Аппараты Кьельдаля применяются для определения содержания в зерновых, продуктах питания и кормах, почве, донных отложениях и химических веществах следующих компонентов: общего содержания азота, аммиачного азота, нитратного азота (после восстановления), белка, фенолов, цианидов, диоксида серы, летучих органических кислот, содержания спирта и т.д. Простота данного метода, высокая точность и легкая воспроизводимость делает его универсальным для определения азота и содержания белка в пищевых продуктах, животных кормах.
Метод Къельдаля включает три этапа:
- минерализацию
- дистилляцию
- количественное определение (титрование).
Метод Кьельдаля (дат. Kjeldahl-metoden) — метод количественного определения азота в органических веществах. Предложен датским химиком Йоханом Кьельдалем в 1883 году. Метод Кьельдаля состоит в том, что связанный азот при нагревании органического вещества с концентрированной серной кислотой в присутствии небольшого количества катализатора CuSO4 или других переходит в сульфат аммония. После добавления щёлочи аммиак отгоняют и по его количеству определяют содержание азота. Метод Кьельдаля применяется главным образом в анализе аминокислот и белков; особенно широко используется для анализа пищевых продуктов и кормов.
Азот органического соединения при нагревании с концентрированной серной кислотой в присутствии катализаторов переводится в сернокислый аммоний; само органическое вещество при этом полностью разрушается. Из сернокислого аммония концентрированной щелочью вытесняется аммиак, который отгоняется в приемник с определенным объемом титрованной кислоты. Измерив после окончания перегонки количество оставшейся в приемнике кислоты, рассчитывают количество аммиака в пробе и, следовательно, количество связанного азота в исследуемом объекте. Метод Кьельдаля применим только для анализа веществ, где азот связан с углеродом или водородом.
Согласно ГОСТ определение происходит с помощью лабораторной посуды, газовых горелок, дозирования реактивов лаборантом. Конечно, учитывая небезопасность подобного метода, были разработаны (и сейчас активно используются в лабораториях пищевых предприятий) системы анализа белка, в которые входит дигестор (аппарат для сжигания образцов), автоматический аппарат отгонки с серной кислотой, скруббер для сбора вредных паров, выделяемых в ходе реакции. Несмотря на безопасность отгонки с паров в автоматических аппаратах, установку сжигания образцов необходимо устанавливать в вытяжном шкафу. Для реализации метода на молочных продуктах необходим предварительный гидролиз пробы.
