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定氮仪、凯氏定氮仪、Dumas定氮仪百科

定氮仪、凯氏定氮仪、Dumas定氮仪
定氮仪,是检测种子、乳制品、饮料、饲料、土壤及其他农副产品中氮含量的专用仪器。定氮仪是根据蛋白质中氮的含量恒定的原理,通过测定样品中氮的含量从而计算蛋白质含量的仪器。因其蛋白质含量测量计算的方法叫做凯氏定氮法和杜马斯燃烧定氮法,故分别被称为凯氏定氮仪和杜马斯定氮仪,又名蛋白质测定仪、粗蛋白测定仪。 定氮仪-凯氏定氮法 1原理 凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。即在有催化剂的条件下,用浓硫酸硝化样品将有机氮都转变成无机铵盐,然后在碱性条件下将铵盐转化为氨,随水蒸气馏出...   详细内容>>

定氮仪,是检测种子、乳制品、饮料、饲料、土壤及其他农副产品中氮含量的专用仪器。定氮仪是根据蛋白质中氮的含量恒定的原理,通过测定样品中氮的含量从而计算蛋白质含量的仪器。因其蛋白质含量测量计算的方法叫做凯氏定氮法和杜马斯燃烧定氮法,故分别被称为凯氏定氮仪和杜马斯定氮仪,又名蛋白质测定仪、粗蛋白测定仪。

定氮仪-凯氏定氮法


1原理

凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。即在有催化剂的条件下,用浓硫酸硝化样品将有机氮都转变成无机铵盐,然后在碱性条件下将铵盐转化为氨,随水蒸气馏出并为过量的酸液吸收,再以标准酸滴定,就可计算出样品中的氮量。由于蛋白质含氮量比较恒定,可由其氮量计算蛋白质含量,故此法是经典的蛋白质定量方法。

2缺陷

从凯氏定氮原理可以知道:凯氏定氮法是将含氮有机物转变为无机氮硫酸铵来进行检测,以得到含氮量的测定值乘以一定系数得出蛋白质含量。而含氮有机物不仅仅是蛋白质,还有三聚氰胺等等。在加上食品中蛋白质含量的现行国家标准和国际通行测定方法是经典凯氏定氮法,这就为造假者提供了可乘之机。蛋白质中的含氮量不超过30%,三聚氰胺的最大的特点是含氮量很高(66%),溶于水后无色无味,也就是说在一杯清水中加入三聚氰胺,然后用凯氏定氮法检测,结果显示是含有蛋白质的。由于“凯氏定氮法”只能测出含氮量,并不能鉴定饲料中有无违规化学物质,所以,添加三聚氰胺的奶粉理论上可以测出较高的蛋白质含量。

3应用

凯氏定氮法的普遍适用性、精确性和可重复性已经得到了国际的广泛认可。它已经被确定为检测食品中蛋白质含量的标准方法。但是,这种方法并不能给出真实的蛋白质含量,因为所测定的氮可能不仅仅是由蛋白质转化来的。这可以从2007年美国宠物食品污染事件和2008年中国毒奶粉事件等食品安全事件中被体现:三聚氰胺,一种含氮量较高的物质,被添加到了食品中以伪造较高的含氮量。另外,由于不同的氨基酸序列,这种方法也需要许多不同的校正因子。而且,凯氏定氮法还需要使用浓硫酸和较长时间的加热(一般来讲,大于1小时)。这也造成了在粗略测量蛋白质含量时,杜马斯法有时更方便些。

定氮仪-杜马斯燃烧定氮法


1原理

1831年,法国化学家Jean Baptiste Dumas首创一种实用的定氮法。这种方法是在燃烧管的前端贮有碳酸铅,在试样分解前,加热碳酸铅,使分解放出的二氧化碳完全排除燃烧管中的空气试样与 CuO燃烧后 ,生成的气体借助 PbCO 分解产生的 CO 气流赶到立于汞槽上内装有 KOH溶液的集气量筒中。燃烧时,偶尔有部分氮转变为氮的氧化物,它们在通过红热的铜粉后被还原,这样有机物中的氮全部被还原为 N 。1838年 ,O.L_Erdman和 R.F.Marchand 引入二氧化碳发生器 .用碳酸盐与酸反应产生 CO 。1868年 ,H.Schitt发明氮紊仪, 以取代 Dumas的集气量筒。此后.Dumas法几乎没有大的改动。

实际上,直到1883年丹麦科学家Kjeldahl才提出凯氏定氮法,杜马斯定氮法比凯式定氮法足足早了52年。但是由于早期的杜马斯定氮方法只能测定几个毫克的样品,使它在农产品等领域的实际应用中受到了极大的限制。

1964年,德国贺立士公司(Heraeus, precursor of elementar),生产出了世界上第一台Dumas法快速定氮仪(Rapid N)。1989年,随着Heraeus公司生产的世界上第一台可以检测克级样品的杜马斯法快速定氮仪Macro N的问世,拉开了杜马斯法在食品、饲料、肥料、植物、土壤及临床等领域上广泛应用的序幕。因此,现在在世界上一些国家和地区,特别是欧美等发达国家,Dumas法已经成为法定的氮/蛋白质分析方法。在美国、加拿大和德国的某些领域,Dumas法甚至作为唯一的定氮标准。Dumas定氮法----一个古老的技术重新焕发了青春!

2局限性

不过杜马斯法也有一定的局限性,比如对于复杂样品分析难度较大,对于液体样品分析效果不佳.样品需要是均匀粉末,而且要较细.这些局限性是因为分析原理有一定的局限性,暂时还无法避免.此外杜马斯定氮仪40-60万的价格限制了这一方法的推广和应用.

3应用情况

由于与凯氏定氮法在实验原理上的一些不同,就会出现一个样品用两种方法检测出的结果不同的现象,大量的实验发现杜马斯法的结果略微高于凯氏定氮法的测定值。这是因为凯氏定氮法有一个公认的局限性:即难以把有机物定量转变成氨,特别是含有硝酸盐的样品影响总氮的结果。而杜马斯燃烧定氮法则没有这个问题,能够将饲料原料中的氮元素完全检测出来。以鱼粉样品为例,凯氏法只能测定出鱼粉中的除硝态氮、腐胺、尸胺之外的氮,而杜马斯法可以测出包括硝态氮、腐胺、尸胺之内的氮,也就是说用这种方法检测鱼粉的比凯氏法要高1-2个蛋白。对于饲料配方的贡献不容忽视。

在环保和安全要求较高的西方国家,杜马斯法已经成为法定的氮/粗蛋白的分析方法。加拿大谷物委员会将杜马斯法作为标准方法测试谷物、种子及其产品的蛋白质和总氮。美国农业部及AOAC也用杜马斯法代替凯氏法作为标准方法用于谷物及饲料粗蛋白含量的测定。
目前国内测定蛋白质的标准方法还只限于凯氏定氮法,这种方法应用一百多年来,已经有着广泛的基础,即使在很小的实验室也可以用简单的凯氏定氮装置实现蛋白质的测定。然而,在今天发达的中国越来越注重环境保护和人员健康,鉴于杜马斯法显而易见的优点,它必然会被国内发达实验室所接受,逐渐在氮/粗蛋白检测领域占有一席之地,尤其是在进出口国际贸易仲裁中与国际接轨。

值得期待的是杜马斯燃烧定氮法检测饲料中粗蛋白将被纳入中国的国家标准中。
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2017/6/29 23:57:26