Determinação de nitrogênio Kjeldahl
Nitrogênio/Procedimento para determinação de proteína pelo método Kjeldahl
O processo Kjeldahl é um método consagrado, muito usado em amostras de alimentos de todos os tipos e em amostras do ambiente, químicas e farmacêuticas. O procedimento consiste em uma etapa de digestão para decompor proteínas e outras espécies contendo nitrogênio, sucedida por destilação a vapor para isolar a amônia para a quantificação de nitrogênio.
Processo Kjeldahl
As proteínas são alguns dos componentes nutricionais mais importantes e estão presentes em quase todos os alimentos e produtos de ração animal, nos quais atuam como atributo confiável de qualidade. Nos produtos alimentícios, o teor proteico deve estar declarado para o consumidor nas informações nutricionais do produto. Essa declaração é normatizada pela legislação nacional e internacional, que produtores de alimentos devem observar. Na determinação do nitrogênio total de Kjeldahl (TKN), o teor proteico é calculado diretamente do nitrogênio presente na amostra. A análise de TKN também determina o conteúdo de formas orgânicas e inorgânicas de nitrogênio nas respectivas amostras e tem uma ampla gama de aplicações. Na análise dos alimentos, o nitrogênio básico volátil total (TVBN) é usado para determinar o frescor de peixes e frutos do mar.
Fig. 1 Três principais etapas nas determinações de nitrogênio de Kjeldahl: digestão, destilação a vapor e titulação.
Etapa 1: Digestão
A análise começa com a digestão ácida da amostra usando um bloco digestor, convertendo nitrogênio orgânico em amônia. A amostra precisa ser fervida em ácido sulfúrico concentrado e pastilhas Kjeldahl contendo catalisador de sulfato de potássio e cobre para converter o nitrogênio orgânico em amônia (Fig. 2). O sistema de neutralização de fumos ácidos é acoplado ao bloco digestor, e possui a funcão de remover gases ácidos corrosivos para que atinja uma maior segurança no laboratório.
Fig. 2 Processo de digestão por aquecimento do bloco.
O bloco de alumínio ① gera altas temperaturas na amostra ②.
A amostra é digerida em ácido sulfúrico em ebulição contínua.
O vapor quente e ácido sobe para a zona de condensação ③, condensa-se e desce de novo para a amostra, em constante refluxo
O vapor residual ④ que escapa da zona de condensação ⑤ é muito corrosivo e precisa ser coletado e neutralizado com eficiência (p. ex., com o Scrubber K-415).
Etapa 2: Procedimento de destilação a vapor e titulação
A segunda parte do método envolve destilação a vapor com uma unidade de destilação adequada. O pH do digerido deve ser elevado para 9,5 com adição de hidróxido de sódio concentrado nesta etapa de alcalinização. Nesse pH, o gás amônia se forma. Com o sensor de detecção de reação, a quantidade de hidróxido de sódio é automaticamente otimizada, poupando recursos e custos. O gás amônia é então transferido pela destilação a vapor para a solução de absorção ácida, ou seja, ácido bórico diluído, e convertido em amônio (Fig. 3). A concentração de nitrogênio dentro da solução receptora pode então ser determinada usando métodos clássicos de determinação de eletrodos potenciométricos ou colorimétricos.
