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簡介

總有機碳（TOC）分析廣泛用于測量水的純凈度。水中的有機碳越多，污染物的含量就越高。生產(chǎn)企業(yè)必須滿足行業(yè)法規(guī)所要求的成品中的水或生產(chǎn)用水的純凈度。越來越多的食品和飲料企業(yè)采用TOC分析來確認生產(chǎn)設備在更換不同批次產(chǎn)品時的清潔度，以確保設備上沒有上一個批次殘留的過敏原。雖然TOC分析并非專門用于檢測過敏原，但它可以測量總碳含量。也就是說，TOC結果可以為企業(yè)提供有關生產(chǎn)設備在清潔之后可能仍然存在的污染物的準確信息，其中包括谷蛋白（gluten）等過敏原的信息。Sievers M系列分析儀可以同步測量TOC和電導率，兩者的測量結果都能準確反映污染情況。

背景

谷蛋白包括兩種蛋白質，即不溶于水的麥醇溶蛋白和溶解度較高的麥谷蛋白。用于檢測過敏原的ELISA測試法（Enzyme-linked Immunosorbent Assay Testing，酶聯(lián)免疫吸附測試法）可以測量麥醇溶蛋白的含量，其檢測限通常在1–5 ppm范圍內(nèi)。谷蛋白中引起人體過敏反應的是麥醇溶蛋白1，因此沒必要測量所有種類的谷蛋白。ELISA測試法根據(jù)抗體的增加，檢測特定種類的有機污染物。而TOC測試法和抗原無關，用于檢測樣品中所有種類的有機污染物。當您直接比較TOC測試法和ELISA測試法時，請注意以下幾個重要區(qū)別：

●傳統(tǒng)的ELISA測試法測量水溶性麥谷蛋白的含量，其檢測限（LOD）為1-5 ppm麥谷蛋白。

●TOC測試法測量總有機碳的含量，以ppm為單位。Sievers M9分析儀的檢測限為30 ppt（或0.00003 ppm）。

●麥醇溶蛋白的單體含有約55%的碳2,3，因此ELISA測試法的檢測限約為0.55-2.75 ppm碳（麥醇溶蛋白）。

●ELISA測試法根據(jù)抗原來檢測特定的過敏原蛋白質，而TOC測試法是非專屬性方法，用于檢測所有種類的有機碳。

●TOC測試法用單個樣品瓶來收集和測量有機污染物，而ELISA測試法則需要進行多個步驟來準備要轉移到96孔板的樣品。Sievers M系列分析儀同步測量TOC和電導率。這兩種測量結果可以相互印證，從而更有效地幫助生產(chǎn)企業(yè)來確認生產(chǎn)設備在清潔之后可能仍然存在的污染物殘留量。我們可以通過電導率的增量來確認有機污染物的含量。

挑戰(zhàn)

隨著越來越多的消費者要求或選用不含谷蛋白的飲食，那些既生產(chǎn)含谷蛋白產(chǎn)品又生產(chǎn)不含谷蛋白產(chǎn)品的食品和飲料企業(yè)開始面臨各種前所未見的挑戰(zhàn)。如果企業(yè)沒有專用的生產(chǎn)車間來加工不含過敏原的食品或飲料，那就必須在完成一批產(chǎn)品后清除生產(chǎn)設備上的產(chǎn)品殘留物，以確保上一批產(chǎn)品不會污染下一批產(chǎn)品。行業(yè)法規(guī)要求企業(yè)在清潔生產(chǎn)設備之后進行過敏原測試，以確認設備上沒有法規(guī)禁止的產(chǎn)品殘留物。這種測試要求先收集樣品，然后由受過專門訓練的技術人員親手進行測試，耗時耗力。

解決方案

Sievers M系列TOC分析儀采用紫外－過硫酸鹽氧化和膜電導檢測技術，以行業(yè)專業(yè)的準確度和精確度來測量水中的有機物含量。分析儀的檢測限為萬億分之30（0.03 ppb），上限為50 ppm。分析儀可以同步測量TOC和電導率，并提供數(shù)據(jù)并列比較。我們在研究中所使用的樣品，仿照被谷蛋白污染的實際樣品中的有機碳濃度。表1是水中谷蛋白的回收率測量結果。樣品中的電導率的增加與有機碳濃度成正比，如圖1和圖2所示，因此我們可以用電導率結果來進一步確認污染物含量。由于谷蛋白的水溶性較低，我們制備了懸浮液，然后測量0.01%的稀釋液來確定平均TOC。我們用測量結果來計算儲備溶液的總TOC濃度，然后為測量回收率制備稀釋液。我們同步收集所有樣品的TOC和電導率結果。

結論

TOC測試法幫助生產(chǎn)企業(yè)量化生產(chǎn)線上可能存在的污染物的總體含量，也可以用來檢測食品和飲料生產(chǎn)設備上可能殘留的谷蛋白等污染物。研究結果表明，Sievers M系列分析儀可以成功回收濃度為0.5-20 ppm碳的谷蛋白。在此濃度范圍內(nèi)，TOC結果和電導率結果成正比。與傳統(tǒng)的ELISA測試法相比，Sievers分析儀能夠提供有機污染物的全面測量結果，具有更高的檢測靈敏度和更低的檢測限。與ELISA測試法不同，TOC測試法允許用戶用單個樣品瓶來取樣，從而大大節(jié)省了制備樣品所需的時間和工作量。

參考文獻

1.C.HISCHENHUBER,R.B.-V.–,.(2006).Review article:safe amounts of gluten for patients with wheatallergy or coeliac disease.Alimentary Pharmacology&Therapeutics,559-575.

2.Information,N.C.(2022,April 04).PubChem Compound Summary for CID 17787981,Gliadins.Retrieved from PubChem:

3.Wieser,H.(2007).Chemistry of gluten proteins.Food Microbiology,115-119.

• SieversM9便攜式TOC分析儀

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