ANÁLISIS DE NITRÓGENO/PROTEÍNA 

El contenido de proteínas es uno de los parámetros clave en el análisis de alimentos y esencial para la caracterización del valor nutricional del material.

 Por ejemplo, el contenido de proteínas en la harina de trigo determina el mejor uso para la harina, con proteínas más bajas (~8%) utilizadas típicamente para pasteles o postres y harinas con proteínas más altas (~12%) utilizadas para pan. Existen algunas técnicas espectroscópicas, como la reflectancia infrarroja (NIR) y transmisión (NIT) de infrarrojos cercanos, que pueden predecir el contenido de proteínas y otros componentes; sin embargo, estos métodos se consideran métodos secundarios que requieren un extenso trabajo de calibración y son altamente sensibles incluso a pequeños cambios en la matriz, lo que limita el alcance de las calibraciones NIR. Los métodos más comunes para la determinación de proteínas son el método químico húmedo clásico de Kjeldahl y el método basado en combustión de LECO Dumas.

Ambos métodos realmente determinan nitrógeno y no el valor directo de proteínas. El valor de proteínas se calcula a partir del valor de nitrógeno del material utilizando factores de conversión de nitrógeno a proteínas y supone que la fuente de nitrógeno en las matrices biológicas es proteína. El factor de nitrógeno a proteína puede variar según el material alimentario y a menudo está especificado por métodos estándares gubernamentales e internacionales. Por ejemplo: el factor de multiplicación de nitrógeno a proteína para la leche y los productos lácteos es 6,38, para el maíz y los cereales es 5,8, para la carne y el pescado es 6,25, para la soja es 5,71 y para los champiñones es 4,17.

 

Por lo general, el método de Kjeldahl utiliza los siguientes pasos:  

  • -Digestión de la muestra en ácido sulfúrico concentrado con un catalizador que convierte el nitrógeno dentro de la muestra en sulfato de amonio (NH4)2 SO4.  
  • -El tamaño de la muestra es típicamente entre 100 mg y un gramo.  
  • -Neutralización del digestato utilizando hidróxido de sodio concentrado (NaOH) convirtiendo el sulfato de amonio en NH3 Destilación del NH3 en un ácido estándar que se retro-titula con una base estandarizada para la cuantificación.  

 

Aunque el método de Kjeldahl tiene compatibilidad con casi todos los materiales alimenticios y una amplia aceptación en las comunidades analíticas y regulatorias de alimentos y piensos, hay muchas desventajas en este método como una recuperación incompleta y además los mejores y más efectivos catalizadores de Kjeldahl contienen mercurio o selenio y ya no se utilizan debido a preocupaciones ambientales y regulaciones locales.  

 

METODO DUMAS

Pocos saben que existe otro método para la determinación de proteína por medio de nitrógeno y es el método Dumas, el cual se basa en la combustión y el mismo es mucho mas antiguo que Kjeldahl, Dumas fue desarrollando por Jean-Baptist Dumas, a pesar de ser el método mas antiguo no fue el dominante durante los primeros 100 años de uso, ya que este método requeria de un nivel de habilidad técnica mayor por la tecnología de ese entonces 

 

Dumas se ha convertido en un método de referencia bien establecido. Debido a que es superior en tiempos, capacidad y menores costos de análisis en comparación con Kjeldahl, esto último se debe a la versatilidad del análisis, el cual requiere de los siguientes pasos:  

  1. La muestra se quema con oxígeno, transfiriendo el nitrógeno de la proteína a una mezcla de gas N2/NOX ` 
  2. El NOX se reduce a N2 y otros gases de combustión (como el exceso de O2, CO2 y vapor de agua). 
  3. El nitrógeno se detecta con un detector de conductividad térmica (TC). El cálculo del contenido de proteína utilizando el contenido de nitrógeno determinado y un factor de proteína.

 

Muchos laboratorios de alimentos utilizan el método Dumas en lugar del método Kjeldahl o junto a él, ya que es un excelente método para la determinación de proteínas en alimentos y piensos. La Tabla 2 muestra algunos ejemplos de métodos oficiales que utilizan el método Dumas en el análisis de alimentos, lo que demuestra que el método Dumas está ganando cada vez más importancia en comparación con el método Kjeldahl. La única desventaja de utilizar el método Dumas en lugar del método Kjeldahl es el mayor costo de un instrumento para el método Dumas en comparación con uno para el método Kjeldahl, pero la diferencia se compensa rápidamente cuando se tienen en cuenta los costos de funcionamiento. 

 Las ventajas del método de combustión Dumas 

  1. Velocidad de análisis: 2.8 minutos con Dumas en comparación con horas de tiempo utilizando Kjeldahl.
  2. Rendimiento: fácilmente se pueden analizar más de 150 muestras en un día laboral de 9 a 5 con un instrumento Dumas de LECO.
  3. Costo por análisis: los costos de operación de un instrumento de combustión LECO Dumas son mucho más bajos en comparación con el método clásico de química húmeda Kjeldahl.
  4. No causa problemas ambientales y de seguridad: los instrumentos de combustión LECO Dumas eliminan el uso de ácidos y bases concentrados, la necesidad de eliminar los residuos y los requisitos de la campana extractora del método Kjeldahl de química húmeda.
  5. Máxima eficiencia y automatización: después de que la muestra pesada se coloca en el cargador automático del instrumento de combustión LECO Dumas, todas las etapas subsiguientes del análisis están automatizadas, y el resultado se calcula mediante el software del instrumento y está listo para su transmisión a un sistema de gestión de información de laboratorio (LIMS).
  6. Cumplimiento de estándares: el método de combustión LECO Dumas es un método de referencia bien establecido, como se muestra en los ejemplos de la Tabla 2. 

 

Estas ventajas seguirán impulsando la futura sustitución del método Kjeldahl de química húmeda por el método de combustión LECO Dumas en las industrias de alimentos y piensos 

 

Si quieres conocer mas sobre el método de combustión LECO Dumas, puedes escribirnos a inboxsa@inboxsa.com y con gusto te contactaremos para ampliar la información con un experto de aplicaciones. 

Conoce el analizador de Carbono, Hidrógeno, Nitrógeno y Proteínas de LECO, aquí. 

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