Xác định hàm lượng đạm bằng phương pháp DUMAS

PHƯƠNG PHÁP DUMAS

Trong thời gian qua phương pháp Kjeldahl đã sử dụng rộng rãi để xác định hàm lượng protein trong thực phẩm. Tuy nhiên, trong thời gian gần đây phương pháp Kjeldahl đã được thay dần bằng phương pháp Dumas vì phương pháp Dumas cho kết quả nhanh hơn và không phải sử dụng các hóa chất độc hại. Cả hai phương pháp này đều dùng để xác định hàm lượng nitơ trong sản phẩm nhưng sử dụng các nguyên tắc khác nhau. Sử dụng hệ số thích hợp để chuyển đổi tượng nitơ thành hàm lượng protein. Hệ số này thay đổi theo lượng protein khác nhau và thành phần axit amin của chúng có trong sản phẩm đó.

Phương pháp Dumas cũng như phương pháp Kjeldahl đều không phân biệt được nitơ protein và nitơ phi protein. Trong nhiều trường hợp, các kết quả thu được bằng phương pháp Dumas hơi cao hơn kết quả thu được bằng phương pháp Kjeldahl, bởi vì phương pháp Dumas xác định được gần như tất cả các nitơ phi protein còn phương pháp Kjeldahl thì chỉ xác định được một phần.

Tiêu chuẩn này có tham khảo thêm AOAC 990.03 Protein (Crude) in Animal Feed và đã được xác nhận có hiệu lực đối với thức ăn chăn nuôi chứa hàm lượng nitơ từ 0,2 % đến 20%.

+ Nguyên tắc: Phương pháp đốt cháy Dumas để xác định protein thô. Quy trình dùng một thiết bị lò điện đun nóng mẫu phân tích lên đến 600oC trong một lò phản ứng được bịt kín với sự hiện diện của oxy. Hàm lượng nitơ của khí đốt sau đó được đo bằng cách dùng máy dò dẫn nhiệt. Mỗi lần xác định chỉ cần khoảng 2 phút.

Mẫu được chuyển hóa thành khí bằng cách đốt hóa khí mẫu. Tất cả các thành phần gây nhiễu được loại bỏ ra khỏi hỗn hợp khí tạo thành. Các hợp chất nitơ của hỗn hợp khí hoặc của phần đại diện của chúng được chuyển về nitơ phân tử và được định lượng bằng detector dẫn nhiệt. Hàm lượng nitơ được tính toán bằng bộ vi xử lý.

melamin_method

Phương pháp Dumas là một kỹ thuật xác định hàm lượng nitơ trong các chất khác nhau. Được sử dụng lần đầu tiên cách đây hơn 150 năm và còn được gọi là “phương pháp đốt cháy” có tính chính xác cao và đo mẫu nhanh. Phương pháp này được thừa nhận bởi các tổ chức quốc tế như: AOAC, AACC, ASBC, ISO, OIV.
Kỹ thuật này dựa trên nguyên tắc đốt cháy mẫu cần phân tích để thu được nước, oxi, cacbon đioxit, nitơ. Tách nước qua hai bước: quá trình tách vật lý và quá trình hóa học. Giữa hai bước tách này, các thành phần khí đi qua bộ phận khử furnace reduction để chuyển hóa nitơ thành nitơ oxit. Sau khi tách CO2 ở bộ phận hấp phụ tự tái sinh, khí còn lại chỉ là nitơ và được phát hiện bởi detector dẫn nhiệt TCD.
Quá trình này được thực hiện có sự hiện diện của Oxi để chuyển hóa hoàn toàn N thành NO2. PP Dumas có nhiều cách tiến hành, cách em hỏi có lẽ hơi cổ điển và định lượng bằng cách đo khí không phù hợp với những mẫu phân tích nhỏ và cần độ chính xác cao.

Thiết bị và dụng cụ, hóa chất cần thiết để cho phương pháp DUMAS

1./ Thuốc thử

Trong suốt quá trình phân tích, chỉ sử dụng thuốc thử được công nhận tinh khiết phân tích hoặc thuốc thử có độ tinh khiết tương đương như quy định của nhà sản xuất thiết bị. Ngoại trừ các mẫu chuẩn thì tất cả các thuốc thử không được chứa nitơ.

1.1. Khí mang: Sử dụng một trong các loại dưới đây.

1.1.1. Cacbon dioxit (CO2), càng tinh khiết càng tốt và không nhỏ hơn 99,99 % (phần thể tích).

1.1.2. Heli (He), càng tinh khiết càng tốt và không nhỏ hơn 99,99 (phần thể tích).

1.2. Oxy (O2), càng tinh khiết càng tốt và không nhỏ hơn 99,99% (phần thể tích).

1.3. SO2 và chất hấp thụ Halogen, dùng để loại trừ sunfua ra khỏi mẫu [ví dụ, chì cromat (PbCrO4) hoặc búi thép].

1.4. Chất xúc tác platin đồng oxit (vật liệu nhồi cho ống sau đốt).

Chất xúc tác platin (5% Pt trên Al2O3) được pha trộn với CuO với tỷ lệ 1:7 hoặc 1:8 theo chỉ dẫn của nhà sản xuất.

Để tránh bị phân tách do tỷ trọng của hai vật liệu này khác nhau, nên không cần chuẩn bị sẵn hỗn hợp trước khi nhồi ống. Nên đổ chất xúc tác platin và đồng oxit đồng thời vào ống sau đốt, sử dụng phễu thích hợp.

1.5. Bông bạc và bông đồng

Cần được tách rời trước khi nạp vào ống sau đốt hoặc ống khử.

1.6. Bông thạch anh hoặc bông thủy tinh hoặc sợi bông, theo chỉ dẫn của nhà sản xuất.

1.7. Đồng (dây, các đoạn cắt, vụn hoặc bột), dùng cho ống khử

Cách khác, có thể sử dụng tungsten làm chất xúc tác.

Việc sử dụng dây đồng sẽ tăng độ chụm của các kết quả phân tích đối với các mẫu chứa hàm lượng nitơ thấp (khoảng 1% phần khối lượng).

1.8. Diphospho pentoxit (P2O5) hoặc magiê peclorat hạt [Mg(ClO4)2] hoặc chất mang khác thích hợp để nhồi các ống làm khô.

1.9. Các hạt hình cầu corundum rỗng hoặc các viên nhôm oxit, dùng cho ống đốt.

1.10. Đồng oxit (CuO), làm vật liệu nhồi cho ống đốt.

1.11. Natri hydroxit (NaOH), trên chất mang.

1.12. Axit aspartic (C4H7NO4) hoặc axit etylen diamin tetraaxetic (C10H16N2O8) hoặc axit glutamic (C5H9NO4) hoặc axit hippuric (C9H9NO3) chuẩn, hoặc các mẫu chuẩn thích hợp khác đã biết trước có hàm lượng nitơ không đổi đã được xác nhận.

Hàm lượng tối thiểu phải là 99% khối lượng.

1.13. Xăng nhẹ, có điểm sôi trong khoảng từ 30 0C đến 60 0C.

Cách khác, có thể sử dụng axeton hoặc etanol.

2./ Thiết bị, dụng cụ

Sử dụng các thiết bị, dụng cụ của phòng thử nghiệm thông thường và các loại sau.

2.1. Cân phân tích, có thể cân chính xác đến 0,0001 g.

2.2. Máy nghiền phòng thử nghiệm, thích hợp để nghiền mẫu.

2.3. Sàng thử nghiệm, có cỡ lỗ 0,800 mm hoặc 1 mm làm bằng vật liệu không chứa sắt.

2.4. Chén nung (ví dụ, bằng thép không gỉ, thạch anh, gốm hoặc platin) hoặc ống thiếc, thích hợp để sử dụng cho thiết bị Dumas.

2.5. Thiết bị Dumas, kèm một lò nung có thể duy trì được nhiệt độ bằng hoặc lớn hơn 850 0C, có detector dẫn nhiệt và có thiết bị thích hợp để tích phân tín hiệu.

Slide 1

(Thiết bị Dumas của hãng Velp – Ý)

3./ Lấy mẫu

Điều quan trọng là mẫu gửi đến phòng thử nghiệm phải là mẫu đại diện. Mẫu không bị hư hỏng hay biến đổi trong quá trình vận chuyển hoặc bảo quản.

Phương pháp lấy mẫu không quy định trong tiêu chuẩn này. Các phương pháp lấy mẫu được khuyến cáo trong ISO 542 đối với hạt có dầu, ISO 5500 đối với bã dầu, ISO 13690 đối với ngũ cốc và đậu đỗ và các sản phẩm nghiền của chúng và ISO 6497 đối với thức ăn chăn nuôi.

4./ Chuẩn bị mẫu thử

Mẫu phòng thử nghiệm phải được chuẩn bị theo cách sao cho thu được mẫu thử đồng nhất, đại diện cho sản phẩm như trong ISO 664 hoặc ISO 6498.

Sử dụng máy nghiền thích hợp , nghiền mẫu phòng thử nghiệm để thu được độ lệch chuẩn tương đối (RSD) nhỏ hơn 2% trên tất các sản phẩm (trên 10 vận hành liên tiếp). Việc nghiền có thể làm thất thoát độ ẩm và do đó độ ẩm của mẫu nghiền cũng cần được phân tích khi báo cáo kết quả hàm lượng nitơ hoặc protein theo chất khô hoặc theo độ ẩm không đổi. Độ ẩm cần được xác định theo ISO 665, ISO 712, ISO 771, TCVN 4326:2001 (ISO 6496:1999) hoặc ISO 649

5./ Cách tiến hành

5.1. Yêu cầu chung

Tuân thủ nghiêm ngặt các chỉ dẫn của nhà sản xuất về cài đặt, các điều kiện tối ưu, hiệu chuẩn và vận hành thiết bị. Bật thiết bị và để ổn định theo các quy trình cụ thể.

Hàng ngày cần kiểm tra hiệu năng của thiết bị, sử dụng các mẫu chuẩn . Độ thu hồi của nitơ cần phải > 99,0%.

Cần phải kiểm tra hiệu năng phương pháp và khả năng áp dụng đối với từng loại mẫu đối với từng mẻ, sử dụng các mẫu chuẩn có hàm lượng nitơ đã được xác nhận.

5.2. Phần mẫu thử

Cân ít nhất 0,1 g mẫu thử chính xác đến 0,0001 g cho vào chén nung hoặc ống thiếc. Đối với các mẫu chứa hàm lượng protein thấp (< 1% phần khối lượng) thì có thể cần tăng lượng mẫu lên 3,5 g, tùy thuộc vào loại thiết bị Dumas sử dụng và bản chất của phần mẫu thử.

Sấy khô mẫu trước khi phân tích, nếu mẫu có độ ẩm > 17 %.

5.3. Kiểm soát nhu cầu oxy

Một vài loại thiết bị Dumas đòi hỏi phải ước tính nhu cầu oxy của phần mẫu thử.  Đối với một số thiết bị có bộ kiểm soát tự động điều chỉnh lưu lượng oxy, thì đòi hỏi hàm lượng oxy còn lại từ 2% đến 8%.

Thực hiện năm phép thử trắng môi trường không khí, mỗi lần sử dụng một lượng sacaroza tương đương thay cho mẫu, với mỗi bộ xác định nitơ hoặc protein để thay mẫu thử. Mẫu trắng sacaroza cho biết một lượng nitơ do không khí đưa vào và bị giữ lại trong vật liệu hữu cơ đã nghiền bột. Sử dụng giá trị trung bình của các lần thử trắng môi trường không khí để hiệu chỉnh sai số trong phép tính xác định nitơ hoặc protein của từng mẫu thử.

5.4. Hiệu chuẩn

Sử dụng các hợp chất tinh khiết có hàm lượng nitơ biết trước không đổi, ví dụ: axit aspartic ,  làm chất chuẩn để hiệu chuẩn thiết bị lâu dài. Phân tích kép ba hợp chất tinh khiết mỗi lần sử dụng ba nồng độ khác nhau được chọn theo dải đo các mẫu thực.

Để dựng đường chuẩn, cần chọn hợp chất và lượng sử dụng để đảm bảo rằng có thể phát hiện được chính xác lượng nitơ từ 4 mg đến 200 mg. Để hiệu chuẩn, sử dụng 10 đến 20 (hoặc nhiều hơn) các mẫu chuẩn chứa nitơ có hàm lượng đến 200 mg. Với hàm lượng nitơ lớn hơn 200 mg thì đường chuẩn dự đoán sẽ không tuyến tính. Trong phần không tuyến tính này, một vài đoạn ngắn có thể sử dụng để hiệu chuẩn. Để đảm bảo chất lượng của việc hiệu chuẩn trong vùng này, thì các mẫu chuẩn phải được tăng hàm lượng nitơ theo các bước từ 1 mg đến 5 mg.

Có thể sử dụng các dung dịch chuẩn cho việc hiệu chuẩn.

Trước khi bắt đầu một loạt xác định, kiểm tra độ nhạy của thiết bị bằng cách cho chạy ít nhất ba mẫu chuẩn kép có hàm lượng nitơ đã biết trước. Khi độ nhạy ổn định và các giá trị thu được tương ứng với hiệu chuẩn dài hạn như đã thiết lập ở trên thì tiến hành xác định hệ số hiệu chuẩn hàng ngày bằng cách phân tích ít nhất bốn mẫu chuẩn kép có hàm lượng nitơ lớn hơn các mẫu cần phân tích.

Sử dụng hệ số này để hiệu chuẩn các dãy đo.

Cần hiệu chuẩn lại toàn bộ dải đo nếu hệ số hiệu chuẩn hàng ngày lệch trên 10% so với giá trị dự đoán, hoặc nếu các phần cơ bản của thiết bị đo có ảnh hưởng trực tiếp đến việc hiệu chuẩn (ví dụ: detector dẫn nhiệt) đã bị thay thế.

5.5. Xác định

Với các thiết bị khi đang vận hành, việc đưa mẫu vào phải tuân thủ chỉ dẫn của nhà sản xuất.

Phần mẫu thử được đốt cháy hết trong các điều kiện đã chuẩn hóa ở nhiệt độ trong khoảng từ 850 0C đến 1200 0C tùy thuộc vào thiết bị và mẫu thử nghiệm.

Các sản phẩm phân hủy bay hơi (N2, NOx, CO2, H2O là chính) được chuyển bằng khí mang  qua thiết bị.

Các nitơ oxit được khử về nitơ phân tử và lượng oxy thừa được giữ lại bằng đồng hoặc tungsten trong cột khử .

Loại bỏ nước bằng bộ ngưng được làm đầy bằng magiê diphospho pentoxit hoặc chất làm khô khác. Khi không dùng cacbon dioxit làm khí mang , thì nước được loại bằng cách cho đi qua chất hấp thụ thích hợp, ví dụ như natri hydroxit trên chất mang .

Các hợp chất gây nhiễu (ví dụ như các hợp chất halogen bay hơi và hợp chất lưu huỳnh) phải được loại bỏ bằng các chất hấp thụ  hoặc các chất tiếp xúc [ví dụ: bông bạc  hoặc natri hydroxit trên chất mang thích hợp ]

Nitơ còn lại theo khí mang đi qua detector dẫn nhiệt.

5.6. Phát hiện và tích phân

Để định lượng nitơ thì thiết bị sử dụng tế bào dẫn nhiệt nhạy, đã được tối ưu hóa về khí mang sử dụng và có thể có điều chỉnh điểm zero tự động giữa các lần đo các phần mẫu thử. Sau khi khuyếch đại và chuyển đổi tín hiệu detector thì các dữ liệu này được xử lý bằng bộ vi xử lý ngoại biên.

6./ Tính và biểu thị kết quả

6.1. Tính toán

6.1.1. Hàm lượng nitơ

Các kết quả về hàm lượng nitơ tổng số, wN, được biểu thị bằng phần trăm khối lượng và thông thường có sẵn từ dữ liệu in ra từ thiết bị.

6.1.2. Hàm lượng protein thô

Hàm lượng protein thô, wP, được biểu thị bằng phần trăm khối lượng, theo công thức sau:

WP = wN x F

Trong đó:

wN là hàm lượng nitơ, tính bằng phần trăm khối lượng với độ ẩm tự nhiên của nó;

F là hệ số chuyển đổi (bằng 5,7 đối với lúa mì, lúa mạch và các sản phẩm nghiền của chúng, bằng 6,25 đối với các loại sản phẩm khác.)

Khi cần thiết, hàm lượng protein thô có thể được biểu thị bằng phần trăm khối lượng chất khô, sử dụng công thức sau đây:

Dumas-cal

Trong đó:

wpd là hàm lượng protein thô, tính bằng phần trăm khối lượng chất khô;

wm là độ ẩm, tính bằng phần trăm khối lượng, xác định được theo ISO 665, ISO 712, ISO 771, TCVN 4326:2001 (ISO 6496:1999) hoặc ISO 6498.

6.2. Biểu thị kết quả

Biểu thị các kết quả đến ba chữ số có nghĩa (ví dụ: 9,53 % hoặc 20,5% hoặc 35,4%).

BIỂU ĐỒ THIẾT KẾ CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ DUMAS

melamin_method

Máy phân tích đạm bằng phương pháp Dumas – NDA 701 – Velp – Ý

NDA 701 là giải pháp đổi mới của VELP Scientifica để xác định đạm/Nitơ theo phương pháp đốt Dumas, phân tích được cả mẫu rắn và lỏng.

  • Phương pháp phân tích: phương pháp Dumas / đốt
  • Đầu dò: TCD đời mới tự động hiệu chuẩn (không cần khí so sánh)
  • Khối lượng mẫu: đến 1 g
  • Khả năng của bộ tiếp mẫu tự động: đến 4 đĩa đặt mẫu, mỗi đĩa có 30 vị trí
  • Độ lặp lại (RSD): < 0.5% cho khoảng 100 mg EDTA chuẩn (9.57% N)
  • Độ thu hồi: > 99.5%
  • Thang phát hiện: 0.1 – 200 mg N
  • Giới hạn phát hiện: 0.003 mg N tuyệt đối
  • Nhiệt độ đốt: 1030 °C
  • Helium (He): độ sạch 99.999% (grade 5.0)
  • Oxygen (O2): độ sạch 99.999% (grade 5.0)
  • Khí nén hay Nitrogen (N2): độ sạch 99.6 % (không có nước và dầu)
  • Áp suất khí Helium (He): 2 bar
  • Áp suất khí Oxygen (O2): 2.5 bar
  • Áp suất khí nén hay Nitrogen (N2): 3 bar
  • Cổng giao tiếp: USB, RS232

Contact Form

Nếu Bạn muốn biết chi tiết kỹ thuật, giá cả của thiết bị. Xin hãy gởi yêu cầu của bạn cho chúng tôi. Chúng tôi sẽ liên lạc lại trong thời gian sớm nhất. Hoặc liên lạc Hotline: 0918 509 782 - Mr. Hải.

(Xin hãy cung cấp địa chỉ của bạn để chúng tôi có thể cung cấp giá chính xác và tốt nhất cho bạn)

(Chúng tôi sẽ liên lạc lại với bạn theo email bạn cung cấp)

(Xin cung cấp số Mobile phone chính xác để chúng tôi tiện liên lạc với bạn)

(Xin nêu rõ: Tên thiết bị, Model, Hãng mà bạn cần yêu cầu hỗ trợ)

NHẬN XÉT CỦA BẠN VỀ SẢN PHẨM

NHẬN XÉT CHO BÀI VIẾT

Leave a Reply

wpDiscuz