Mètode Kjeldahl: Determinació de Nitrogen i Proteïnes en Aliments
Mètode Kjeldahl
1. Mineralització (Destrucció de Matèria Orgànica)
Destrucció de la matèria orgànica per via humida amb àcid sulfúric concentrat, un reactiu molt energètic i deshidratant.
Components de la Reacció
- Mostra (p. ex., llet)
- Àcid sulfúric concentrat
- Catalitzador (p. ex., reactiu de Fehling amb Cu2+)
- Calor
La destrucció de la matèria orgànica es realitza en un matràs. S'afegeix la mostra (per exemple, la llet), l'àcid sulfúric concentrat i un catalitzador (com ara unes gotes de reactiu de Fehling que conté Cu2+). En aplicar calor, l'àcid sulfúric (inicialment incolor) i part de la llet es carbonitzen, tornant la solució fosca. Finalment, la solució torna a ser incolora.
Un cop finalitzada la destrucció de la matèria orgànica, s'ha format CO2, aigua i algun material nitrogenat volàtil (sal d'amoni). Com que estem en medi àcid, es forma sulfat amònic, que és no volàtil.
2. Destil·lació
El contingut resultant de la mineralització es col·loca en un altre matràs. S'hi afegeix aigua i fenolftaleïna (indicador àcid-base).
Preparació per a la Destil·lació
El medi dins del matràs és àcid, però per destil·lar l'amoni, el medi ha de ser alcalí. Això s'aconsegueix afegint sosa (NaOH).
Es comença a destil·lar l'amoníac, que viatja pel refrigerant fins a l'erlenmeyer de recollida. És crucial recollir i retenir tots els vapors. Els vapors d'aigua i amoníac queden retinguts a l'erlenmeyer mitjançant una solució d'àcid sulfúric, formant de nou sulfat d'amoni.
A l'erlenmeyer s'ha afegit un volum i una normalitat coneguda d'àcid sulfúric. L'amoníac destil·lat (en forma de vapor) s'ha lligat a aquest àcid, consumint-ne una part.
3. Valoració per Volumetria Àcid-Base
S'utilitza una solució normalitzada de sosa (NaOH) de concentració coneguda per valorar l'excés d'àcid sulfúric que no ha reaccionat amb l'amoníac.
Aquesta és una volumetria àcid-base, ja que la sosa neutralitza l'àcid sulfúric en excés.
Nota: Si es gasta molta sosa, vol dir que s'ha destil·lat poc amoníac (ja que hi havia molt d'àcid sulfúric en excés per neutralitzar).
Nitrogen Orgànic vs. Nitrogen Inorgànic
El nitrogen present en els aliments prové dels aminoàcids, i és, per tant, nitrogen orgànic. En destruir la matèria orgànica, obtenim nitrogen inorgànic. L'objectiu és determinar el nitrogen dels aminoàcids a partir del nitrogen inorgànic obtingut.
Per a aquesta conversió, apareix el concepte de factor de transformació.
Avantatges i Desavantatges del Mètode Kjeldahl
Avantatges
- Gran aplicabilitat en diferents mitjans o substàncies.
- Permet realitzar-se amb equips poc sofisticats.
Desavantatges
- El principal problema és la interferència causada pel nitrogen no proteic, ja que aquest s'ha de separar per determinar el contingut proteic real.
- El mètode determina el nitrogen total i no la proteïna directament (requereix l'ús del factor de transformació).