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たんぱく質の分析方法ついて
 一般財団法人 食品分析開発センターSUNATEC
第一理化学検査室
1．はじめに
2015年4月に食品表示法が施行された。食品事業者にとって、食品表示法の施行に伴う大きな変化の1つが栄養成分表示の義務化である。がん・脳卒中・糖尿病などの食や運動不足に起因する生活習慣病の広がりや栄養成分表示自体の認知度の向上に伴う消費者意識の高まりから、国民の健康的な食生活を営むための基礎的なツールとして活用されることを目的として、栄養成分表示が義務化された。
表示が義務化された成分として、たんぱく質、脂質、炭水化物及びナトリウム(表示の際には食塩相当量として記載)の4成分並びに、たんぱく質、脂質及び炭水化物から計算される熱量が義務表示成分として指定された。栄養成分表示のためには、日本食品標準成分表などのデータベースからの計算値をもとにした表示の他に、「食品表示基準について（平成27年3月30日消食第139号）」の「別添 栄養成分等の分析方法等」（以下、食品表示基準における分析方法）に従った分析値による表示が認められている。
今回解説するたんぱく質の役割は、食品として摂取することでエネルギー源となること（4 kcal/g）と身体の構成成分となるアミノ酸を補給することである。このたんぱく質は動物性たんぱく質と植物性たんぱく質に大きく分類され、動物性たんぱく質は畜肉、魚肉、鶏卵、牛乳等が代表的な摂取源であり、植物性たんぱく質は大豆、小麦、米などが代表的な摂取源となっている。
なお、摂取の目安量や目標量については、日本人の食事摂取基準（2015年版）に性・年齢階級別に設定されているので参考にされたい。
2．定義
食品表示基準における分析方法において、たんぱく質量は、全窒素を定量し、それに一定の係数(表1)を乗じて得たものと定義されている。表1に記載されていない食品については、窒素・たんぱく質換算係数として6.25を用いる。また表1に記載されていない食品については、最新版の日本食品標準成分表に記載されている窒素-たんぱく質換算係数を用いることもできる。
食品表示基準における分析方法で考慮すべき点として、以下の点が挙げられる。
- （1）
-
- 食品中の窒素化合物は必ずしもたんぱく質のみでなく、食品によっては多量のアミノ酸類、アミド類、プリン塩基及びクレアチン類等を含有することもあるが、全窒素をたんぱく質に由来するものとみなし換算する。
- （2）
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- 緑茶、紅茶、コーヒー、ココア等カフェインやテオブロミンを比較的多く含むもの及びアセスルファムK及びアスパルテーム等の窒素を含む合成甘味料を主体とする食品等の場合には、これらを別に定量して補正することが多い。
このように食品表示基準におけるたんぱく質分析は、生化学的な意味合いでのたんぱく質のみを測定対象とせずに、全窒素をたんぱく質に由来するものとして測定する。その方法として、ケルダール法と燃焼法が採用されている。
3．検査方法
1）ケルダール法
ケルダール法は濃硫酸で食品を加熱分解し、その窒素をアンモニアに変換した後、水酸化ナトリウムを加えてアルカリ性とし、遊離したアンモニアを水蒸気蒸留してホウ酸溶液に捕集させ、硫酸標準溶液を用いて滴定して窒素量を求める方法である。
ケルダール法は食品表示法の施行以前から用いられている分析方法ではあるが、濃硫酸や高濃度のアルカリ溶液を使用する点や大型のドラフト設備を必要とする点、また、分析に時間を要する点など作業者の負担や安全性、環境への配慮などの対策が必要な分析方法である。
2）燃焼法
燃焼法は食品を酸素存在下において高温で完全燃焼させ、燃焼によって生成した窒素酸化物（NOx）を窒素（N2）に還元し、ガスクロマトグラフィーにより分離させ、熱伝導検出器（TCD）にて検出する方法である。燃焼法はケルダール法と比較して、少量の試料で分析できる点、短時間で分析が可能である点、有害な試薬を必要としない点が主な特徴として挙げられる。少量の試料で分析可能な反面、試料の均質性が分析結果に大きく影響するため、試料の均質性にも注意を払わなければならない。また、食品表示基準において使用する装置には、下記の性能が要求されているので注意されたい。
- （1）
-
- 酸素（純度99.9％以上のもの）中で試料を熱分解するため、最低870℃以上の操作温度を保持できる燃焼炉を持つこと。
- （2）
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- 熱伝導度検出器による窒素（N2）の測定のため、遊離した窒素(N2)を他の燃焼生成物から分離することができる構造を持つこと。
- （3）
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- 窒素酸化物（NOx）を窒素（N2）に変換する機構を持つこと。。
- （4）
-
- ニコチン酸を用いて10回繰り返し測定したときの窒素分の平均値が理論値±0.15％であり、相対標準偏差が1.3％以下であること。
4．おわりに
食品表示基準において、たんぱく質は、全窒素を定量し、それに一定の係数を乗じて得たものと定義されており、その分析方法として、ケルダール法と燃焼法の2つが規定されている。
このように食品表示におけるたんぱく質の分析のためには、その定義と分析方法の特徴・原理を理解して分析を行うことが重要である。
今回解説したたんぱく質のみならず、食品表示のための分析には食品表示基準における分析方法を適切に選択する知識・判断力、それらを実施する技術力、また機器・試薬の管理体制、さらには食品に対する科学的な知識が必要である。
参考文献
文永堂出版 食品栄養学
厚生労働省 日本人の食事摂取基準 2015年版
中央法規出版 早わかり栄養成分表示Q＆A
建帛社 日本食品標準成分表2015年版（七訂） 分析マニュアル・解説
消費者庁 食品表示基準について（平成27年3月30日消食表第139号）
表1．窒素・たんぱく質換算係数
| 食品名 |
換算係数 |
| アーモンド |
5.18 |
| アマランサス、ナッツ類（アーモンド、ブラジルナッツ、らっかせいを除く。）、種実類（あさ、えごま、かぼちゃ、けし、ごま、すいか、はす、ひし、ひまわり） |
5.30 |
| ブラジルナッツ、らっかせい |
5.46 |
| ふかひれ、ゼラチン、腱（うし）、豚足、軟骨（ぶた、にわとり） |
5.55 |
| 小麦粉、フランスパン、うどん・そうめん類、中華めん類、マカロニ・スパゲティ類、ふ類、小麦たんぱく、ぎょうざの皮、しゅうまいの皮 |
5.70 |
| だいず、だいず製品（豆腐竹輪を除く。）、えだまめ、だいずもやし、しょうゆ類、みそ類 |
5.71 |
| 小麦（はいが） |
5.80 |
| オートミール、おおむぎ、小麦（玄穀、全粒粉）、ライ麦 |
5.83 |
| こめ、こめ製品（赤飯を除く。） |
5.95 |
| 乳、乳製品、バター類、マーガリン類 |
6.38 |
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