Tương lai của phân tích Nitơ & Protein trong ngành thực phẩm

Trong nhiều năm, xác định hàm lượng nitơ và protein luôn là một phép thử cốt lõi của ngành thực phẩm. Kết quả phân tích chính xác là yếu tố quan trọng để kiểm soát chất lượng sản phẩm và đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế.

Tuy nhiên, ngành thực phẩm đang thay đổi rất nhanh. Sự phát triển của các dòng sản phẩm giàu protein, thực phẩm có nguồn gốc thực vật và các nguyên liệu mới đang tạo ra nhiều yêu cầu khác nhau cho phòng thí nghiệm. Điều đó khiến các tiêu chí lựa chọn phương pháp phân tích cũng thay đổi.

Ngày nay, phòng QC không còn chỉ quan tâm đến độ chính xác. Họ còn phải cân nhắc năng suất, khả năng tự động hóa, chi phí vận hành và tính linh hoạt của hệ thống phân tích.

Những thay đổi này đang định hình xu hướng mới của phân tích nitơ và protein bằng phương pháp Dumas.

Từ thay thế Kjeldahl đến tối ưu toàn bộ quy trình QC

Trong nhiều năm, Dumas được biết đến như một giải pháp thay thế phương pháp Kjeldahl. Lợi ích nổi bật là thời gian phân tích ngắn hơn và không sử dụng các hóa chất ăn mòn trong quá trình xác định nitơ.

Tuy nhiên, các nghiên cứu ứng dụng gần đây cho thấy giá trị của Dumas không chỉ dừng lại ở tốc độ.

Trong ứng dụng phân tích các sản phẩm sữa, hệ thống rapid MAX N exceed PLUS đã xử lý gần 800 mẫu trong vòng 14 ngày. Thiết bị có thời gian phân tích khoảng 6 phút cho mỗi mẫu, hỗ trợ autosampler 90 vị trí, phân tích được cả mẫu rắn và mẫu lỏng. Độ lặp lại và độ tái lập đều đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn DIN EN ISO 14891. Chi phí vận hành được báo cáo vào khoảng 0,50 €/mẫu.

Những kết quả này cho thấy mục tiêu của phòng QC hiện đại không còn là thay thế một phương pháp cũ. Quan trọng hơn là xây dựng một quy trình phân tích có năng suất cao, ổn định và phù hợp với sản xuất liên tục.

Khi protein không còn chỉ đến từ sữa

Xu hướng tiêu dùng cũng đang thay đổi mạnh mẽ. Protein ngày nay không còn chỉ đến từ sữa hoặc thịt.

Các doanh nghiệp ngày càng phát triển nhiều sản phẩm từ đậu nành, đậu Hà Lan, gạo, cây gai dầu và nhiều nguồn protein thực vật khác. Bên cạnh đó là các sản phẩm như oat drink, cheese analogue, sausage analogue hay burger thực vật.

Điều này tạo ra thách thức mới cho phòng thí nghiệm. Một hệ thống phân tích phải duy trì hiệu suất trên nhiều loại nền mẫu khác nhau thay vì chỉ tối ưu cho một nhóm sản phẩm truyền thống.

Application Note về thực phẩm plant-based cho thấy cùng một hệ thống có thể phân tích từ nguyên liệu, protein concentrate và protein isolate cho đến thành phẩm. Hệ thống cũng hỗ trợ vận hành tự động 24/7, tích hợp LIMS, tùy chọn tuân thủ 21 CFR Part 11 và giảm thời gian bảo trì nhờ thiết kế không cần dụng cụ chuyên dụng.

Đây là dấu hiệu cho thấy các phòng QC đang chuyển từ mô hình sử dụng nhiều thiết bị chuyên biệt sang một nền tảng phân tích có khả năng đáp ứng nhiều ứng dụng khác nhau.

Tối ưu chi phí vận hành đang trở thành ưu tiên

Bên cạnh năng suất, chi phí vận hành cũng là một yếu tố ngày càng được quan tâm. Điều này đặc biệt rõ trong bối cảnh giá helium biến động và nguồn cung không ổn định.

Trước đây, nhiều phòng thí nghiệm mặc định rằng phương pháp Dumas luôn phải sử dụng helium.

Tuy nhiên, kết quả đánh giá trên nhiều nhóm mẫu thực phẩm, thức ăn chăn nuôi và nông nghiệp cho thấy argon và carbon dioxide vẫn có thể đáp ứng yêu cầu phân tích đối với phần lớn các mẫu thường quy theo AOAC và ISO.

Helium chỉ thực sự cần thiết khi phân tích những mẫu có hàm lượng nitơ rất thấp, chẳng hạn một số loại tinh bột hoặc lactose.

Thông điệp quan trọng không phải là khí nào tốt hơn. Điều quan trọng là lựa chọn khí mang phù hợp với từng loại mẫu và mục tiêu vận hành của phòng thí nghiệm. Cách tiếp cận này giúp doanh nghiệp tối ưu chi phí mà vẫn duy trì chất lượng phân tích.

Phòng QC trong tương lai sẽ được đánh giá như thế nào?

Ba nghiên cứu ứng dụng đều cho thấy cùng một xu hướng.

Phòng QC hiện đại không còn chỉ được đánh giá dựa trên độ chính xác của một phép thử. Năng lực vận hành tổng thể mới là yếu tố tạo ra lợi thế cạnh tranh.

Một hệ thống phân tích hiện đại cần đáp ứng đồng thời nhiều yêu cầu. Thiết bị phải xử lý được nhiều loại mẫu khác nhau. Kết quả phải duy trì độ lặp lại theo các tiêu chuẩn quốc tế. Quy trình cần được tự động hóa để tăng năng suất. Chi phí vận hành phải được tối ưu. Đồng thời, hệ thống cũng phải đủ linh hoạt để thích ứng với sự phát triển của các sản phẩm thực phẩm trong tương lai.

Kết luận

Sự phát triển của ngành thực phẩm đang đặt ra những yêu cầu mới cho các phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng. Độ chính xác vẫn là nền tảng, nhưng không còn là tiêu chí duy nhất.

Khả năng xử lý nhiều loại mẫu, vận hành tự động, tối ưu chi phí và thích ứng với các xu hướng thực phẩm mới đang trở thành những yếu tố quan trọng trong quá trình lựa chọn giải pháp phân tích.

Trong bối cảnh đó, phương pháp Dumas không chỉ là một kỹ thuật xác định nitơ và protein. Phương pháp này đang trở thành nền tảng giúp các phòng QC xây dựng quy trình phân tích hiện đại, nâng cao hiệu quả vận hành và sẵn sàng đáp ứng những thay đổi của ngành thực phẩm trong tương lai.

Tìm hiểu thiết bị phân tích nito và protein của hãng Elementar tại đây.