روش کلدال(Kjeldahl) چیست؟

اشتراک گذاری

روش کلدال یا کجلدال در شیمی تجزیه روشی برای اندازه گیری کمی نیتروژن در مواد شیمیایی است که توسط یوهان کلدال در سال ۱۸۸۳کشف شد.

شکل کلی ماکرو کجلدال (کلدال) به شکل زیر است:

 

برای آشنایی بیشتر آزمایش زیر را ملاحظه نمائید:

اندازه گیری پروتئین خام بروش کجلدال :اساس آزمایش بر مبنای اندازه گیری کل ازت موجود در غذاها با فرض بر اینکه تمام ازت موجود از نوع پروتئینی بوده و با استفاده از ضرایب تبدیل ازت به پروتئین استوار است.

وسایل مورد نیاز :

– دستگاه کجلدل

– هیتر برقی کف گود

– بورت

– ارلن ۳۰۰ میلی لیتری

– گیره و پایه

– ساچمه شیشه ای

مواد مورد نیاز :

– اسید سولفوریک غلیظ

– سود ۵۰%

– اسید بوریک ۲%

– معرف متیل رد

– اسید هیدروکلریک ۱/۰ نرمال

– سولفات مس

– سولفات سدیم

روش انجام آزمایش :

آزمایش اندازه گیری پروتئین شامل ۳ بخش می باشد . بخش اول شامل مرحله هضم می باشد که در این مرحله ماده غذایی در اسید سولفوریک غلیظ در حضور ۲ کاتالیزور جوشانده شده که در اینجا حرارت باعث تسریع در عمل هضم می شود .  بخش دوم شامل مرحله تقطیر می باشد که در این مرحله ماده غذایی که در مرحله اول کاملاً هضم گردیده در این مرحله ازت موجود در محلول حاصل بصورت گاز آمونیاک آزاد می شود که این گاز که بصورت بخار می باشد پس از عبور از مبرد به مایع تبدیل  شده و وارد اسید  بورک موجود در ارلن می شود و شکیل بورات آمونیوم را می دهد. بخش سوم شامل مرحله تیتراسیون می باشد که در این مرحله بورات آمونیوم تشکیل شده در مرحله قبلی را با اسید هیدروکلریک ۱/ نرمال تیتر می کنیم . پس از انجام این مراحل نوبت به محاسبات می رسد.

مرحله اول : هضم ماده غذایی

در این مرحله ابتدا ۷/۰ تا ۳/۵ گرم از ماده غذایی را وزن نموده آن را داخل بالن کجلدال بریزید. سپس ۷ گرم از سولفات سدیم و ۱ گرم سولفات مس بعنوان کاتالیزور وزن نموده و به نمونه داخل بالن اضافه نمایید. مجموعه را با اضافه کردن ۲۰ میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ کامل نمایید. بعد از آن درب بالن را بوسیله حباب جمع آوری گاز و قیف مخصوص آن که محتوی مقدار معینی سود ۵۰% می باشد  بپوشانید . حالا مجموعه برای حرارت دادن آماده می باشد . مجموعه را روی هیتر قرار داده و حرارت دهید تا نمونه بطور کامل هضم شده و محتویات بالن به رنگ سبز درخشان در بیاید. روئیت این  حالت نشانه پایان عملیات هضم می باشد .

نکته : علت  قرار دادن حباب جمع آوری گاز روی دهانه بالن این است که در هنگام حرارت دادن محتویات داخل  بالن ، گاز سمی و محرک SO3  آزاد می شود که باید از ورود آن به آن محیط آزمایشگاه جلوگیری نمود که این کار بوسیله حباب جمع آوری گاز و محلول پتاس یا سود ۵۰% داخل آن  صورت می گیرد . این گاز با سود یا پتاس داخل حباب ترکیب شده و نمک سولفات سدیم یا سولفات پتاسیم  تشکیل می گردد که در داخل حباب رسوب کرده و به دیواره ها می چسبد.

محتویات داخل بالن را در گوشه ای قرار دهید تا سرد گردد. در این هنگام حدود ۳۰۰ سی سی آب مقطر به محلول حاصل از هضم داخل بالن اضافه نمایید.در این حالت رنگ محلول حاصل تقریباً سبز کمرنگ می باشد.

مرحله دوم : مرحله تقطیر

در این مرحله دستگاه کجلدال را برای مرحله تقطیر آماده کرده  وقطعات را به هم متصل کرده  و اتصالات آن را خوب محکم کنید. حداقل ۷۵ سی سی سود ۵% را از طریق قیف بالای سه راهی به محتویات داخل بالن به آرامی اضافه نمایید. رنگ محلول بعد از اضافه شدن سود از آبی تا سیاه متغیر می شود. در طرف دیگر دستگاه  داخل ارلن ۳۰۰ میلی لیتری  ۵۰  سی سی اسید بوریک ۲% تهیه کرده و چند قطره متیل رد بعنوان نشانگر به آن اضافه نموده  و زیر قطره چکان قرار دهید بطوری که نوک قطره چکان حتماً داخل محلول قرار گیرد.

شیر آب مبرد را باز نموده و شعله هیتر را روشن کنید و  منتظر بمانید تا محلول بجوشد در این مرحله رنگ محلول کاملاً سیاه می شود.توجه داشته باشید که شعله را طوری تنظیم کنید که محلول به آرامی بچوشد در غیر این صورت اگر سرعت جوشیده محلول بیشتر باشد سرعت تولید گاز آمونیاک از سرعت میعان شدن آن بیشتر می شود در نتیجه فشار گاز در دستگاه بالا می رود و این باعث انفجار در دستگاه می شود.

تقطیر را تا زمانی که حجم محلول داخل ارلن به حدود ۳۰۰  میلی لیتر برسد ادامه دهید . بعد از آن بطور یقین تمام آمونیاک موجود در نمونه استخراج شده و بصورت مایع وارد اسید بوریک موجود در ارلن می شود و با آن ترکیب شده و بورات آمونیوم بوجود می آورد.

در اتمام کار نکته ای که باید حتماً مد نظر قرار گیرد طریقه جداسازی دستگاه می باشد . با توجه به اینکه موقع حرارت دادن در سیستم خلاء بوجود می آید و فشار منفی در دستگاه حاکم است در نتیجه موقع جداسازی دستگاه هیچگاه ابتدا شعله قطع نکنید در غیر اینصورت در اثر فشار منفی موجود در دستگاه تمامی محلول تقطیر شده داخل بالن به یکباره مکش شده و دوباره وارد بالن می شود . برای جداسازی دستگاه ابتدا باید بالن را از طرف دیگر دستگاه جدا کرده و سپس شعله را خموش کنید.

مرحله سوم : مرحله تیتراسیون

در این مرحله بورات آمونیوم موجود در ارلن را با اسید هیدروکلریک ۱/۰ نرمال باید تیتر کنید . بدین صورت که بالن را روی هات پلیت قرار داده و یک عدد مگنت داخل آن بیاندازید سپس محلول را که برنگ زرد می باشد در حال هم زدن تا بوجود آمدن رنگ ارغوانی با اسید یاد شده تیتر کنید . حجم اسید مصرف شده  را یادداشت نموده و در فرمول زیر قرار دهید.

حجم اسید مصرفی× نرمالیته اسید ۱۰۰×۱۴×


۱۰۰۰  × گرم وزن نمونه

فاکتور پروتئینی × درصد نیتروژن = درصد پروتئین

جدول ضرایب تبدیل ازت به پروتئین :

ضریب تبدیل % ازت در پروتیئن نوع غذا
۲۵/۶ ۱۶ مخلوط
۲۵/۶ ۱۶ گوشت
۷۱/۵ ۵۱/۱۷ سویا
۲۵/۶ ۱۶ ذرت
۹۵/۵ ۸۱/۱۶ برنج

65 دیدگاه

  1. با سلام
    مطلب خوبی است.
    در مورد سوال برخی از دوستان در رابطه با فاکتور تبدیل ازت مواد خوراکی خواستم بگم که: عامل موثر در این عدد در واقع به اسیدهای امینه پروتئین مواد هوراکی بر میگردد. برای مثال برخی مواد خوراکی حاوی اسیدهای آمینه لایزین، آرژنین هستند چون اینها بر خلاف سایر آمینو اسید ها ۲ گروه آمینی(NH3) دارند، به همین علت نتیروزن بیشتری در ساختار آنها وجو دارد و در تعیین فاکتور تبدیل ازت به پروتئین نقش اصلی را دارد.
    خیلی از وبلاگ ها این نقص را دارند. در هر حال امیدوارم تا حدی به حل این مشکل برخی دوستان کمک کرده باشم
    و شما دوستان صاحب وبلاگ هم این را به مطالب اضافه کنین.
    با تشکر

  2. با سلام و ممنون از اطلاعات جامع که دادید. من برای انجام پایان نامه خود به عنوان ورودی مدل، باید مقدار چربی و پروتئین و کربوهیدرات را برای مورد مطالعاتی، داشته باشم. میخواستم در صورت امکان راهنمایی کنید که کجا این دستگاه رو دارن و مقدار پروتئین رو اندازه گیری میکنند؟! و آیا این آزمایش هزینه های بالایی دارد ؟!! ممنون از توجهتان

    • با سلام و احترام
      دستگاه های اندازه گیری چربی (سوکسله)، پروتئین خام (کجلدال) و تعیین اجزای کربوهیدراتی اقلام غذایی انسان و خوراک دام در گروه های صنایع غذایی و علوم دامی دانشکده های کشاورزی دانشگاه ها به صورت روتین مورد استفاده قرار گرفته و آزمایشات انها روش ها یی ساده و نه چندان گران دارد

    • برای تهیه سود ۵۰ درصد وزنی.روی ترازو ۵۰ گرم سود برداشته و ۵۰گرم (وزنی)آب اضافه می کنیم.
      برای تهیه اسید بوریک ۲ درصد ۲ گرم اسید بوریک را در بالن ۱۰۰سی سی به حجم ۱۰۰ می رسانیم.

  3. سلام ممنون میشم تا از طریق ایمیل با هم در ارتباط باشیم تو کارم به مشگل خوردم اگه میشه روش ساخت محلولاشم بهم ایمیل کنین یک دنیا ممنون میشم امیدوارم بی جواب نظرین منو از طریق ایمیل

  4. با عرض سلام
    من سوالی داشتم خدمتتون
    من از روش کلدال برای پروتئین گیری استفاده میکنم از بالن ۵۰۰ و تجهیزاتی که روی این بالن سوار میشه. ولیکن بین کار سیستم دچار پرش های شدیدی میشه و حتما یکی از پرسنل باید بالا سر دستگاه بایسته و از پرش تا جایی که میتونه جلوگیری کنه. چیکار میشه کرد برای جلوگیری از پرش؟ اگر بالن ۱۰۰۰ و تجهیزاتی که به اون بخوره استفاده بشه تاثیری داره ؟؟

  5. سلام
    میخوام پودر استخوان رو بعد از استخراج و جداشدن ژلاتین ،توسط دستگاه کلدال درصد پروتیین اونو اندازگیری کنم. دستگاه اتوماتیک بوده و با وارد کردن فاکتور و جرم نمونه خود به خود محاسبات رو انجام میده و درصد پروتیین رو مشخص میکنه. مشکل من اینجاست که نمونه من مایع هست ولی جرم نمونه رو برحسب گرم باید وارد کرد. لطفا راهنماییم کنید برای ۲ سی سی نمونه جرم نمونه رو باید چند وارد کنم؟ممنون میشم زودتر جواب بدید

  6. ببخشید من برای انجام کار باید ابتدا ۱ گرم نمونه را با ۸گرم کاتالیزور و ۲۵ تا اسید سولفوریک غلیظ ابتدا در بالن بریزم.بزارم حرارت ببینه تا سبز شود و برای اینکه یکنواخت بشه چندتا گرانول روی و ۲۰۰ تا آب هم میریزم . منظور از گرانول روی چیه ؟ و اینکه نفهمیدم اون سود کجا ریخته می شود؟ببخشید خیلی سوال کردم

  7. با سلام وخسته نباشید. میخواستم در مورد اندازه گیری درصد پروتیین با استفاده از روش کجلدال در یک محلول که از ملاس نیشکر تهیه شده سوال کنم که روش کار چه تغییر میکنه اگر ممکن است راهنمایی بفرمایید.

  8. شرکت سیسکو (Sisco) تو کارگر شمالی نماینده انحصاری کمپانی گرهارد آلمانه ، انواع دستگاه هضم و تقطیر کجلدال رو دارن با راه اندازی و آموزش، اسکروبر هم برای جمع آوری گاز اسید دارن برای خود کمپانیه، اینم شمارشون اکه کسی لازم داشت
    ۰۲۱-۸۸۲۲۳۳۶۷-۷۰

پاسخ دهید

ایمیل شما نمایش داده نخواهد شد


*


این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.