Determinación de nitrógeno Kjeldahl
Procedimiento de determinación de nitrógeno/proteínas según el método Kjeldahl
El proceso Kjeldahl es un método establecido que se utiliza ampliamente para todo tipo de muestras de alimentos, y también para muestras medioambientales, químicas y farmacéuticas. Implica un paso de digestión para descomponer las proteínas y otras especies que contienen nitrógeno y, a continuación, se destila por inyección de vapor para aislar el amoniaco y cuantificar el nitrógeno.
El proceso Kjeldahl
Las proteínas son unos de los componentes nutricionales más importantes y están presentes en casi todos los productos alimenticios y piensos para animales, en los que son una característica de calidad fiable. En el caso de los productos alimenticios, se debe declarar el contenido de proteína en la información nutricional del producto destinada a los consumidores. Las leyes nacionales e internacionales exigen que los productores de alimentos incluyan esta declaración. Al determinar el nitrógeno Kjeldahl total (NKT), se calcula el contenido de proteína directamente a partir del nitrógeno presente en la muestra. El análisis de NKT también determina el contenido de las formas orgánica e inorgánica del nitrógeno en las respectivas muestras y se puede usar en una amplia variedad de aplicaciones. En el análisis de alimentos, se usa el nitrógeno básico volátil total (NBVT) para determinar la frescura de los productos de pescado y marisco.
Fig. 1 Los tres pasos principales de la determinación de nitrógeno Kjeldahl son la digestión, la destilación por inyección de vapor y la titulación.
Paso 1: Digestión
El análisis comienza con la digestión de los ácidos de la muestra mediante una unidad de digestión, convirtiendo el nitrógeno orgánico en amoniaco. La muestra se debe hervir en ácido sulfúrico concentrado y comprimidos Kjeldahl que contienen sulfato de potasio y un catalizador de cobre para convertir el nitrógeno orgánico en amoniaco (Fig. 2). La unidad de digestión se acopla a un Scrubber para eliminar los humos tóxicos y conseguir el nivel máximo de seguridad en el laboratorio.
Fig. 2 Proceso de digestión mediante el calentamiento en bloque.
El bloque de aluminio ① genera altas temperaturas en las muestras ②.
La muestra se digiere en ácido sulfúrico en ebullición constante.
Los vapores ácidos calientes se elevan a la zona de condensación ③, y se condensan y enjuagan de nuevo hasta la muestra creando un reflujo constante.
Los humos residuales ④ que escapan de la zona de condensación ⑤ son altamente corrosivos y deben retirarse y neutralizarse eficazmente (por ejemplo, con el Scrubber K-415).
Paso 2: Procedimiento de destilación por inyección de vapor y titulación
La segunda parte del método consiste en la extracción mediante destilación por inyección de vapor con una unidad de destilación adecuada. El pH del producto digerido debe aumentar a 9,5 añadiendo hidróxido de sodio concentrado en este paso de alcalinización. Con ese pH, se forma gas de amoniaco. Con el sensor de detección de reacciones, la cantidad de hidróxido de sodio se optimiza automáticamente, lo que ahorra recursos y gastos. Después, el gas de amoniaco se transfiere mediante destilación por inyección de vapor a la solución absorbente de ácido, concretamente ácido bórico diluido, y se convierte en amoniaco (Fig. 3). Después, las concentraciones de nitrógeno de la solución receptora se pueden determinar mediante los métodos clásicos de determinación potenciométrica o colorimétrica de los electrodos.
