משתמש:Northern-boy/שיטת קלדהל

בכימיה אנליטית, שיטת קלדהל (Kjeldahl method) הינה בדיקה לכימות חלבון. הבדיקה פותחה ב-1883 על ידי יוהאן קלדהל, שעבד במעבדות קרלסברג, לצורך כימות החלבון בדגנים המשמשים ליצור בירה. מאז, הבדיקה פותחה והותאמה למגוון רחב של תחומים כמו מזון, אדמה ושפכים. כמו כן, מספר גופי תקינה כ-ISO וה-AOAC יצרו פרוטוקלים סטנדרטים על מנת לשפר את אמינותה. לבדיקה שלושה שלבים בסיסיים שהם: עיכול הדוגמה, זיקוק האמוניה מהתמיסה שהתקבלה וכימות החנקן בתזקיק. לחישוב כמות החלבון מכפילים את כמות החנקן בפקטור המרה בהתאם למקור הדוגמה שנבדקה.

השיטה

אמוניום סולפט, תוצר של שלב העיכול בשיטת קלדהל

שלבים

1. עיכול - החומר הנבדק מוכנס למבחנת זכוכית יחד עם חומצה גופרתית 98% וזרז שנועד להעלות את טמפרטורת הרתיחה של החומצה. התערובת מחוממת לחום גבוה (עד 420 מעלות צלזיוס), כך שהחומר האורגני מתחמצן ומתקבלת תמיסה צלולה המכילה את החנקן שבדוגמה בצורת המלח אמונים סולפט.
2. זיקוק - התמיסה שמתקבלת מדוללת במים מזוקקים ואז מוסף לכלי נתרן הידרוקסידי לשחרור האמוניה מהאמוניום סולפט. התמיסה מחוממת לצורך זיקוק, כך שהאמוניה תתנדף ותתעבה לתוך כלי קיבול. כלי זה מכיל תמיסת חומצה בורית בריכוז 4% אשר מגיבה עם האמוניה הבסיסית.
3. כימות החנקן - התמיסה מטוטרת באמצעות תמיסת HCl בעלת ריכוז ידוע עד לנקודת הסיום (נקבעת באמצעות אינדיקטור או ערך pH שנקבע מראש).

חישובים

$TKN,\%={\frac {(Vs-Vb)\times M\times MWN}{W}}\times 100$

כאשר TKN הוא כלל החנקן קלדהל בדוגמה, Vs הוא נפח הטיטרציה של האנליט במ"ל, Vb הוא נפח הטיטרציה של הבלאנק (ביקורת שנועדה לבדוק את כמות החנקן המתווספת כתוצאה מתהליך הבדיקה), MWN הוא המסה מולרית של חנקן בגרם למול ו-W הוא משקל הדוגמה שעוכלה בגרם.

לחישוב אחוז חלבון יש להכפיל TKN בפקטור המרה (F):

חיטה - 5.7

מוצרי חלב - 6.38

כללי - 6.25

מגבלות השיטה

שיטת קלדהל נחשבת לשיטה אנליטית עקיפה, מכיוון שהיא אינה מזהה ישירות את החלבון בדוגמה אלא את החנקן. השיטה אינה מבדילה בין חנקן שמקורו בחלבון לכזה שמקורו בתרכובות אורגניות אחרות כמו אוראה, והיא מזהה גם חנקן שמקורו ביון אמוניום ואמוניה. את הבעייתיות שבכך ניתן לראות בשורת מקרים שארעו בסין: רפתנים הוסיפו מלמין (תרכובת אורגנית סינטטית המכילה חנקן) לחלב, כך שבדיקות שהתבצעו בשיטת קלדהל הראו שהוא הכיל אחוז חלבון גבוה מבמציאות.

מגבלות נוספות של השיטה הם הזמן הרב שנדרש לבצעה, וגם הצורך להשתמש בכימיקלים מסוכנים (חומצה גופרתית מרוכזת, נתרן הידרוקסידי וזרזים שונים). השיטה לא מזהה תרכובות לא אורגניות של חנקן למעט אמוניה או יון אמוניום.