火焰原子吸收法測定奶粉中鐵含量不確定度的評定

摘要 采用火焰原子吸收法測定奶粉中的鐵元素濃度，對結(jié)果的不確定度來源進行評定。結(jié)果表明，不確定度來源主要有重復性試驗導致的、標準物質(zhì)、試樣質(zhì)量、最小二乘法擬合標準曲線得出試樣液中鐵的濃度時產(chǎn)生的不確定度。其中標準物質(zhì)的不確定度和標準曲線擬合的不確定度相對較大，因此在試驗過程中需要加強標液的配制技術。

關鍵詞 鐵元素濃度;不確定度;火焰原子吸收

中圖分類號：TS252.51;Q657.31 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2019）05-122-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.05.052

Evaluation of Uncertainty in the Determination of Iron in Milk Powder by Flame Atomic Absorption Spectrometry

ZHANG Mi-mi（Anhui Food and Drug Inspection Institute， Hefei， Anhui 230051）

Abstract The concentration of iron in milk powder was determined by flame atomic absorption spectrometry， and the source of uncertainty was evaluated. The results showed that the uncertainty was mainly caused by repeated tests， reference materials， sample quality， and the least square fitting of the standard curve to obtain the concentration of iron in the sample solution. The uncertainty of standard material and standard curve fitting was relatively large， so it was necessary to strengthen the preparation technology of standard solution in the process of test.

Key words???Iron concentration; Uncertainty; Flame atomic absorption spectrometry

鐵是生物體內(nèi)多種蛋白質(zhì)的組成成分，參與機體的各種生化反應，缺乏或者過多攝取鐵元素對身體都會產(chǎn)生嚴重的生理反應。缺鐵性貧血（Iron Deficiency Anemia，IDA）是由于體內(nèi)鐵缺乏導致儲存鐵耗盡，進一步引起血紅蛋白合成減少并最終導致貧血的一種疾病。嬰兒6個月內(nèi)攝取鐵元素的主要來源就是奶粉，奶粉中的鐵元素含量多少對嬰幼兒健康成長至關重要。在測定奶粉中鐵元素濃度評估中，稱樣過程、前處理方法、標準物質(zhì)的配制等都可能對結(jié)果產(chǎn)生影響。不確定度是衡量測試結(jié)果可靠程度的重要指標，明確檢測結(jié)果的不確定度有著非常重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

儀器有原子吸收分光光度計、濕發(fā)消解罐、濕發(fā)消解爐、移液管等;試劑有鐵元素的標準物質(zhì)、混合酸（硝酸∶高氯酸=4∶1）、蒸餾水等;氣體為高純度乙炔。

1.2 試驗原理

試樣經(jīng)處理后，導入原子吸收分光光度計中，原子化以后，在248.3 nm處測定吸光度值，在一定范圍內(nèi)鐵的吸光度值與鐵含量呈正比，與標準系列比較定量。

1.3 濕法消解

稱取1.00 g試樣，置于濕法消解罐中，加入10 ml硝酸和0.5 ml高氯酸，在電熱爐上消解，消解至冒白煙，消化液呈無色透明或者淡黃色，冷卻取出消解罐定容至25 ml。按統(tǒng)一方法同時做試劑空白。

1.4 測定項目與方法

執(zhí)行標準有GB 5009.90-2016 《食品中鐵的測定》、JJF 1059.1-2012 《測量不確定度評定與表示》。

食品中鐵的含量：

X=■（1）

式中，X為食品中鐵的含量（mg/kg）;C-C0為測定液中扣除空白后鐵的濃度（mg/L）;V為試樣消解后定容體積（ml）;m為試樣質(zhì)量（g）;f為稀釋倍數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 奶粉中鐵含量測定不確定度的來源

不確度來源主要有以下幾個方面：重復性試驗導致的不確定度;標準物質(zhì)的不確定度：標準母液的不確定度和標液配制所引入的不確定度;樣品質(zhì)量的不確定度：主要包括電子天平本身以及分辨率、樣品的均勻性等;標準曲線得出的試樣液中鐵的濃度產(chǎn)生的不確定度。

2.2 測量重復性試驗的不確定度

同樣條件下稱取樣品6份并進行消解，在原子分光光度計上進行測量，得到試驗數(shù)據(jù)和分析結(jié)果（表1）。6份試樣液中濃度的平均值為3.141 5 mg/kg，食品中鉛含量平均值為0.207 5 mg/kg。

計算得單次測量的試驗標準偏差為0.001 1，6次測定奶粉中鐵含量平均值的相對標準偏差為0.003 8。

2.3 標準物質(zhì)的不確定度

鐵標準母液濃度為1 000 μg/ml，其擴展不確定度為1 μg/ml，則鐵標準母液的不確定度為0.5 mg/kg，相對標準不確定度為0.000 5。

2.4 標準物質(zhì)配制過程的不確定度

2.4.1 標準溶液配制過程 吸取10 ml鐵標準儲備液于100 ml容量瓶中，用2%硝酸溶液定容至刻度，得到濃度為100 mg/L鐵標準使用液，分別移取0、1、2、4、6、10 ml鐵標準使用液于100 ml容量瓶中，得到濃度分別為0、1、2、4、6 mg/ml的鐵標準溶液。

2.4.2 10 ml刻度移液管引入的不確定度 根據(jù)JJG 196-2006《常用玻璃量器》，在20℃時10 ml刻度移液管10 ml時容量允差為±0.05 ml，則10 ml刻度移液管引入的不確定度為0.028 9，相對不確定度為0.002 89。

2.4.3 移液槍不確定度 1 000 μl移液槍1 000 μl時容量允許差為±1.5%，移液槍引入的不確定度為8.66，相對不確定度為0.008 66。

2.4.4 容量瓶引入的不確定度 20℃時100 ml容量瓶的容量允差為±0.10 ml，則容量瓶體積帶來的不確定度為0.057 7，相對不確定度為0.000 58。

綜上，標準物質(zhì)的相對標準不確定度為0.009 16。

2.5 樣品前處理過程產(chǎn)生的不確定度

2.5.1 取樣 取樣過程中充分混合均勻，可忽略。

2.5.2 稱重 按GB 5009.12-2017《食品中鉛的測定》，稱重至0.001 g，天平的擴展不確定度為0.2 mg，包含因子k=2，則天平產(chǎn)生的標準不確定為0.000 1 g，相對不確定度為0.000 05。

2.5.3 消解回收率 由于試樣消解不完全以及污染等原因會使奶粉中鐵元素有損，回收率在93%～108%，不確定度為0.001 87。

2.5.4 定容的影響 在20℃時，10 ml容量瓶的容量允差為±0.020 ml，則10 ml容量瓶產(chǎn)生的不確定度為0.011 55，相對不確定度為0.001 15。

綜上，樣品前處理過程中的不確定度為0.001 23。

2.6 曲線校準得出試樣液濃度C（mg/L）時產(chǎn)生的不確定度

采用5個不同濃度的鐵標準溶液，用相同條件分別測定3次，得到相應的吸光度值（表2），得到直線方程為y=0.052 061X+0.004 000 9，a=0.052 061，b=0.004 000 9。對試樣測定6次，其試樣液中鐵的平均濃度C為3.141 5 mg/kg，則C的標準不確定度為0.130 7。標準溶液吸光度殘差的標準差為0.041 47，標準不確定度為0.012 59 mg/kg。

2.7 擴展不確定度

擴展不確定度是確定測量結(jié)果區(qū)間的量，是合成標準不確定度與包含因子的乘積，即0.025 mg/kg。

3 結(jié)論

從結(jié)果來看，火焰原子吸收法測定奶粉中鐵元素濃度的不確定度的來源主要是稱樣過程中所用的天平、前處理消解過程中所用的移液管移液槍、標準溶液及其過程中所用的玻璃器皿以及標準曲線擬合所帶來的不確定度，其中標準物質(zhì)的不確定度和標準曲線擬合的不確定度相對較大，因此在試驗過程中需要加強標液的配制技術。

參考文獻

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責任編輯：鄭丹丹

作者簡介???張咪咪（1987-），女，安徽亳州人，碩士，從事食品檢驗工作。

收稿日期???2019-07-05