Détermination de l'azote non protéique - NPN - dans le lait et les produits laitiers

Le lait et les produits laitiers contiennent des protéines de haute qualité que l’être humain peut particulièrement bien assimiler et utiliser pour construire ses propres protéines. Les protéines du lait ne sont pas seulement importantes dans la production de produits laitiers traditionnels, mais jouent également un rôle important dans une large gamme de produits alimentaires, tels que les aliments pour bébés et le secteur pharmaceutique, en raison de leurs nombreuses propriétés fonctionnelles et de leur haute valeur nutritionnelle. Par conséquent, la teneur en protéines du lait joue un rôle important dans la fixation du prix.
Les protéines du lait se composent essentiellement de caséine, de protéines de lactosérum et d’« azote non protéique » (NPN). L’azote non protéique est le composant de la protéine brute qui ne peut pas être transformé par l’être humain et qui se distingue donc de ce que l’on appelle la protéine véritable ou la protéine pure. Le NPN est un élément essentiel de la composition du lait et comprend différents composés azotés qui ne sont pas des protéines, mais qui sont néanmoins très importants pour l’évaluation de la qualité et de la sécurité du produit. Le NPN se compose de créatine/créatinine, de peptides, d’acides hippiques, d’acides aminés libres, d’acide orotique, d’acide urique, d’ammoniac et d’urée, l’urée représentant la plus grande partie. Pour déterminer la part de protéines pertinente, il faut donc soustraire la part de NPN de la teneur en protéines à l’aide du calcul suivant :

Protéine pure = Protéine brute - NPN.

Dans le domaine du contrôle de la qualité des produits laitiers et de l’analyse nutritionnelle, la détermination précise de l’azote non protéique (NPN) dans le lait et les produits laitiers joue un rôle central. La détermination du NPN est pertinente car la teneur en protéines peut être augmentée artificiellement par l’ajout d’autres substances à forte teneur en azote.
Le scandale de la mélamine en Chine il y a quelques années en est un exemple : de la mélamine, un produit chimique industriel, a ainsi été ajoutée au lait en poudre pour augmenter la teneur en protéines. Une simple détermination de l’azote selon Kjeldahl se heurte ici à ses limites et indiquerait une teneur en protéines trop élevée. La détermination du NPN est également utilisée pour tirer des conclusions sur la qualité de l’alimentation des animaux - les résultats de l’analyse du NPN/de l’urée permettent d’adapter le contenu ou l’ordre des rations afin d’optimiser les coûts d’alimentation, la production laitière et la réduction des déchets azotés dans l’environnement.

La méthode de Kjeldahl et la méthode de Dumas conviennent toutes deux pour déterminer la teneur en NPN :

Préparation des échantillons
Les échantillons liquides sont transférés dans un bécher et chauffés au bain-marie jusqu’à une température de 38-40 °C. L’échantillon à analyser est ensuite refroidi à température ambiante tout en étant mélangé avec précaution et pesé dans un erlenmeyer. On ajoute ensuite de l’acide trichloracétique à l’échantillon de lait et on pèse à nouveau le mélange lait-acide. Après la formation du précipité, le contenu de l’erlenmeyer est filtré et le filtrat est recueilli dans un erlenmeyer propre et sec. Le filtrat est pesé par pesée différentielle à l’aide d’une seringue à usage unique.

Les échantillons solides sont éventuellement homogénéisés à l’aide d’un mixeur ou d’un broyeur à rotor et une quantité correspondante de l’échantillon est dissoute dans de l’eau à 40-50 °C. L’ajout d’acide trichloracétique entraîne la formation du précipité, qui est filtré après un bref réchauffement de la suspension. Le filtrat peut être pesé à l’aide d’une seringue à usage unique.
Le filtrat doit être clair et exempt de particules. Si ce n’est pas le cas, la précipitation et la filtration sont répétées.

Minéralisation
L’échantillon est minéralisé dans de l’acide sulfurique concentré à 410 °C. Le filtrat n’a pas tendance à mousser, mais doit néanmoins être chauffé avec précaution et observé. Avec les normes officielles, le temps de minéralisation est de 2,5 heures, alors qu’avec une méthode optimisée, le temps de minéralisation peut être réduit à environ 2 heures.

• Note d’application : réduisez le temps de minéralisation en plaçant les échantillons dans un bloc de minéralisation préchauffé.

Distillation et titrage
Après la minéralisation, l’échantillon est distillé en ajoutant de l’H₂O et du NaOH dans une solution titrée de H₃BO₃. La détermination du point final s’effectue automatiquement dans le VAPODEST 500. L’ajout d’un indicateur de mélange n’est pas nécessaire, mais peut être utilisé pour un contrôle visuel

Calcul du résultat
La teneur en azote non protéique est calculée en fonction de la valeur de blanc préalablement déterminée des poids notés, des pesées de l’échantillon, du mélange échantillon-acide et du filtrat ainsi que de la consommation de la solution de titrage.

• Note d’application : pour le calcul, utilisez notre tableau Excel déjà préparé, que nous mettons volontiers à votre disposition.

Préparation des échantillons
Les échantillons liquides sont transférés dans un bécher et chauffés au bain-marie jusqu’à une température de 38-40 °C. L’échantillon à analyser est ensuite refroidi à température ambiante tout en étant mélangé avec précaution et pesé dans un erlenmeyer. On ajoute ensuite de l’acide trichloracétique à l’échantillon de lait et on pèse à nouveau le mélange lait-acide. Après la formation du précipité, le contenu de l’erlenmeyer est filtré et le filtrat est recueilli dans un erlenmeyer propre et sec.

Les échantillons solides sont éventuellement homogénéisés à l’aide d’un mixeur ou d’un broyeur à rotor et une quantité correspondante de l’échantillon est dissoute dans de l’eau à 40-50 °C. L’ajout d’acide trichloracétique entraîne la formation du précipité, qui est filtré après un bref réchauffement de la suspension, de sorte que le filtrat peut être recueilli dans un erlenmeyer propre et sec. Avant la pesée, une feuille d’étain (p. ex. DumaFoil) est tarée, 75 mg de superabsorbant sont pesés et l’échantillon est pesé à l’aide d’une seringue jetable.

• Note d’application : en raison de la faible teneur en azote, il faut peser environ 400 mg de filtrat. Dans ce cas, il peut être avantageux d’utiliser un DumaFoilXL pour simplifier la manipulation des échantillons.

Pesée / calibration
Avec une pesée d’environ 400 mg de filtrat, on obtient, selon l’échantillon, des surfaces de pic entre 400 et 900 mVs, ce qui correspond à une quantité absolue d’azote d’environ 0,08 - 0,18 mg. Par conséquent, l’étalonnage choisi doit couvrir cette plage de travail. Pour des teneurs en azote aussi faibles, on utilise généralement une solution THAM, ici une solution THAM contenant 0,05 % d’azote N, qui couvre la plage de travail souhaitée avec des pesées comprises entre 150 mg et 400 mg. L’exigence minimale pour le facteur de corrélation R2 est une valeur de ≥ 0,999.

Calcul du résultat
La teneur en azote non protéique est calculée en fonction des pesées de l’échantillon, du mélange échantillon-acide, du filtrat et du poids d’azote dans le filtrat.

• Note d’application : pour le calcul, utilisez notre tableau Excel déjà préparé, que nous mettons volontiers à votre disposition.

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