Dumas快速定氮法在农产品品行检测中的应用

氮/蛋白质测定方法
杜马斯法又叫 Combustion Nitrogen Analysis (CNA)，我们可以称之为燃烧定氮法，是 法国化学家 Jean Baptiste Dumas 于 1831 年提出 的，比凯氏定氮法早 50 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。
Kjeldahl
优点 传统方法 前期投资较低
缺点 很长的消解时间。 使用危险、不环保的试剂。 氮回收不完全,特别是 对杂环化合物、硝酸盐、亚硝酸盐 以及硝基和偶氮基化合物不能消解或不能完全消解。 不能实现真正意义上的全自动。
Dumas
快速、全自动
相对较高的前期投资
不使用危险、不环保的试剂
100% 的氮回收率
The Application of Nitrogen Determination Dumas Method in Agricultural Products Quality Detection
Dumas快速定氮法在农产品品质检测中的应用
Nitrogen Determination Dumas Method
“准绝对”物质依赖方法
大的浓度检测范围: 0.1- 200mg N
高精度: 0.5% RSD
低安装要求
凯氏定氮法（Kjeldahl）和杜马斯定氮 法（Dumas）的比较
杜马斯法与凯氏法的定氮方法的比较
Kjeldahl
Dumas
所需的化学试剂
浓 H2SO4, 40％NaOH, K2SO4, CuSO4, 乙醇，甲基 氧气，氦气，标准物质，催化 红，溴甲酚绿，硼酸，蒸馏 剂
1989 年德国 Foss Heraeus 公司开发出了世 界上第一台能测量克级样品的杜马斯法定氮仪 Macro N，由此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。
氮/蛋白质测定方法
凯氏法（Kjeldahl）流程
目前仍被广泛的使用。 首先，样品需要在高温的浓硫酸中消解，并且要使用汞、硫酸 铜等催化剂 → 束缚在氨基酸中的氮被转化成氨 → 蒸馏，氨被 分离出来 → 滴定定量检测氮。
注：*危险程度划分为 10 个等级（1-10），10 为极端危险，1 为完全安全。
杜马斯（Dumas)定氮法符合的国际标准
现在，世界上的一些国家和地区，特别是欧美等 发达国家，杜马斯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，杜马斯法甚 至作为唯一的定氮标准。1993 年，加拿大谷物研究实 验室（Grain Research Laboratory）将杜马斯法作为测 定含油种子粗蛋白含量的标准方法。加拿大谷物委员 会（Canadiain Grain Commission）基于对所有等级小 麦广泛的评价，决定采纳杜马斯法为标准方法测试所 有谷物、种子及其产品的蛋白质和总氮。1996 年 8 月 1 日，此官方决定正式生效。
用于农产品的最常用的定氮方法是丹麦科学家 Kjeldahl 于 1883 年提出的凯氏法，虽然后来经过改进，但是消化时间长、难 以把有机物定量转变成氨以及严重的环境污染及安全问题是此法 存在的典型问题。在过去的十年里，一种快速、精确、低成本、 无污染的定氮方法很快的在欧美国家得到了广泛应用，成为凯氏 法的替代方法，即杜马斯定氮法。
氮/蛋白质测定方法
杜马斯法（Dumas Method）流程
标准的杜马斯定氮仪： 燃烧温度为 900 Cº– 1000 Cº，载气为氦气（Helium ），样品 在高纯氧（99.995%）的环境中被氧化。 氧化产物中的干扰气体如 CO2、H2O、 SO2、HX 等被不同的吸 附剂清除干净。 所有的氮氧化物被还原管中的铜还原为分子氮。（650C） 分子氮被氦气带入 TCD 检测器 (Thermal Conductivity Detector)中检测。（氦气和氮气的导热系数不同）
An old method
with a new importance Dumas定氮法
一个古老的技术重新焕发了青春
氮/蛋白质测定方法
对于食品、谷物、肥料、动物饲料及相关产品，全氮和蛋白 质含量的测定是非常重要的。目前广泛应用的测定蛋白质的方法 是通过测定物质的总氮含量再乘以某一系数（蛋白质因子）来推 算出蛋白质的含量。不同的物质，系数不同，例如小麦及人类消 费的小麦产品其系数为 5.7，奶及乳制品为 6.38，其它物料以及 饲用小麦的系数为 6.25。
杜马斯（Dumas)定氮法符合的国际标准
杜马斯（Dumas)定氮法符合的国际标准
1994 年 7 月，美国农业部 FGIS(Federal Grain Inspection Service)用杜马斯法代替凯式法作为标准方 法来测定小麦和大豆中的粗蛋白含量。AOAC 以杜马 斯法为标准方法用于谷物及含油种子、肉/肉制品和动 物饲料粗蛋白含量测定。国际标准化组织（ISO）也 将此法用于谷类、豆类、粉碎的谷类产品、含油种子 及动物饲料的质量评价。AACC 和 ICC 用此法测定 谷物蛋白质含量，ISO 和 DIN（德国工业标准）也将 此法用于评价乳制品。此外，AOAC 和 ISO/DIN 将 此法作为测定肥料和土壤中总氮的标准方法。
How does the combustion work ? 工作原理
Oxidation:氧化 CnHmNx + a O21000 °C n CO2 + ½ m H2O + x N-Oxides [catalyst]
Reduction:还原 N- Oxides
稍后分离 !
650 °C
铜还原剂
N2
凯氏定氮法（Kjeldahl）和杜马斯定氮法 （Dumas,以Dumtherm为例）的比较
水等等
所需的仪器设备 凯氏定氮仪，凯氏烧瓶，消 杜马斯定氮仪，气瓶，分析天
煮炉，分析天平，通风橱 平，
化学废液的处理 必须收集并经过专业人员处 无化学废液
理
每个测试所需时间 90min/20 个试样（一炉） 3-5min/个，连续进样
(不包括样品消解时间)
危险程度*
6
2
精确度（CV%） 1.2
0.7