Determinación de Proteínas mediante el Método de Kjeldahl: Fundamentos y Procedimiento

Proceso de Mineralización de la Proteína

La proteína se trata, en primer lugar, con ácido sulfúrico concentrado, ya sea mediante una mineralización por vía húmeda o por otro medio (vía seca). De este modo, se procede a destruir la materia orgánica. Las proteínas están compuestas por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo.

Procedimiento en el Matraz Piriforme

Al calentar con ácido sulfúrico concentrado —proceso que se realiza en un matraz piriforme inclinado, ubicado en un lugar con ventilación adecuada, a reflujo y con la adición de catalizadores (cuya elección depende del tipo de alimento, utilizándose comúnmente sulfato cúprico, cloruro de mercurio o selenio para proteínas vegetales)— ocurrirá lo siguiente:

• El carbono se transforma en dióxido de carbono (CO₂), el cual se evapora y se pierde.
• El hidrógeno reacciona para formar agua (H₂O).
• El oxígeno forma gas y también se evapora.
• El nitrógeno da lugar a una sal amónica que permanece en el matraz.
• El azufre genera SO₂ y SO₃, que igualmente se evaporan.

Durante este proceso, la materia comienza a oscurecerse debido a la carbonización. Posteriormente, la mezcla empieza a aclararse de nuevo. Es imperativo mantener el calentamiento hasta que no quede rastro de carbono.

Destilación y Liberación de Amoníaco

Tras la mineralización, el contenido del matraz piriforme se trasvasa a un matraz de fondo redondo y se deja enfriar. Una vez frío, se añade agua para diluirlo y sosa (NaOH) a alta concentración, colocando el matraz en el dispositivo de Kjeldahl.

La sal de amonio formada durante la mineralización reacciona con la sosa, produciendo hidróxido amónico (NH₄OH), el cual se descompone para formar amoníaco (NH₃) y agua. El amoníaco, al ser un gas, se evapora y atraviesa un refrigerante dentro del dispositivo (perfectamente sellado para evitar pérdidas), donde se condensa y cae en un matraz Erlenmeyer.

Recolección del Destilado

En el matraz receptor se dispone de una disolución colectora, que puede ser de ácido clorhídrico (HCl), sulfúrico (H₂SO₄) o bórico (H₃BO₃). Mientras el gas se incorpora, la disolución burbujea; por lo tanto, cuando el burbujeo cesa, se confirma que todo el amoníaco ha sido recolectado.

Métodos de Valoración

Dependiendo de la disolución colectora empleada, se llevará a cabo un tipo de reacción de valoración u otro. Existen dos métodos fundamentales:

MÉTODO A: Valoración por Retroceso

Normalmente se realiza con ácido clorhídrico, aunque podría emplearse ácido sulfúrico, considerando que este último reacciona con dos miliequivalentes en lugar de uno:

• Reacción inicial: HCl (en exceso, pero conocido) + NH₄OH → NH₄Cl + H₂O
• Valoración del exceso: HCl (exceso) + NaOH (estandarizada) → NaCl + H₂O