Determinación de Nitrógeno Proteico en Alimentos Concentrados utilizando el método de Combustión Directa Leco® / Dumas

A la hora de comparar costos de análisis con el método Kjeldahl, les pido no olviden incluir, además de los reactivos, los siguientes parámetros, que son verdaderos costos ocultos del método: * Costo de transporte de sustancias peligrosas y sus impuestos. * Almacenamiento especial de esas sustancias (área restringida). * Tiempo de mano de obra utilizada (cuántos análisis se hacen por hora y cuántos recursos humanos se emplean para realizarlos vs 1 análisis cada 4 minutos con LECO/DUMAS). Es decir, medir la productividad de ambos métodos. * Costo por tratamiento de los residuos ácidos y catalìticos. * Riesgo por accidentes de nuestros operadores (quemaduras ácidas). Y un intangible: la imagen de la compañía... al asumir la responsabilidad social de no contaminar el medio ambiente. Seguimos en contacto. Atte, Juan RUFFINO

Estimados Profesionales en Análisis Nutricional,

indudablemente, el método Kjeldahl está en vías de extinción, sobre todo debido a lo contaminante y peligroso (ácidos a 400°C). Será sustituido eventualmente por el NIR y el método por combustión Dumas, dependiendo de la variedad de las muestras.

Referente a los analizadores, debemos agregar que además de los modelos mencionados, existen otros fabricantes (alemanes), quienes han desarrollado unidades con mayores prestaciones, como lo es el modelo Cube N de Elementar GmbH. Pueden encontrar mayor información en su sitio web.

Ventajas: utiliza CO2 con gas de arrastre (el gas 99.995 de pureza, más económico de los gases de alta calidad), y evita utilizar absorbente de CO2 (Anhidrona), que generalmente son catalogados como reactivos peligrosos y extremadamente difíciles de importar (¡un calvario!), utiliza solamente 0.5L de O2 por muestra, lo que evita estar cambiando continuamente el tanque de O2, además de los problemas de abastecimiento, por otro lado a un costo de $417.oo el cilindro de O2 libre de nitrógeno (en Costa Rica)!

Procesa toda la muestra, de 150 a 350mg orgánico, o hasta 1g inorgánico, lo que evita la necesidad de correr gran cantidad de blancos al principio de la corrida y durante lo largo del día, como lo sufren los sistemas que toman alícuotas. Además de estas ventajas, existen muchas más.

Si desean mayor información, pueden contactarnos.

Saludos,

Alexis Ulloa

Estimado Sr. Rufino,

Rufino Muchas gracias por realizar su comentario a nuestro artículo. Las opiniones opuestas enriquecen el debate y ayudan a nuestros lectores a ampliar sus conocimientos sobre el tema.

Realmente nuestras opiniones no son opuestas, todo lo contrario, siento que el fin del artículo es mostrar las ventajas del sistema Dumas con nueva tecnología electrónica y neumática que es una excelente alternativa al método Kjeldahl. Simplemente estamos abriendo la visión de las personas que están interesadas en esta área, para que sepan que además de modelos Cadillac también hay disponibles BMW, Audi y Mercedes Benz!

Rufino Es muy cierto que existen segundas marcas que compiten con LECO/DUMAS, como la que Ud. menciona. No omito agregar fabricantes de mucho prestigio como Perkin Elmer.

La apertura de las comunicaciones ha permitido que no sólo las grandes empresas tengan presencia mundial, por este motivo cada vez más el mercado está siendo compartido. El hecho de LECO venda más unidades en ciertas partes del mundo no es debido a su superioridad técnica, sino por los 85 años de edad. Referente a Perkin Elmer, ciertamente tiene su prestigio, pero no en el campo de los analizadores de combustión con su único modelo para N2/Proteína PE2410II que es un diseño de 30 años, sin un solo cambio, aun no cuenta con control y procesamiento de la información por medio de PC!

Rufino  También es necesario informar que existen fabricantes que utilizan gas Argón en vez de He o CO₂.

Estoy de acuerdo que hay fabricantes que utilizan otros tipos de gases, sin embargo, el punto es que el CO₂ es un gas de consumo masivo lo que asegura dos cosas: abastecimiento y bajo costo.

Rufino  Por qué razón, LECO Corp., con 85 años liderando el mercado analítico, habrá decidido fabricar sus determinadores DUMAS usando gas Helio, teniendo como alternativa el gas CO₂ de menor costo ?

Respuesta: Para Leco la división de analizadores de combustión es tan solo una pequeña parte del gran negocio. Las corporaciones invierten en lo que les genera $$$ como otras líneas mucho más sofisticadas. Por esta razón a LECO le ha pasado lo mismo que a Perkin Elmer, la inversión en R&D es tímida, de hecho, el nuevo TruSpec es un el antiguo FP528 con un vestido más bonito.

Rufino La respuesta es muy simple: el gas Helio otorga 10 veces más sensibilidad a la detección, logrando análisis extremadamente confiables y exactos.

Ciertamente, el He tiene mucha mayor diferencia de conductividad térmica que el CO₂. La razón porque los analizadores LECO están obligados a utilizar He es que toman de los 4000 ml de gases producidos una pequeña alícuota de 3 ml. el equivalente al 0.075 del total de muestra para ser cuantificada. Toda persona que trabaje en quehaceres de análisis químicos aprendió en clase que en toda dilución se arrastra un error. He visto a un usuario de un LECO FP-528 realizar hasta 10 blancos antes de poder arrancar la corrida. (a $0.85 cada una!). Otros fabricantes (Elementar GMBH), con nueva tecnología, pueden utilizar CO₂, siendo menos sensible, porque todo el N2 de la muestra llega al detector, no se divide la muestra. Tal es la cantidad de N₂ que el punto de sensibilidad pasa a segundo plano. Al no haber diluciones el análisis es muchas veces más confiable, además los sistemas neumáticos son extremadamente sencillos. Lo sencillo es más robusto, fácil de operar, de dar mantenimiento y evita los continuas paradas por servicio técnico.

Rufino  Si profundizamos un poco más, las celdas de detección utilizadas en estos equipos, están basadas en la Conductividad Termica de los Gases (TC), es decir miden la diferencia de conducción de calor entre el gas carrier (He por ejemplo) y el gas proveniente de la muestra (N₂)

Rufino  Mientras más grande sea la diferencia del coeficiente de conductividad térmica entre ambos gases, mayor sensibilidad tendrá la determinación.

Rufino  El Helio tiene un coeficiente de Conductividad Térmica de 33 y el N₂ ( gas a determinar) de 5.6 El CO2 sólo tiene un pobre coeficiente de 3.3

Rufino A estas alturas de la discusión, los inteligentes lectores de este foro, ya se habrán dado cuenta porque el 99 de los fabricantes de equipos DUMAS utilizan gas Helio como gas carrier.

Espero que los lectores que hayan llegado hasta aquí tengan ahora un mejor criterio técnico para dilucidar los pros y contras de las diferentes implementaciones del método Dumas y el por qué de las cosas.

Con respecto al 99 de los fabricantes, cabe destacar que el 99 basan sus instrumentos en los primeros modelos que estaban diseñados para trabajar con décimas de microgramo de muestra (10mg o menos), por lo que deben utilizar gases que aseguren una buena sensibilidad, ejemplos Thermo Flash 1112, Perkin Elmer 2410, Exeter Analytical CE-440, ANTEK, Eurovector Euro EA 300, Costech Turbe N 4040 o Gerhardt Dumatherm. Algunos han modificado sus unidades para aumentar la cantidad de muestra pero aun están muy distantes de poder manejar de 200 a 300mg de muestra orgánica en forma rutinaria, la mayoría trabajan con menos de 100mg. Los únicos analizadores que pueden trabajar en el rango de muestra de 100 a 500 mg es Elementar y LECO en forma rutinaria.

Rufino A tal punto esto es determinante, que en el mismo website de los equipos que menciona el amigo Ulloa, se presenta una alternativa al modelo Cube N, desarrollado a partir de la utilización de gas Helio, justificánndolo, según se expresa: por tener mayor sensibilidad de detección que los otros modelos.

Elementar GmbH está compuesta de aproximadamente 50 personas de las cuales 50 son científicos e ingenieros dedicados 100 del tiempo a producir nueva tecnología reflejada en nuevos modelos, únicamente el área de analizadores de combustión. El Cube N es uno más de la gran familia. El Cube N está diseñado para sustituir 100 al Kjeldahl y producir excelentes resultados al menor costo de muestra. Estoy seguro de que el señor Rufino se refiere al Cube MICRO, otro modelo que cuenta con la capacidad de analizar CHNS o combinaciones de CNS, CHN, CN y O en muestras de micro gramos, hasta 30mg. Ergo, debe de utilizar un gas que brinde mayor sensibilidad y que no interfiera con la detección del C que se desea cuantificar en la muestra.

Rufino  El otro punto no menos importante es que estamos hablando de productos (alimentos) que se cotizan por su valor proteico.

Rufino  Me pregunto, quién preferiría ahorrar en costo de análisis para sacrificar exactitud y degradar toneladas de producto, o generar reclamos de Clientes?

A esta altura de la discusión creo que el lector tendrá sus reservas de cuál método puede dar mayor exactitud! Cuál será un mejor resultado, el que se derivó de procesar toda la muestra, o la del que se tomó solamente una alícuota de 0.075 de la muestra? En 200mg es tan sólo 0.15 mg de muestra.

Rufino Entre los usuarios más destacados de los equipos LECO/DUMAS para la determinación de N2/Proteína, están todos los laboratorios de la US Customs y la USDA. Estarán también equivocados...?

Algunas reconocidos usuarios que ya han estudiado detenidamente las nuevas opciones del mercado y han optado por avanzada tecnología son: EPA en Gulf Breeze, FL, Department of Agriculture en Dover, DE, Lansing, MI, Lincoln, NE, Mayo Clinic Rochester, MN, USDA- ARS en Beltsville, MD, Ames, IA, y USDA-ARS en Mandan, SD & TX, entre otros.

Rufino En cuanto al reactivo Anhidrona (Perclorato de Magnesio Anhidro) que el Sr Ulloa manifiesta tener problemas para importar a su país, le informo que para toda importación de reactivos, cualquiera sea el país de destino, Ud. necesita:

* Estar inscripto como importador
* Presentar la documentación y el MSDS necesario
* Pagar los aranceles establecidos

Rufino  Si aún así sigue teniendo problemas, alguien no está haciendo las cosas correctamente... Generalmente se intenta no declararlo. En este caso, le sugiero que ponga sus importaciones en manos de profesionales.

Es correcto el comentario que aporta el Sr. Rufino en cuanto a los pasos para importar reactivos y que se debe pagar a profesionales, de hecho, todos los reactivos que importamos para nuestros analizadores han pasado este proceso y podemos internarlos sin ningún problema debido a que son inocuos. Los profesionales en química saben lo complicado que es importar reactivos catalogados peligrosos o que están en la lista de precursores además de los costos extra que esto conlleva.

Agradezco el permitirnos participar en este foro y poder comentar nuestros puntos de vista técnicos.

Saludos,

Estimado Manuel, en el sistema LECO FP-528 el oxígeno tiene dos funciones, primero asegura una combustión completa de la muestra y segundo sirve como gas de arrastre de los productos de combustión. La válvula de O2 se mantiene abierta hasta que no se llene el balastro de 4.5 Lts.

Por otro lado, cuál es el costo del oxígeno? Usted a calculado su costo de muestra? Cuál es?

Otra consideración que podría hacer es pensar en un cambio a nueva tecnología que únicamente utilice el mínimo de oxígeno por muestra (menor de 0.6 L x muestra). Sabiendo un poco sobre sus costos podemos realizar una proyección para saber si es vialble esta posibilidad!

Saludos,

Alexis Ulloa
Elementar GmbH
Tecnología Aplicada Internacional
San José, Costa Rica