Определение азота по Кьельдалю
Метод определения азота/белка по Кьельдалю
Метод Кьельдаля является развитым методом, который широко используется для всех видов пищевых, а также экологических, химических и фармацевтических образцов. Он включает этап минерализации для разложения белков и других азотсодержащих веществ, после чего следует паровая дистилляция с целью выделения аммиака для количественного определения азота.
Метод Кьельдаля
Белки являются одним из наиболее важных компонентов питания и присутствуют практически во всех продуктах питания и кормах для животных, где они служат несомненным признаком качества. Для пищевых продуктов содержание белка должно быть указано в информации о пищевой ценности продукта. Данная информация является обязательной в соответствии с национальными и международными стандартами, разработанными для производителей продуктов питания. При определении общего азота по Кьельдалю (TKN) содержание белка вычисляется непосредственно на основе количества азота, который содержится в образце. TKN-анализ также позволяет определить содержание как органических, так и неорганических форм азота в соответствующих образцах и используется в широком спектре областей применения. В анализе пищевых продуктов общее содержание твердых летучих веществ является показателем свежести рыбы и морепродуктов.
Рисунок 1. Три основных этапа определения азота по Кьельдалю включают минерализацию, паровую дистилляцию и титрование.
Этап 1. Минерализация
Анализ начинается с минерализации образца кислотой с помощью дигестора, превращающего органический азот в аммиак. Образец кипятят в концентрированной серной кислоте с добавлением таблеток Кьельдаля, содержащих сульфат калия и медный катализатор для превращения органического азота в аммиак (рис. 2). Дигестор соединяется со скруббером для отведения коррозионных паров с целью обеспечения максимальной безопасности лабораторного персонала.
Рисунок 2. Процесс минерализации с помощью блочного нагрева.
Алюминиевый блок ① создает высокую температуру в образцах ②
Образец минерализуется в постоянно кипящей серной кислоте
Пары кислоты поднимаются в зону конденсации ③, конденсируются и смываются обратно в образец, формируя постоянный отток
Остаточные пары ④, которые выходят из зоны конденсации ⑤, являются высококоррозионными и подлежат удалению и эффективной нейтрализации (например, с помощью скруббера K-415)
Этап 2. Процедура паровой дистилляции и титрование
Второй этап метода предполагает паровую дистилляцию с помощью подходящего дистиллятора. Уровень pH при минерализации необходимо поднять до 9,5 путем добавления концентрированного гидроксида натрия на этом этапе подщелачивания. При данном уровне pH выделяется аммиак в газообразной форме. С помощью датчика обнаружения реакции количество гидроксида натрия автоматически оптимизируется, что позволяет экономить ресурсы и снижать затраты. Далее аммиак в газообразной форме перегоняется с водяным паром в поглощающий раствор борной кислоты и превращается в аммоний (рис. 3). Теперь можно определить концентрацию азота в принимающем растворе, используя классические потенциометрические или колориметрические методы.
