; • Nükleik asitler, • Azotlu karbohidratlar, • Alkoloidler, • Azotlu lipitler, • Porfirinler, • Azotlu pigmentlerdir. Gıdalarda çok çeşitli amaçlarla protein tayini yapılmaktadır. Örneğin; . Gıda maddesinin mevcut kalite standartlarına uygunluğunun belirlenmesi . Gıda maddesinin besleme değerinin belirlenmesi (Gıdaların besleme değeri toplam ham protein miktarının haricinde diğer bazı kalite indeksleri ile de belirlenmektedir, örneğin; PER (Protein EffIciency Ratio), BV (Biological Value) ve EAO (Esansiyel Amino asit Oranı) gibi) . Bir gıda maddesinin genel bileşiminin tespit edilmesi . Gıda içerisindeki protein çeşitleri veya bunların yapısal özelliklerinin belirlenmesi . Herhangi bir işleme tekniğinin proteinler üzerindeki etkisini belirlenmesi . Proteinlerin bazı teknolojik özelliklerinin belirlenmesi . Proteinlerin bazı fonksiyonel özelliklerini belirlenmesi (Örneğin; emülsiyon stabilitesi, emülsiyon kapasitesi, su ve yağ bağlama kapasitesi, köpük oluşturma, jel kuvveti, çözünürlük vb kalite özellikleri ile de proteinler hakkında bilgi edinilir). Protein Tayin Yöntemleri 1. Kantitatif Yöntemler Kantitatif olarak proteinlerin renk reaksiyonlarıyla belirlenir. Gıda Analiz ve Teknoloji Laboratuarı-I Dersi Modül 8 ERÜ Gıda Mühendisliği

2 2. Kolorimetrik Esaslara Dayalı Yöntemler Kolorimetrik analizler hem çok çabuk sonuç alınan hem de mikro düzeyde uygulanabilen analizlerdir. Kolorimetrik yöntemle yalnızca gıdadaki proteinler değil peptitler ve amino asitler de saptanabilir. Kolorimetrik Yöntemle Protein Tayininin Esası; peptit bağları veya amino asit kalıntılarının uygun bir kimyasal kromofor grupları ile reaksiyonuna dayanır. 3. Formol Titrasyonu Yöntemi Genellikle peynircilikte, tank sütünün protein miktarının tayininde kullanılır. Protein titrasyonu yüksek olan sütün kullanılması peynir randımanını yükseltir. Aminoasitler nötral veya hafif alkali çözeltilerde formaldehitle muamele edilirlerse formol serbest amino gruplarıyla birleşir. Böylece aminoasitin mono ya da dimetiol türevleri ya da schiff bazı oluşur. Bu da ortamda sadece karboksil gruplarının kalmasını sağlar. Aminoasitlerdeki karboksil gruplarının bu reaksiyon sonrasında yapılan titrasyonla belirlenmesine dayanır. 4. Direkt Destilasyon Yöntemi Daha çok hububat ve ürünlerinde kullanılır ve hızlı sonuç alınır. Gıdadaki amino asitler sodyum hidroksit ile kaynatılarak serbest hale geçen amonyak damıtılır ve saptanan amonyak miktarından protein miktarı hesaplanır.

3 5. Gıda Maddesindeki Toplam Organik Azotun Tayin Edilmesine Dayalı Yöntemler Yapılan araştırmalarda proteinlerin yaklaşık % 16’sının N, geri kalan bölümünün K, C, H ve O’den ibaret olduğu saptanmıştır. Bu yöntemle yapılan protein tayininde, önce gıdanın içerisindeki N miktarı bulunur ve bu değer bir faktör (100/16=6.25) ile çarpılarak protein miktarı hesaplanır. Ancak, gıda maddelerinin N oranı değişebildiği gibi gıda içerisinde bulunan diğer bazı azotlu maddelerin oranı da farklı olabilir. Bazı gıda maddeleri için durum şu şekildedir: Çeşitli Gıdalar İçin Protein Çevirme Faktörleri Karışım Gıdalar 6.25 Et ve Et Ürünleri 6.25 Süt ve Süt Ürünleri 6.38 Un, tahıl grubu 5.70 Gıda Yumurta 6.68 Jelatin 5.55 maddesindeki toplam organik azotun tayin edilmesine dayalı yöntemler iki gruba ayrılır. . Gıda maddesi içindeki, doğal formda bulunan azotun elemental azot haline çevrilmesine dayalı yöntemler, . Gıda maddesi içindeki, doğal formda bulunan azotun amonyum tuzları haline çevrilmesine dayalı yöntemler. 5.1. Kjeldahl Yöntemi Protein tayininde en çok kullanılan yöntem Danimarkalı kimyacı Johan Kjeldahl’ın geliştirdiği Kjeldahl yöntemidir. Kjeldahl yöntemi üç aşamada gerçekleştirilir. . Örnekteki organik maddelerin yaş oksidasyonu (yakma). Resim 1:Danimarkalı kimyacı Kjeldahl’ın 1883’te kurduğu protein tayin düzeneği Organik Madde + H₂SO → CO +H O + NH +SO 4 2 2 4 2 2 NH + + H₂SO4 → (NH ) SO 4 4 2

4 . Organik maddelerin yaş oksidasyonu sonucu oluşan NH 3 ’ın NaOH kullanılarak serbest hale getirildikten sonra damıtılması ve belli miktar ayarlı bir asit içinde tutulması (damıtma). (NH ) SO + 2NaOH →Na SO + 2 NH OH 4 2 4 2 4 4 NH OH → NH + H O 4 3 2 NH +2H BO → NH H BO + H BO 3 3 3 4 2 3 3 3 . NH 3 tarafından nötrleştirilemeyen ayarlı asit çözeltisinin ayarlı bir bazla titre edilmesi ve toplam azotun hesaplanması (titrasyon). 2NH H BO + H BO + H₂SO → (NH )2SO + 3H BO 4 2 3 3 3 4 4 4 3 3 5.2. DUMAS YÖNTEMİ: Prensip: Dumas Yöntemi’nin prensibi, yakma sonrası gaz fazına geçen nitrojenin ölçülmesi şeklindedir. Örnekler 800-950°C’de yakılmak üzere saf oksijen ile alevlendirilmektedir. Yanma ile oluşan artık gazlar filtrelerde tutularak atılmakta ve sıcak bakır üzerinde oksijen uzaklaştırılarak NO ‘in N ‘ye dönüşmesi sağlanmaktadır. Böylece helyumun x 2 taşıdığı nitrojen termal iletkenlik ile ölçülerek kantitatif analiz yapılmaktadır. Protein miktarı ise, bulunan bu azot miktarı ile protein çevirme faktörünün çarpılması sonucunda elde edilmektedir. Kullanılan Alet ve Gereçler: • Dumas Yakma Metodu ile Leco FP-528 Protein/Nitrojen Analizörü • Analizöre entegre durumunda hassas terazi • Alüminyum kapsül (Leco Tin Foil Capsule) İşlem: • Protein/Nitrojen Analiz Cihazı açıldıktan sonra 1 saat beklenir ve kör (boş) yakma yapılarak 2-3 saat daha beklenir. • Cihazın standartlara ulaşıp ulaşmadığı kontrol edilerek analiz işlemine başlanır. • Ölçümü yapılacak numuneler 0.20-0.25 g arası tartılır, hassas terazide print butonu ile ağırlığın cihaza kaydedilmesi sağlanır ve kapsül damlacık görünümünde kapatılır. • Hazır haldeki numune cihaza verilir. Hesaplama: Her bir numunenin analiz süresi 4 dk’dır. Analiz bitiminde cihaz sonuçları “% nitrojen” olarak verir. Cihazın verdiği değer, örneğin durumuna göre, daha önce bahsedilmiş olan faktörlerle çarpılarak “% Ham Protein” oranı hesaplanır. Gıda Analiz ve Teknoloji Laboratuarı-I Dersi Modül 8 ERÜ Gıda Mühendisliği

…

Kaynak: http://gida.erciyes.edu.tr/