Tutkijat käyttävät Kjeldahl -menetelmää analysoidakseen orgaanisen typen prosenttiosuutta aineessa. Typpitasoja voidaan sitten käyttää proteiinimäärän määrittämiseen. Menetelmän täydellinen nimi on Kjeldahlin typpianalyysimenetelmä – joskus käytetään proteiinianalyysiä typen analyysin sijasta, mutta termit viittaavat samaan menetelmään.
Kemisti Johan Kjeldahl esitteli ensimmäisen kerran metodinsa Danish Chemical Societyille vuonna 1883. Hän totesi, että koska typpi on tärkeä osa proteiinia, typpianalyysiä voidaan käyttää proteiinin määrän määrittämiseen aineessa. Hänen havaintojaan on parannettu siitä lähtien, mutta perusmenetelmä on edelleen voimassa.
Kjeldahlin menetelmä koostuu kolmesta vaiheesta, joita kutsutaan yleisesti pilkkomiseksi, tislaamiseksi ja titraamiseksi. Hajotus hajottaa typen ammoniakiksi ja tislaus erottaa ammoniakin muista ainesosista. Ammoniakin määrä lasketaan titraamalla, sitten typen ja proteiinin määrät voidaan laskea ammoniakin määrän perusteella.
Hajotusvaiheen aikana pieni näyte analysoitavasta aineesta sekoitetaan rikkihapon, kaliumsulfaatin ja reaktiota nopeuttavan katalyytin kanssa. Tämä seos kuumennetaan erittäin korkeaan lämpötilaan – noin 750 ° F (noin 400 ° C) – noin tunniksi ja jäähdytetään sitten. Kuumennetussa seoksessa tapahtuvat reaktiot hajottavat suuret molekyylit pienemmiksi komponenteiksi, mukaan lukien ammoniumionit.
Tislausvaihe muuttaa ammoniumionit ammoniakkikaasuksi lisäämällä seokseen natriumhydroksidia. Sitten liuoksen lämpötilaa nostetaan, jolloin ammoniakki muuttuu haihtuvaksi kaasuksi, joka nousee höyryssä. Höyryt jäävät kiinni liuokseen, kuten suolahappoon tai boorihappoon.
Happoon jäänyt ammoniakki neutraloi osan haposta, mikä tarkoittaa, että se alentaa pH: ta. Tämän neutraloinnin jälkeen jäljellä oleva happomäärä titrataan emäksellä, kuten natriumhydroksidilla. Happo- ja ammoniakkiliuokseen lisätään väriainetta, joka muuttaa väriä, kun pH muuttuu. Sitten happoon lisätään pieniä määriä emästä, kunnes liuos muuttaa väriä. Tämän päätepisteen saavuttamiseen tarvittavan emäksen määrän avulla voidaan laskea ammoniakin määrä alkuperäisessä liuoksessa.
Typpimäärän laskemiseksi tutkijan on ensin tiedettävä lopullisessa liuoksessa olevien happo- ja emäksen moolien määrä. Vähentämällä emäksen moolit happomoleista saadaan ammoniakkimooleja. Lopullisessa liuoksessa olevat ammoniakin moolit ovat samat kuin typen moolit, joten tämä luku kerrotaan 14: llä – typen atomimassalla – typen grammojen löytämiseksi.
Typen prosenttiosuus saadaan jakamalla typen grammat alkuperäisen näytteen kokonais grammoilla ja kertomalla 100: lla. Kjeldahl -menetelmän proteiiniprosentti saadaan kertomalla typen prosenttiosuus muuntokertoimella. Tämä muuntokerroin on yleensä 6.25, lukuun ottamatta muutamia aineita, kuten vehnää ja maitotuotteita.