酸度計法測定醬油中氨基酸態(tài)氮的不確定度評價

郭健波

（永城職業(yè)學院 經濟貿易系，河南 永城 476600）

醬油獨特的美味主要在于其鮮味，其中游離氨基酸是在鈉鹽存在的情況下，對鮮味具有重要作用的低分子化合物[1-2]。因此醬油中氨基酸態(tài)氮含量是評價醬油質量等級的重要指標[3-4]，所以醬油中氨基酸態(tài)氮含量在一定范圍值內越高越好，其中特級釀造醬油的氨基酸態(tài)氮≥0.80 g/mL。國家醬油標準GB/T 18186—2000《釀造醬油》中要求氨基酸態(tài)氮≥0.40 g/mL[5-6]，因此對醬油中氨基酸態(tài)氮含量的測定顯得尤為重要，但在實際操作中會出現一定的誤差，使得檢驗結果出現差錯，造成檢驗失誤。

為得到更加真實客觀的檢測結果，提高檢測結果的準確度，特別是當結果介于技術要求的臨界值附近時，需要根據JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》要求對測定結果進行不確定度評定[7]。因此本試驗根據GB 5009.235—2016《食品安全國家標準食品中氨基酸態(tài)氮的測定》第一法酸度計法進行醬油中氨基酸態(tài)氮的含量測定[8]，分析影響氨基酸態(tài)氮測定的各個因素不確定度來源，評估各個不確定度分量，找出對測量不確定度影響較大的來源。旨在為相關類似實驗提供科學依據，確保檢測結果的準確、可靠。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

甲醛、氫氧化鈉（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司；低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油（特級）：市售。

1.2 儀器與設備

PHSJ-4A型酸度計、XS204型電子天平：梅特勒利多（中國）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

移取5.0 mL醬油試樣于100 mL容量瓶中，加水至刻度，混勻后吸取20.0 mL置于200 mL燒杯中，加入60 mL水，開動磁力攪拌器，用氫氧化鈉標準滴定溶液[c（NaOH）=0.050 mol/L]滴定至酸度計指示pH為8.2，記下消耗NaOH標準滴定液的毫升數，可計算總酸含量。加入10.0 mL甲醛溶液，混勻。再用NaOH標準滴定液繼續(xù)滴定至酸度計指示pH為9.2，記下消耗NaOH標準滴定液的毫升數。同時取80 mL水，先用NaOH標準滴定液調節(jié)至pH為8.2，再加入10.0 mL甲醛溶液，用NaOH標準滴定液繼續(xù)滴定至酸度計指示pH為9.2，做試劑空白試驗。

1.3.2 建立數學模型

氨基酸態(tài)氮的測定結果主要通過氫氧化鈉滴定液的消耗體積來進行計算，計算公式如下：

式中：X為氨基酸態(tài)氮含量，g/100 g；Vi為測定用試樣稀釋液加入甲醛后消耗NaOH標準滴定液的體積，mL；V0為試劑空白試驗加入甲醛后消耗NaOH標準滴定液的體積，mL；c為NaOH標準滴定液的濃度，mol/L；0.014為與1.00 mL NaOH標準滴定液[c（NaOH）=1.000 mol/L]相當的氮的質量，g；5.0為移取試樣體積，mL；100為試樣定容體積，mL；20.0為試樣取用量，mL；100為單位換算系數；n為重復試驗次數。

由于上述公式中c為非變量，可將NaOH標準滴定液消耗體積Vi除外的其他參數相互作用結果看作一個固定常數b，因此可等同于：

實際上，由于移取和滴定過程、環(huán)境溫度等對測定結果都會產生一定影響，因此需要在公式中加入一個修正因子f，公式如下：

1.3.3 測定氨基酸態(tài)氮的不確定度來源分析

GUM定義測量不確定度是與測量結果相關的參數，為表征合理賦予被測值的分散性包含A類不確定度、B類不確定度、合成標準不確定度等[9-12]。結合實際檢測過程及上述數學模型，氨基酸態(tài)氮測定的不確定度來源包括：①移液、定容、再移液以及滴定過程中引入的體積不確定度urel（v），來源于容量瓶、移液管和滴定管的精度、讀數誤差以及環(huán)境溫度影響；②NaOH滴定液標定濃度不確定度urel（c）；③pH計引入不確定度urel（p），包括pH計示值誤差以及分辨率對測定值的影響；④重復測定引入的A類相對標準不確定度urel（X）。

2 結果與分析

2.1 移液、定容、滴定等過程中引入的不確定度urel（v）

2.1.1 移取試樣引入的相對標準不確定度urel（v1）

2.1.2 試樣定容引入的相對標準不確定度urel（v2）

2.1.3 移取試樣引入的相對標準不確定度urel（v3）

2.1.4 加入水和甲醛溶液引入的不確定度

樣品滴定過程中加入60 mL水作為承載體，10 mL甲醛用于掩蔽氨基酸中的氨基，該過程引入的誤差通過空白試驗可基本消除，故其引入的不確定度忽略不計。

2.1.5 滴定引入的相對標準不確定度urel（v4）

2.2 NaOH標準滴定液濃度引入的不確定度urel（c）

NaOH標準滴定液是根據GB/T 601—2016《化學試劑標準滴定溶液的制備》進行配制標定[19]，標定濃度為0.050 91 mol/L，其相對擴展不確定度不大于0.2%，k=2，因此其相對不確定度為：

2.3 pH計指示終點引入不確定度urel（pH）

2.4 重復測定引入A類不確定度urel（ci）

表1 醬油樣品氨基酸態(tài)氮含量測定結果Table 1 Determination results of amino acid nitrogen contents in soy sauce samples

2.5 評定合成相對標準不確定度uc（X）

綜上所述，各個不確定度分量如表2所示，其中取樣、定容及滴定過程引入的體積相對不確定度和pH計引入的標準不確定度是主要來源。由各不確定度分量可得合成相對不確定度為：

表2 醬油氨基酸態(tài)氮測定不確定度分量來源結果統(tǒng)計Table 2 Source statistics of uncertainty components in determination of amino acid nitrogen in soy sauce

2.6 評定擴展不確定度U及結果報告

醬油中氨基酸態(tài)氮含量平均值為0.813 g/100 mL，其合成標準不確定度為：

在95%置信概率下，取包含因子k=2，則擴展不確定度為：

故當醬油試樣中氨基酸態(tài)氮含量接近國家標準限量值時，應進行擴展不確定度的分析，以便科學合理的進行判定。

3 結論

本試驗分析了滴定法測定醬油氨基酸態(tài)氮不確定度來源，并對該過程可能引入不確定度的因素進行深入考量、評定。結果表明樣品移取、定容和滴定引入的體積不確定度以及pH計示值誤差和分辨率是測定過程中不確定度的主要來源。當醬油樣品中氨基酸態(tài)氮含量結果為0.813 g/100 mL時，其擴展不確定度為0.046 g/100 mL。所以在測定醬油中氨基酸態(tài)氮含量時，應該保證所用玻璃器皿及酸度計經過嚴格檢定，同時注意實驗操作過程中對取樣、定容、滴定等步驟進行嚴格控制，操作規(guī)范化，從而提高檢測結果的準確性和可靠性。