Détermination de l’azote Kjeldahl
Procédure de détermination de la teneur en azote/protéines selon la méthode Kjeldahl
Le processus Kjeldahl est une méthode établie largement utilisée pour tous les types d’échantillons alimentaires, mais également pour les échantillons environnementaux, chimiques et pharmaceutiques. Il implique une étape de digestion pour décomposer les protéines et d’autres espèces contenant de l’azote et est suivi d’une distillation à la vapeur pour isoler l’ammoniac pour la quantification de l’azote.
Le processus Kjeldahl
Les protéines sont parmi les composants nutritionnels les plus importants et sont présentes dans presque toute l’alimentation humaine et l’alimentation animale, pour lesquels elles constituent un critère de qualité reconnu. En ce qui concerne l’alimentation humaine, la teneur en protéines doit être mentionnée sur l’information nutritionnelle du produit destinée aux consommateurs. Les législations nationales et internationales imposent cette déclaration aux producteurs de denrées alimentaires. La détermination de l’azote total Kjeldahl (NTK) permet de calculer la teneur en protéines directement à partir de l’azote présent dans l’échantillon. L’analyse de NTK détermine également la teneur des formes organiques et inorganiques de l’azote dans les échantillons respectifs et est applicable à un large éventail d’applications. En ce qui concerne l’analyse de l’alimentation humaine, l’azote basique volatil total (ABVT) sert à déterminer la fraîcheur des poissons et des fruits de mer.
Fig. 1 Les trois principales étapes de la détermination de l’azote Kjeldahl sont la digestion, la distillation à la vapeur et le titrage.
Étape 1 : Digestion
L’analyse commence par la digestion acide de l’échantillon à l’aide d’un minéralisateur, qui convertit l’azote organique en ammoniac. L’échantillon doit être porté à ébullition dans de l’acide sulfurique concentré et des comprimés Kjeldahl contenant du sulfate de potassium et un catalyseur au cuivre afin de convertir l’azote organique en ammoniac (Fig. 2). Le minéralisateur est relié à un Scrubber afin d’éliminer les fumées corrosives et d’assurer une sécurité maximale dans le laboratoire.
Fig. 2 Procédé de digestion au moyen d’un chauffage par bloc.
Le bloc en aluminium ① génère des températures élevées dans les échantillons ②.
L’échantillon est digéré dans de l’acide sulfurique à ébullition constante.
Les vapeurs acides chaudes s’élèvent dans la zone de condensation ③, se condensent et se rincent à nouveau dans l’échantillon, créant ainsi un reflux constant.
Les vapeurs résiduelles ④ qui s’échappent de la zone de condensation ⑤ sont très corrosives et doivent être extraites et neutralisées efficacement (par exemple à l’aide du Scrubber K-415).
Étape 2 : Procédure de distillation à la vapeur et titrage
La deuxième partie de la méthode consiste en une distillation à la vapeur à l’aide d’un distillateur approprié. Le pH du digestat doit être porté à 9,5 par l’ajout d’hydroxyde de sodium concentré au cours de cette étape d’alcalinisation. À ce pH, du gaz ammoniac se forme. Avec le capteur de détection de réaction, la quantité d’hydroxyde de sodium est automatiquement optimisée, ce qui permet de préserver les ressources et de faire des économies. Le gaz ammoniac est ensuite transféré par distillation à la vapeur dans la solution absorbante acide, à savoir l’acide borique dilué, et converti en ammonium (Fig. 3). Les concentrations d’azote dans la solution réceptrice peuvent alors être déterminées à l’aide de méthodes classiques de détermination potentiométrique ou colorimétrique par électrode.
