Aparat Parnas‑Wagnera, pokazany na rysunku, jest klasycznym elementem zestawu do mineralizacji i destylacji w metodzie Kjeldahla. Cała ta procedura została opracowana właśnie po to, żeby oznaczać zawartość azotu ogólnego w próbce, a w przemyśle spożywczym wykorzystuje się ją głównie do wyznaczania zawartości białka. Zasada jest taka: najpierw w kolbie do mineralizacji próbkę żywności ogrzewa się z stężonym kwasem siarkowym(VI) i katalizatorami (np. siarczan miedzi, siarczan potasu). W trakcie mineralizacji cały azot organiczny z białek przechodzi do formy jonów amonowych. Potem, w aparacie Parnas‑Wagnera, do zmineralizowanej próbki dodaje się mocną zasadę (najczęściej NaOH), uwalniając amoniak. Uwolniony amoniak jest destylowany z parą i przenoszony do odbieralnika z roztworem kwasu borowego lub innego określonego titranta. Następnie ilość amoniaku oznacza się miareczkowaniem, a na tej podstawie oblicza się zawartość azotu, a dalej – przy użyciu odpowiedniego współczynnika przeliczeniowego (np. 6,25 dla większości produktów białkowych) – zawartość białka ogólnego. W praktyce laboratoryjnej, zgodnie z normami PN‑EN czy ISO, metoda Kjeldahla jest standardem referencyjnym do oznaczania białka m.in. w mięsie, mleku i przetworach mlecznych, pieczywie, paszach, a nawet w wyrobach czekoladowych. Moim zdaniem warto zapamiętać, że gdzie pojawia się aparat do wydzielania amoniaku po mineralizacji – tam prawie zawsze chodzi właśnie o oznaczanie azotu białkowego, a nie cukrów, tłuszczu czy witamin. To jest takie podstawowe narzędzie kontroli jakości w laboratoriach przemysłu spożywczego.
Aparat Parnas‑Wagnera oraz cała metoda Kjeldahla bywają mylone z ogólnymi oznaczeniami składników odżywczych, bo pojawiają się w wielu normach i instrukcjach laboratoryjnych. Warto jednak uporządkować sobie, do czego tak naprawdę służy ten zestaw. Kluczowe jest, że w metodzie Kjeldahla najpierw przeprowadza się mineralizację próbki stężonym kwasem siarkowym(VI) z dodatkiem katalizatorów, a celem mineralizacji jest zamiana azotu organicznego na jony amonowe. Następnie w aparacie Parnas‑Wagnera ten azot amonowy jest uwalniany w postaci amoniaku po dodaniu silnej zasady i odparowywany z parą wodną do roztworu pochłaniającego. Cały tor szklany, chłodnica, odbieralnik – wszystko jest zoptymalizowane tylko pod kątem ilościowego zebrania amoniaku. Z tego powodu metoda ta służy do oznaczania azotu ogólnego, a w praktyce przemysłu spożywczego – do wyznaczania zawartości białka, z użyciem współczynników przeliczeniowych. Cukry oznacza się zupełnie innymi technikami, np. metodą Lane‑Eynona, polarometrią, wysokosprawną chromatografią cieczową (HPLC) czy enzymatycznie. Są to metody oparte na właściwościach redukujących cukrów, ich aktywności optycznej albo specyficznych reakcjach enzymatycznych. W mineralizacji Kjeldahla struktura węglowodanów ulega całkowitemu rozkładowi, więc nie ma możliwości ich selektywnego oznaczenia. Podobnie witaminy wymagają bardzo delikatnych, ukierunkowanych metod: ekstrakcji rozpuszczalnikami organicznymi, chromatografii (HPLC z detekcją UV/VIS lub fluorescencyjną), czasem metod mikrobiologicznych. W silnie kwasowych i wysokotemperaturowych warunkach mineralizacji większość witamin ulega zniszczeniu, więc aparat do destylacji amoniaku w ogóle nie jest tu przydatny. Tłuszcze natomiast oznacza się najczęściej metodą Soxhleta, ekstrakcją w aparatach automatycznych, ewentualnie metodami NMR lub spektroskopii w podczerwieni. Wymagają one zupełnie innego układu aparaturowego, nastawionego na ekstrakcję i odzysk fazy tłuszczowej, a nie na destylację gazowego amoniaku. Typowym błędem myślowym jest założenie, że skoro metoda jest „ogólna” i stosowana w wielu normach, to nadaje się do wszystkiego. W rzeczywistości każda grupa składników odżywczych ma swoje specyficzne techniki analityczne, oparte na ich budowie chemicznej i właściwościach fizykochemicznych. Aparat Parnas‑Wagnera jest ściśle powiązany z oznaczaniem azotu, a więc białka, i w tym zakresie jest standardem referencyjnym w systemach jakości w laboratoriach przemysłu spożywczego.
