Método Kjeldahl, y la importancia de su aplicación para la seguridad alimentaria.
Tanto en el campo de los alimentos, las bebidas, las carnes, así como en el de los suelos, forraje y aguas residuales, el método Kjeldahl es de vital importancia para determinar los niveles de nitrógeno de las muestras, ya sean orgánicas o inorgánicas.
El Nitrógeno Kjeldahl Total (TKN) es la suma de nitrógeno orgánico, amoníaco (NH3) y amonio (NH4 +) en el análisis químico de suelo, agua y aguas residuales. Para calcular el nitrógeno total (TN), se determinan las concentraciones de nitrato-N y nitrito-N y se añaden al nitrógeno Kjeldahl total.
En 1883, Johan Kjeldahl, entonces director del laboratorio de Carlsberg, observó los procesos involucrados en la elaboración de la cerveza.
Mientras estudiaba las proteínas de la producción de malta, desarrolló un método para determinar el contenido de nitrógeno. Este método fue más rápido y más preciso que cualquier método disponible en ese momento. Desde entonces, el método que recibe su nombre es usado en los campos de la biociencia con mayor efectividad y precisión que cualquier otro. Sus pasos son:
NH3 + H2SO4 -> (NH4) 2SO4
En esta etapa, el objetivo principal es romper todos los enlaces de nitrógeno de la muestra para luego convertirlo en iones amonio (NH4+). Posteriormente, la materia orgánica se carboniza y forma una espuma negra, que se descompone y transforma en un líquido claro, lo que da fin a la reacción química. En este momento, la mezcla se deja enfriar, se diluye con agua y se traspasa a la unidad de destilación para el paso siguiente.
(NH4)SO4 + 2NaOH -> NH3 + Na2SO4
Aquí es donde los iones amonio se convierten en amoniaco al añadir una base quimica. La corriente de vapor de agua traslada el amoniaco hasta el vaso receptor, el cual se llena con una solución absorbente, como ácido bórico, que captura el gas. Producto de esto, se forman iones amonio solvatados.
NH4+HCI -> NH4CI
Ahora, los iones solvatados pueden determinarse de dos maneras. Primero y si se utilizó ácido bórico como solución absorbente, se lleva a cabo una valoración ácido-base utilizando una solución estandarizada de ácido sulfúrico o clorhídrico y una mezcla de indicadores. Esta se denomina una valoración directa.
En cambio, si se utilizó ácido sulfúrico, es el ácido sulfúrico residual el que se valora con una solución estandarizada de hidróxido de sodio. Esta valoración se llama valoración indirecta o por retroceso.
Finalmente, para calcular el porcentaje de nitrógeno presente, se debe también realizar teniendo en cuenta el tipo de solución receptora y los factores de dilución utilizados en la etapa de destilación.
La fórmula entonces del método Kjeldahl, será una relación entre los mililitros de ácido consumidos en la valoración por retroceso de un blanco, el cual puede ser, dependiendo del caso, ácido clorhídrico o ácido sulfúrico estandarizado.
En la actualidad, varias asociaciones científicas respaldan el método Kjeldahl, incluyendo la ISO (International Standards Organization).
Todos los equipos de VELP Scientifica para la determinación del nitrógeno Kjeldahl funcionan de acuerdo los estándares internacionales de calidad.
Cualquiera de ellos, los encuentras en Chile gracias a HES Ltda., distribuidor oficial de la marca italiana en nuestro país.