Wie funktioniert die Kjeldahl-Methode zur Bestimmung von Eiweiß?

Die Kjeldahl-Methode ist eine klassische chemische Methode zur Bestimmung des Stickstoffgehalts in organischen Verbindungen, insbesondere in Lebensmitteln und Futtermitteln, um den Proteingehalt zu berechnen. Hier ist eine genaue Beschreibung des Verfahrens: 1. **Probenvorbereitung**: Eine genaue Menge der Probe wird abgewogen und in einen Kjeldahl-Kolben gegeben. 2. **Aufschluss**: Die Probe wird mit konzentrierter Schwefelsäure (H₂SO₄) und einem Katalysator (meistens Quecksilber oder Kupfer) erhitzt. Dies führt zur Zersetzung der organischen Substanzen und zur Freisetzung von Ammoniak (NH₃), das in der Schwefelsäure zu Ammoniumsulfat (NH₄)₂SO₄ reagiert. Der Aufschluss erfolgt typischerweise bei Temperaturen von 350-400°C und dauert mehrere Stunden. 3. **Neutralisation und Destillation**: Nach dem Aufschluss wird die Lösung abgekühlt und mit einer starken Base (meistens Natriumhydroxid, NaOH) neutralisiert, um das Ammoniumion in Ammoniak umzuwandeln. Das freigesetzte Ammoniak wird durch Destillation in eine Borsäurelösung überführt. 4. **Titration**: Das in der Borsäurelösung aufgefangene Ammoniak wird durch Titration mit einer standardisierten Säure (meistens Salzsäure oder Schwefelsäure) bestimmt. Der Endpunkt der Titration wird mit einem geeigneten Indikator (z.B. Methylrot oder Bromkresolgrün) ermittelt. 5. **Berechnung**: Der Stickstoffgehalt der Probe wird aus dem Volumen der verbrauchten Säure berechnet. Der Proteingehalt wird dann durch Multiplikation des Stickstoffgehalts mit einem Umrechnungsfaktor (typischerweise 6,25 für viele Lebensmittel) ermittelt, da Proteine im Durchschnitt etwa 16% Stickstoff enthalten. Die Kjeldahl-Methode ist weit verbreitet und anerkannt für ihre Genauigkeit und Zuverlässigkeit, obwohl sie zeitaufwendig und arbeitsintensiv ist. Sie wird häufig in der Lebensmittel- und Futtermittelindustrie sowie in der Umweltanalytik eingesetzt.