Phương pháp Kjeldahl là gì?

Có nhiều phương pháp phân tích protein trong ngành công nghệ sinh học hay hóa học. Mỗi phượng pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Các phương pháp đó gồm phương pháp Dumas, phương pháp sử dụng quang phổ, phương pháp Lowry… Tuy nhiên có 1 phương pháp thường được sử dụng nhất là phương pháp Kjeldahl. Nhưng trước tiên các bạn cần hiểu protein và cơ chế hoạt động của nó trước nha.

Protein là gì?

Protein là các polyme axit amin. Hai loại axit amin khác nhau xuất hiện tự nhiên trong protein. Protein khác nhau theo loại, số lượng và trình tự của các axit amin tạo nên xương sống polypeptide. Kết quả là chúng có cấu trúc phân tử khác nhau, các thuộc tính dinh dưỡng và các đặc tính lý hóa.

Protein là thành phần quan trọng của thực phẩm vì một số lý do khác nhau. Chúng là nguồn năng lượng chính, cũng như chứa các axit amin thiết yếu, như lysine, tryptophan, methionine, leucine, isoleucine và valine, rất cần thiết cho sức khoẻ con người, nhưng cơ thể không thể tổng hợp được.

Protein cũng là thành phần cấu trúc chính của nhiều loại thực phẩm tự nhiên, thường xác định kết cấu tổng thể của chúng, ví dụ: thịt hoặc cá.

Cấu trúc phân tử Protein

Protein cô lập thường được sử dụng trong thực phẩm làm nguyên liệu vì các đặc tính chức năng độc đáo của chúng, nghĩa là khả năng cung cấp sự xuất hiện, kết cấu hoặc độ ổn định mong muốn của chúng. Thông thường, các protein được sử dụng làm chất tạo gel, chất nhũ hoá, chất tạo bọt và chất làm đặc.

Nhiều loại protein thực phẩm là các enzyme có khả năng tăng cường tỷ lệ các phản ứng sinh hóa nhất định. Những phản ứng này có thể có tác động thuận lợi hoặc bất lợi đối với tính chất tổng thể của thực phẩm. Các nhà phân tích thực phẩm quan tâm đến việc biết tổng nồng độ, loại, cấu trúc phân tử và tính chất chức năng của các protein trong thực phẩm.

Xem thêm >>> Máy chưng cất đạm kjeldahl UDK 139 giúp xác đinh hàm lượng protein chính xác nhất.

Khái niệm phương pháp Kjeldahl

Phương pháp Kjeldahl được phát triển vào năm 1883 bởi một nhà sản xuất bia tên là Johann Kjeldahl. Một thực phẩm được tiêu hóa với một axit mạnh để nó giải phóng nitơ có thể được xác định bằng một kỹ thuật chuẩn độ thích hợp.

Lượng protein hiện diện sau đó được tính từ nồng độ nitơ của thực phẩm. Cách tiếp cận cơ bản tương tự vẫn được sử dụng ngày nay, mặc dù một số cải tiến đã được thực hiện để tăng tốc quá trình và để có được các phép đo chính xác hơn.

Nó thường được coi là các phương pháp tiêu chuẩn để xác định hàm lượng protein. Bởi vì phương pháp Kjeldahl không đo hàm lượng protein trực tiếp yếu tố chuyển đổi (F) là cần thiết để chuyển đổi nồng độ nitơ đã đo thành nồng độ protein.

Một hệ số chuyển đổi 6,25 (tương đương 0,16 g nitơ mỗi gram protein) được sử dụng cho nhiều ứng dụng, tuy nhiên, đây chỉ là giá trị trung bình, và mỗi protein có một yếu tố chuyển đổi khác nhau tùy thuộc vào thành phần axit amin của nó. Phương pháp Kjeldahl có thể được chia thành ba bước:Nguyên lý, trung hoà và chuẩn độ.

Những nguyên tắc chính trong phương pháp Kjeldahl

1 Nguyên lý

Mẫu vật sau khi phân tích sẽ  cho vào bình phân hủy và sau đó được hấp thụ bằng cách nung nóng axit sulfuric (chất oxy hóa tiêu hóa thức ăn), natri sulfat khan (để tăng tốc độ phản ứng bằng cách tăng điểm sôi) và một chất xúc tác, chẳng hạn như đồng, selen, titan, hoặc thủy ngân (để tăng tốc độ phản ứng).

Nguyên lý chuyển đổi bất kỳ nitơ trong thực phẩm (khác với trong đó là ở dạng nitrat hoặc nitrit) thành amoniac, và các chất hữu cơ khác để C02 và H20.

Khí amoniac không được giải phóng trong dung dịch axit vì amoniac có trong dạng ion amoni (NH4+ ) liên kết với ion sunfat (SO4 2- ) và do đó vẫn còn trong dung dịch

N (thực phẩm) -> (NH4)2 SO4 (1)

2 Trung hòa

Sau khi hoàn thành quá trình phân hủy, bình phân hủy được nối với bình nhận bằng ống. Dung dịch trong bình phân hủy sau đó được tạo ra bằng cách thêm natri hydroxit, chuyển đổi amoni sulfat thành khí amoniac theo phương trình hóa học sau:

(NH 4 )2 SO4 + 2NaOH  ->  2NH3 + 2H2O + Na2SO4 (2)

Khí amoniac được tạo thành được giải phóng khỏi dung dịch và di chuyển ra khỏi bình phân hủy và vào bình nhận chứa quá nhiều axit boric. Độ ph thấp của dung dịch trong bình nhận chuyển đổi khí amoniac thành ion amonia, đồng thời chuyển đổi axit boric thành ion borat:

NH3 + H3BO3 (axit boric) -> NH4 + + H2BO 3 – (ion borat) (3)

3 Chuẩn độ

Hàm lượng nitơ sau đó được ước tính bằng cách chuẩn độ của borat amoni được hình thành với axit sulfuric hoặc hydrochloric tiêu chuẩn, sử dụng một chỉ số phù hợp để xác định điểm cuối của phản ứng

H2BO3– + H+ -> H3BO3 (4)

Nồng độ của các ion hydro (trong mol) cần thiết để đạt đến điểm cuối tương đương với nồng độ nitơ trong thực phẩm gốc (phương trình 3).

Ưu và nhược điểm phương pháp Kjeldahl

Ưu điểm. Phương pháp Kjeldahl được sử dụng rộng rãi trên phạm vi quốc tế và vẫn là phương pháp chuẩn để so sánh với tất cả các phương pháp khác. Tính tổng quát, độ chính xác cao và khả năng tái lập tốt của nó đã làm cho nó trở thành phương pháp chính để ước lượng protein trong thực phẩm

Nhược điểm. Nó không đưa ra một thước đo của protein thực sự, vì tất cả nitơ trong thực phẩm không ở dạng protein. Các protein khác nhau cần các yếu tố hiệu chỉnh khác nhau vì chúng có các trình tự axit amin khác nhau. Việc sử dụng axít sulfuric đậm đặc ở nhiệt độ cao gây ra một mối nguy hiểm đáng kể, cũng như việc sử dụng một số chất xúc tác có thể có kỹ thuật tốn thời gian để thực hiện..

Trả lời

THIẾT BỊ PHÒNG THÍ NGHIỆM - THIẾT BỊ MÔI TRƯỜNG - THIẾT BỊ SO MÀU - THIẾT BỊ BAO BÌ - THIẾT BỊ THỰC PHẨM CHÍNH HÃNG Bỏ qua