การกำหนดวิเคราะห์หาปริมาณไนโตรเจนด้วยเทคนิคเจลดาห์ล
ขั้นตอนการกำหนดวิเคราะห์หาปริมาณไนโตรเจน / โปรตีนด้วยเทคนิคเจลดาห์ล
กระบวนการเจลดาห์ลเป็นวิธีที่กำหนดขึ้นซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับตัวอย่างอาหารทุกประเภท แต่ยังรวมถึงตัวอย่างด้านสิ่งแวดล้อม เคมีภัณฑ์ และเภสัชกรรมด้วย ซึ่งเกี่ยวข้องกับขั้นตอนการย่อยเพื่อย่อยสลายโปรตีนและชนิดอื่น ๆ ที่ประกอบด้วยไนโตรเจน และตามด้วยการกลั่นด้วยไอน้ำเพื่อแยกแอมโมเนียสำหรับการวัดปริมาณไนโตรเจน
กระบวนการเจลดาห์ล (The Kjeldahl Process)
โปรตีนเป็นส่วนประกอบทางโภชนาการที่สำคัญที่สุดบางส่วนและมีอยู่ในผลิตภัณฑ์อาหารและอาหารสัตว์เกือบทั้งหมด ซึ่งมีคุณสมบัติมีคุณภาพที่เชื่อถือได้ สำหรับผลิตภัณฑ์อาหาร จำเป็นต้องมีการแสดงปริมาณโปรตีนบนฉลากข้อมูลทางโภชนาการของผลิตภัณฑ์ให้ผู้บริโภครับทราบ การแสดงข้อมูลนี้เป็นข้อบังคับที่จำเป็นตามกฎหมายสำหรับผู้ผลิตอาหารในระดับชาติและนานาชาติ เราสามารถคำนวณหาปริมาณโปรตีนได้โดยตรงจากปริมาณไนโตรเจนที่ปรากฏในตัวอย่างตามการกำหนดวิเคราะห์หาปริมาณไนโตรเจนด้วยเทคนิคเจลดาห์ล (Total Kjeldahl Nitrogen - TKN) การวิเคราะห์ TKN ยังกำหนดส่วนประกอบทั้งในรูปแบบอินทรีย์และอนินทรีย์ของไนโตรเจนในตัวอย่างตามลำดับ และใช้ได้กับการใช้งานที่หลากหลาย ในการวิเคราะห์อาหาร เราจะใช้ปริมาณไนโตรเจนพื้นฐานที่ระเหยได้ง่ายโดยรวม (Total Volatile Basic Nitrogen - TVBN) เพื่อกำหนดความสดของปลาและผลิตภัณฑ์อาหารทะเล
ภาพที่ 1 ขั้นตอนหลักสามขั้นตอนในการกำหนดวิเคราะห์หาปริมาณไนโตรเจนด้วยเทคนิคเจลดาห์ล ได้แก่ การย่อย การกลั่นด้วยไอน้ำ และการไตเตรท
ขั้นตอนที่ 1: การย่อย
การวิเคราะห์เริ่มต้นด้วยการย่อยกรดของตัวอย่างโดยใช้เครื่องย่อยตัวอย่าง ซึ่งจะเปลี่ยนอินทรีย์ไนโตรเจนเป็นแอมโมเนีย ตัวอย่างจะต้องถูกนำมาต้มในกรดซัลฟิวริกเข้มข้นและเม็ดเจลดาห์ล (Kjeldahl Tablets) ที่ประกอบด้วยโพแทสเซียมซัลเฟตและตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงเพื่อแปลงอินทรีย์ไนโตรเจนเป็นแอมโมเนีย (ภาพที่ 2) เครื่องย่อยตัวอย่างทำงานร่วมกับเครื่องดักจับไอกรดเพื่อขจัดไอระเหยที่กัดกร่อนเพื่อให้ได้ความปลอดภัยสูงสุดในห้องปฏิบัติการ
ภาพที่ 2 กระบวนการย่อยผ่านเครื่องอุ่นหลอดทดลอง
บล็อกอลูมิเนียม ① สร้างอุณหภูมิสูงในตัวอย่าง ②
ตัวอย่างจะถูกย่อยด้วยกรดซัลฟิวริกที่เดือดตลอดเวลา
ไอระเหยชนิดกรดร้อนจะลอยขึ้นสู่โซนควบแน่น ③ และควบแน่นและชะล้างกลับลงไปที่ตัวอย่างทำให้เกิดการไหลกลับอย่างต่อเนื่อง
ไอระเหยที่ตกค้าง ④ ซึ่งเล็ดลอดออกจากโซนควบแน่น ⑤ มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงและต้องถูกกำจัดออกและทำให้เป็นกลางอย่างมีประสิทธิภาพ (เช่น ด้วย Scrubber K 415 (เครื่องดักจับไอกรด))
ขั้นตอนที่ 2: กระบวนการกลั่นด้วยไอน้ำและการไตเตรท
ส่วนที่สองของวิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการกลั่นด้วยไอน้ำด้วยชุดกลั่นตัวอย่างที่เหมาะสม ค่า pH ของตะกอนที่ย่อยแล้วจะต้องเพิ่มให้สูงถึง 9.5 โดยการเติมโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้นในขั้นตอนการปรับความด่างนี้ จะเกิดก๊าซแอมโมเนียขึ้นที่ค่า pH จุดนี้ ปริมาณโซเดียมไฮดรอกไซด์จะถูกปรับให้เหมาะสมโดยอัตโนมัติด้วยเซ็นเซอร์ตรวจจับปฏิกิริยา ซึ่งช่วยประหยัดทรัพยากรและค่าใช้จ่าย จากนั้นก๊าซแอมโมเนียจะถูกส่งผ่านการกลั่นด้วยไอน้ำไปยังสารละลายดูดซับที่มีฤทธิ์เป็นกรด ได้แก่ กรดบอริกเจือจาง และแปลงเป็นแอมโมเนียม (ภาพที่ 3) เราสามารถกำหนดวิเคราะห์ความเข้มข้นของไนโตรเจนในสารละลายที่ได้โดยการใช้วิธีกำหนดวิเคราะห์ด้วยการวัดศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ไฟฟ้าเคมีแบบดั้งเดิมหรือใช้แบบการวัดความเข้มของสีโดยขั้วไฟฟ้าก็ได้
