凱氏定氮法測定大米中蛋白質含量的不確定度評定

劉潔

摘要 本文分析了凱氏定氮法測定大米中蛋白質含量的測量不確定度，其測量不確定度來源于樣品稱量、消化、定容、移取消化液、稀釋標準溶液、蒸餾及滴定等過程。結果表明，大米中蛋白質含量（以氮計）為（1.606±0.020）%，k=2，測量結果的不確定度主要來源于滴定時硫酸溶液的濃度和滴定用硫酸溶液的體積。

關鍵詞 大米；蛋白質含量；不確定度；凱氏定氮法

中圖分類號 TS201.2+1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）13-0241-01

Abstract In this article，the uncertainty for determination of protein content in rice by kieldahl method was analyzed.The measurement uncertainty was tracked from such experimental processes as sample weighing，digestion，volume，pipet digestion，dilution of standard solution，distillation and titration etc.The results showed that the protein content in rice（in nitrogen） was（1.606±0.020）%，k=2，and the uncertainty was mainly tracked from the concentration and volume of sulfuric acid solution for titration.

Key words rice；protein content；uncertainty；kieldahl method

大米是人們食用的主食之一。大米中的蛋白質含量是衡量產品品質的重要指標。含量檢測過程中測量結果不可避免會引入不確定度，為保證測量結果的準確可靠，不確定度評定也成為檢驗檢測工作的重要工作之一。因此，本文對大米蛋白質的分析測定和不確定度分析進行了闡述。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大米（市售）；硫酸標準溶液[c（1/2H2SO4）=0.045 26 mol/L]；硼酸；濃硫酸；硫酸銅；硫酸鉀；氫氧化鈉；分析天平；凱氏蒸餾裝置，凱氏燒瓶。

1.2 樣品處理

稱取大米試樣0.65 g，移入500 mL定氮瓶中，加入0.2 g CuSO4、6.0 g K2SO4及20 mL濃H2SO4，待試樣消化完全后移入100 mL容量瓶中，加入試驗用水至刻度，混勻后備用。移取50 mL試樣處理液加入定氮蒸餾裝置中，加入400 g/L NaOH溶液50 mL，用硼酸溶液吸收液吸收，加入甲基紅-亞甲基藍指示液3滴，蒸餾，用c（1/2H2SO4）=0.045 28 mol/L硫酸標準滴定溶液滴定，空白管加相同的試劑進行空白試驗[1-2]。

2 建立數(shù)學模型

式中：X為大米中蛋白質含量（以氮計）（%）；V1為消耗硫酸標準溶液的體積（mL）；V2為空白消耗硫酸標準溶液的體積（mL）；V3為移取試樣消化液的體積（mL），該試驗為50 mL；c為硫酸標準溶液的濃度（mol/L）；m為樣品質量（g）；0.014 0為1.0 mL硫酸[c（1/2H2SO4）=1.000 mol/L]標準溶液相當于氮的質量（g）。

3 不確定度主要來源的定量分析

本試驗采用《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》（GB 5009.5—2010）的方法，產生不確定度的主要來源具體包括：由測量重復性引入的標準不確定度u1；滴定樣品實際消耗硫酸標準溶液的體積（V1-V2）引入的標準不確定度u2；硫酸標準溶液引入的標準不確定度u3；50.0 mL移液管移取試樣消化定容液引入的標準不確定度u4；100 mL容量瓶定容引入的標準不確定度u5；樣品稱量引入的標準不確定度u6[3]。

4 不確定度的計算

4.1 測量重復性引入的標準不確定度u1

對試樣進行獨立重復測量5次。測量結果見表1。

4.2 滴定樣品實際消耗硫酸標準溶液的體積（V1-V2）引入的標準不確定度u2

滴定樣品試劑消耗硫酸標準溶液的體積來自滴定管本身引入的不確定度和溫度差引入的不確定度。

4.2.1 滴定管本身引入的標準不確定度。按照檢定證書給定的最大容量的允許誤差為±0.04 mL，均勻分布考慮，則滴定管校準引入的標準不確定度為[4]：

4.2.2 溫度變化引入的標準不確定度。本次試驗溫度為24 ℃，水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃，假定溫度變化按照均勻分布，則溫度變化引入的標準不確定度為：

由上述分析可知，影響測量結果不確定度來源的主要分量為滴定樣品實際消耗硫酸標準溶液的體積引入的標準不確定度u2和硫酸標準滴定溶液引入的標準不確定度u3。

4.8 擴展不確定度評定及結果的表示

取包含因子k=2（95%的置信概率），則擴展不確定度為：

U=uc（X）×k=0.097 9%×2=0.020%

結果表明，大米中蛋白質含量（以氮計）為（1.606±0.020）%，k=2。

5 結論

在本次試驗不確定度的分析中，A類不確定度包括稱量過程的重復性、滴定過程的重復性及玻璃器皿體積變動等，是將各重復性分量合并為總試驗重復性的分量。在大米蛋白質測定試驗中，A類不確定度起主要作用、B類不確定度起次要作用。而A類不確定度的評定直接受到樣品的消化、蒸餾、滴定及溶液標定的影響。由此可見，控制好樣品的消化、蒸餾、滴定及標準溶液的標定，是本實驗室內部質量控制的重點。

6 參考文獻

[1] 檢測和校準實驗室能力的通用要求：GB/T 15481-2000[S].北京：中國標準出版社，2000.

[2] 中國實驗室國家認可委員會.化學分析中不確定度評定與表示指南[M].北京：中國計量出版社，2002.

[3] 中華人民共和國衛(wèi)生部.食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定：5009.5-2010[S].北京：中國標準出版社，2010.

[4] 國家質量技術監(jiān)督局.測量不確定度評定與表示： JJF 1059-1999[S].北京：中國標準出版社，1999.

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