腐植物質の定量化に関する新しいISO承認国際規格

フミン酸やフルボ酸は、個別の化合物や分子を指す言葉ではありません。フルボ酸やフミン酸には、定義された特定の化学式、分子量、構造はありません。したがって、より正確な用語としては、複数形のフルボ酸やフミン酸を使用します。フルボ酸という用語は、フミン酸複合体とは物理的・化学的に異なる重要な特徴を持つ、数百種類もの様々な複合体からなる大きな分類を指しています。フルボ酸複合体やフミン酸複合体の中には、複数の分子、分子量、官能基の異なる混合物があり、そのバリエーションは多岐にわたります。

最も広く受け入れられているフルボ酸の定義は、酸性とアルカリ性の両方に溶ける腐植物質の画分です。一方、フミン酸はアルカリ性にのみ溶解する画分です。フルボ酸は1)フミン酸に比べてサイズが小さい、2)分子量が小さい、3)酸素含有量が多い、4)化学反応性が高い、5)微生物活性が高い。

フルボ酸やフミン酸の特性や定量を直接行う方法はありません。現在までのところ、特性評価や定量化の試みはすべて推定であり、標準的な方法を開発することは困難でした。初期の定量化の試みでは、比色法(Mehlich, 1984)を用いて、色の強さをアルドリッチフミン酸の標準量と比較することで、フミン酸およびフルボ酸生成物を定量化しました。研究者たちは、フミン酸サンプルのバッチが異なると比色測定値が異なることを示しました。さらに、比色法は

フルボとフミン質の区別がつきません。そのため、少量の腐植物質が含まれるフルボ製品は、色が濃くなり、純度の高いフルボサンプルよりも比色測定値が高くなります。その他の有機および無機汚染物質も色に影響し、サンプル中に存在する場合は、フミンまたはフルボ酸として測定され、報告されます。植物に非常によく含まれる有機ポリマーであるリグニンの断片や誘導体も暗褐色です。リグニンは、パルプ・製紙工程で木材やその他のバイオマスから可溶化・除去されます。パルプや製紙からの廃水には高濃度のリグニンやリグニン誘導体が含まれていることが多く、この方法では腐植物質と区別がつきません。最後に、この方法を使用することで、生産者は溶液中のフルボ酸濃度を30%以上と主張することができますが、それは何か意味があるのでしょうか?顧客は本当に何を得ているのでしょうか?より詳細な分析をしなければ、本当にわからないのでしょうか?

カリフォルニア州食品農業局(CDFA) は、フミン酸を定量化するための標準試験を作成するために参入しました。この方法は比色法よりも正確で、より安定した濃度が得られます。典型的なサンプルの場合、CDFA法による定量では、比色法で測定した濃度の半分以下になることがよくありました。1990年、J.M VerploeghとL.A Brandvoldは、フルボ酸画分も定量できるCDFA法の追加ステップを発表しました。この方法では、カリウム(K)、ナトリウム(Na)、カルシウム(Ca)などの無機物の存在による灰分の影響は考慮されていません。さらに、バイオマスに含まれるリグニンの大部分を占めるクラソンリグニンのような酸に不溶性の有機物もまた、酸に不溶性であり、CDFA法で定量されるフミン酸レベルに寄与します。一方、糖類、多糖類、アミノ酸、タンパク質、炭水化物、その他の有機酸など、一般的な有機化合物のほとんどは酸性溶液に溶けるため、サンプルに含まれていればフルボ酸として定量されます。

このような方法の欠点が懸念されたからです。 フミン製品貿易協会(HPTA) を設立し、新しい標準法の開発に着手しました。HPTAは8年間にわたる熱心な研究の末、市販の腐植酸製品に含まれる腐植酸および疎水性フルボ酸の分析に関する国際標準の確立に成功しました。新しい国際標準(ISO 19822:2018から出版されました。 国際標準化機構(ISO) 2018年8月に2014年の時点で、この方法はすでに 米国植物食品管理官協会(AAPFCO).

新標準法は、クラソンリグニンや他の酸不溶性有機物が存在する場合、フミン酸の定量に影響を与える可能性がありますが、灰分がフミン酸の定量に与える影響を取り除くことができるため、大きな改善となります。さらに、ISO法は、疎水性相互作用を示すフルボ酸複合体の30~50%(重量比)の定量にのみ使用できます。個々のフルボ酸複合体は疎水性部分と親水性部分の両方を含んでいます。その結果、フルボ酸錯体の挙動は確率の関数となります。疎水性部位の濃度が高いフルボ酸錯体ほど疎水的挙動を示す傾向が強い。さらに、リグノスルホン酸塩(紙パルプ製造時に生成するリグニンの一般的な誘導体)も疎水的に挙動するため、この方法ではフルボ酸と区別できません。このような理由から、新しいISO法では硫黄の存在を試験し、硫黄濃度が0.75%を超える場合は、さらに以下の方法で特性評価を行うことを提案しています。 フルニエ変換赤外分光法(FTIR) リグノスルホン酸塩が含まれていないことを確認するための分析。

この新しいISO法は、無機物やフルボ酸以外の有機添加物や不純物によって報告されるフルボ酸の量のインフレに対処する方法として、限界はありますが、私たちがこれまでに遭遇した中で最も優れた方法です。フミン製品貿易協会(HPTA)のメンバーとして、私たちは市場における製品の測定と比較をより正確に行うことを目的とした新しい標準法の開発を強く支持します。

訪問 http://www.humictrade.org をご覧ください。

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