L’Analisi Kjeldahl: cos’è e a cosa serve

Il metodo Kjeldahl è un metodo analitico sviluppato dal chimico Danese Johan Kjeldahl, ex direttore del Laboratorio della Carlsberg, che permette di determinare il contenuto in azoto e proteine in sostanze organiche e inorganiche con alti livelli di precisione e riproducibilità. La quantificazione del contenuto di azoto permette di stabilire:

• le proteine totali di una sostanza
• il contenuto proteico di una miscela
• il contenuto proteico durante l’isolamento e la purificazione
• la presenza/quantità di azoto non proteico
• la composizione di amminoacidi
• il valore nutritivo di una proteina

• Digestione (o mineralizzazione)
• Distillazione
• Titolazione (determinazione quantitativa dell’ammoniaca prodotta)

Durante il processo, l’azoto legato organicamente, viene convertito in ammonio solfato. L’alcalinizzazione della soluzione digerita libera ammoniaca che, mediante distillazione in corrente di vapore, viene separata e raccolta per essere poi determinata quantitativamente mediante titolazione.

Le fasi del metodo Kjeldahl

1. Preparazione del campione

Il metodo Kjeldahl è ideale per campioni solidi, semi solidi e liquidi. Prima di procedere è consigliabile macinare o miscelare il campione per ottenere un modello omogeneo. Una volta preparato il campione, deve essere posizionato in un provettore di vetro, aggiungendo il catalizzatore e l’acido solforico.

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2. Digestione

L’Unità di Digestione converte le sostanze contenenti Azoto organico in un campione contenente Azoto inorganico (sale solfato di ammonio).
La mineralizzazione del campione viene eseguita ad alta temperatura da una miscela composta da acido solforico concentrato al 96-98% e sfruttando le sue proprietà di disidratazione, di idrolisi e di ossidazione.
L’ossidazione sul campione libera CO₂ e ammoniaca solforata (solfato di ammonio).
L’aggiunta di un idoneo catalizzatore, insieme alla alta temperatura, hanno influenza sulla velocità e sull’efficienza della mineralizzazione nell’Analisi Kjeldahl.
Se si verifica un problema durante il processo e/o se la preparazione del campione non è corretta, è possibile notare la presenza di residui di carbonio (di colore marrone/nero) nella miscela digerita e sulle pareti dei tubi.

Durante la digestione Kjeldahl, a causa dell’utilizzo dell’acido solforico, vengono prodotti fumi altamente corrosivi e pericolosi. È necessario quindi pensare anche a mettere in sicurezza l’ambiente di lavoro e gli operatori, garantendo un completo abbattimento dei fumi prodotti durante la digestione.

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3. Distillazione a vapore e recupero ammoniaca

La distillazione converte l’azoto da solfato di ammonio (solido) in ammoniaca (gas).

NH₄+(sol)—>NH₃(g)

Quindi, il solfato di ammonio presente nel campione digerito viene convertito in gas ammoniacale, riscaldato e distillato.

In questa fase, si aggiunge acqua distillata deionizzata alla provetta contenente il campione digerito per diluirlo, se non previsto in autonomia dalla strumentazione utilizzata. In questo modo è più facile rilevare tutta l’ammoniaca.

L’azoto viene poi separato dalla miscela digerita mediante distillazione a vapore, al fine di estrarre l’ammoniaca dalla soluzione alcalina.

Si aumenta il pH della miscela digerita utilizzando l’idrossido di sodio (35%) per convertire NH₄+ (in formato solido) in NH₃ (gassoso), che sarà rilevato con la titolazione.

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4. Titolazione

A questo punto, si quantifica la quantità di ammoniaca nella soluzione ricevente.

Titolazione automatica

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Titolazione automatica

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Connessione a titolatori potenziometrici esterni

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Le applicazioni dell’analisi Kjeldahl

L’analisi Kjeldahl può essere impiegata in molte applicazioni, tra le quali:

• Alimenti e Bevande
• Mangimi
• Agricoltura
• Ambientale
• Farmaceutica e Life Science
• Chimica e Petrolchimica
• Cosmetica
• Accademia ed Enti Pubblici

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Team AHSI S.p.A.