電位滴定法測(cè)定醬中氨基酸態(tài)氮含量的不確定度評(píng)定

何宇芬，邱佩麗，張冬妮，曾 游，張 豪

（廣州市食品檢驗(yàn)所，廣東廣州 511400）

在食品檢測(cè)中，為了能夠更加客觀地判斷食品測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要引入測(cè)量不確定度[1]。氨基酸態(tài)氮亦稱氨基氮，是釀造醬中的重要組成成分，是釀造醬調(diào)味品鮮味的主要來(lái)源，是由制造醬的原料（大豆和或脫脂大豆）中的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的，是展示醬質(zhì)量的重要理化指標(biāo)之一。釀造醬中氨基酸態(tài)氮的含量高低可直接影響醬味感和質(zhì)量，該指標(biāo)越高，說(shuō)明醬中的氨基酸含量越高，鮮味越好。

本研究依據(jù)JJF 1059.1—2012[2]的要求，參照GB 5009.235—2016[3]中第一法對(duì)全自動(dòng)電位滴定測(cè)定醬中氨基酸態(tài)氮的含量進(jìn)行了不確定度評(píng)定與分析。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

甲醛（分析純，廣州化學(xué)試劑廠）；實(shí)驗(yàn)室用水為二級(jí)水。

氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液GBW（E）081126，來(lái)自深圳市博林達(dá)科技有限公司證書(shū)上標(biāo)示其生產(chǎn)批號(hào)為20170727A，在20 ℃時(shí)，濃度為0.100 1 mol/L，擴(kuò)展不確定度為0.2%，置信概率P=95%。

1.2 儀器與設(shè)備

809 Titrando自動(dòng)電位滴定儀（瑞士萬(wàn)通公司）；AB204-S電子天平（瑞士METTLER TOLEDO公司）；A級(jí)10 mL單標(biāo)線吸量管（天津玻璃廠）；A級(jí)100 mL單標(biāo)線容量瓶（天津玻璃廠）。

1.3 試驗(yàn)方法

按照GB 5009.235—2016第一法（酸度計(jì)法），將樣品攪拌均勻后，放入研缽中，在10 min內(nèi)迅速研磨至無(wú)肉眼可見(jiàn)顆粒，裝入磨口瓶中備用。用已知重量的稱量瓶稱取攪拌均勻的樣品5.0 g，用50 mL 80 ℃左右的水分?jǐn)?shù)次洗入100 mL燒杯中，冷卻后，轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶中，用少量水分次洗滌燒杯，洗液并入容量瓶中，并加水至刻度，混勻后過(guò)濾。

吸取濾液10.0 mL，置于200 mL燒杯中，加60 mL水，開(kāi)動(dòng)磁力攪拌器，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液[c（NaOH）=0.100 0 mol/L]滴定至酸度計(jì)指pH為8.2，記下消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的毫升數(shù)，計(jì)算總酸含量。加入10.0 mL甲醛溶液，混勻。再用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液繼續(xù)滴定至pH為9.2，記下消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的毫升數(shù)。

1.4 環(huán)境條件

環(huán)境溫度控制在20 ℃±3 ℃，相對(duì)濕度控制在50%～70%。

1.5 計(jì)算公式

根據(jù)國(guó)標(biāo)GB 5009.235—2016，試樣中氨基酸態(tài)氮的含量可通過(guò)式（1）進(jìn)行計(jì)算：

式中：X-試樣中氨基酸態(tài)氮的含量，g/100 g；V1-待測(cè)試樣稀釋液加入甲醛后消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；V2-試劑空白實(shí)驗(yàn)中加入甲醛后消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；c-氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L；0.014-與1.00 mL氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[c（NaOH）=1.000 mol/L]相當(dāng)?shù)牡馁|(zhì)量，g；m-稱取試樣的質(zhì)量，g；V3-試樣稀釋液的取用量，mL；V4-試樣稀釋液的定容體積，mL；100-單位換算系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不確定度來(lái)源分析

由分析測(cè)試過(guò)程和計(jì)算公式[4]，可以確定醬中氨基酸態(tài)氮測(cè)定相應(yīng)的不確定度主要來(lái)源如表1所示，其中1是用于重復(fù)性測(cè)試所導(dǎo)致，來(lái)源單一，測(cè)定重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差，采用A類方法評(píng)定。除此之外，由系統(tǒng)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度，包括2～6，采用B類方法評(píng)定。

表1 醬中氨基酸態(tài)氮測(cè)量不確定度的來(lái)源

2.2 數(shù)學(xué)模型

試樣中氨基酸態(tài)氮含量數(shù)學(xué)模型的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式為：

2.3 不確定度的評(píng)定

2.3.1 樣品重復(fù)性測(cè)定引入的相對(duì)不確定度urel（1）

本次試驗(yàn)共對(duì)試樣醬中氨基酸態(tài)氮含量進(jìn)行了11次測(cè)定分析，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 醬試樣中氨基酸態(tài)氮的重復(fù)性測(cè)量結(jié)果（n=11）

測(cè)定次數(shù)n=11，則樣品單次測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

鑒于本實(shí)驗(yàn)室平時(shí)的測(cè)量結(jié)果均是采用2次（m=2）重復(fù)測(cè)量的平均值，則樣品重復(fù)測(cè)定相對(duì)不確定度為：

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)滴定液濃度引入的相對(duì)不確定度urel（2）

氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液為深圳市博林達(dá)科技有限公司提供的，證號(hào)為GBW（E）081126生產(chǎn)批號(hào)為20170727A。經(jīng)查標(biāo)準(zhǔn)證書(shū)，在20 ℃時(shí)，氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.100 1 mol/L，擴(kuò)展不確定度U為0.2%，置信概率P=95%（注：k95=1.96）。

則標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液不確定度為：

2.3.3 樣品滴定體積引入的相對(duì)不確定度ur（el3）

本試驗(yàn)采用全自動(dòng)電位滴定儀對(duì)氨基酸態(tài)氮進(jìn)行滴定分析，故樣品消耗氫氧化鈉溶液的滴定體積引入的相對(duì)不確定度主要是由電位滴定儀電位誤差引入的相對(duì)不確定度[5]。經(jīng)廣州計(jì)量檢測(cè)技術(shù)研究院檢定證書(shū)得知，該瑞士萬(wàn)通809 Titrando自動(dòng)電位滴定儀電計(jì)引用誤差的擴(kuò)展不確定度Ur=0.02%，k=2，則

由于滴定時(shí)，需對(duì)樣品進(jìn)行空白滴定試驗(yàn)，每一次滴定均為獨(dú)立，故：

2.3.4 氮摩爾質(zhì)量引入的相對(duì)不確定度ur（el4）

從IUPAC的原子量表中查得氮（N）的原子量和不確定度，每一種元素的標(biāo)準(zhǔn)不確定度是將IUPAC所列不確定度作為矩形分布的極差計(jì)算得到的。因此相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定等于查得數(shù)值除以，結(jié)果見(jiàn)表3。

則氮的摩爾質(zhì)量引入的不確定度為：

2.3.5 樣品體積引入的相對(duì)不確定度urel（5）

樣品體積的不確定度主要是由量器引起的，用100 mL容量瓶定容后，用10 mL單標(biāo)移液管準(zhǔn)確吸取10 mL樣液進(jìn)行測(cè)定。樣品制備過(guò)程中使用到的100 mL容量瓶、10 mL單標(biāo)移液管均為A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

（1）各量器的相對(duì)不確定度urel容/單標(biāo)計(jì)算。量器的不確定度來(lái)源一般包括校準(zhǔn)體積不確定度（檢定證書(shū)），定容體積重復(fù)性產(chǎn)生的偏差，容量允差和溫度效應(yīng)等。通過(guò)查閱資料，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)判斷，假定符合均勻分布。其中，R和P分別為《常用玻璃量器檢定規(guī)程》（JJG 196—2006）[6]標(biāo)準(zhǔn)中列出的最大允許偏差和重復(fù)性偏差；U和k是檢定證書(shū)提供的擴(kuò)展不確定度和包含因子。

表4 100 mL容量瓶的相對(duì)不確定度

表5 10 mL單標(biāo)移液管的相對(duì)不確定度

（2）樣品體積引入的相對(duì)不確定度計(jì)算。將100 mL容量瓶和10 mL單標(biāo)移液管的相對(duì)不確定度進(jìn)行合成，即：

2.3.6 樣品稱樣量引入的相對(duì)不確定度ur（el6）

根據(jù)電子天平檢定證書(shū)可知，本次試驗(yàn)所用電子天平的最大稱量示值誤差的測(cè)量結(jié)果擴(kuò)展不確定度U為0.5 mg，k=2，則

本次試驗(yàn)樣品的平均稱樣量為5.082 7 g，故：

2.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc（X）

試樣中氨基酸態(tài)氮含量測(cè)定中各分量引起的相對(duì)不確定度結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 各分量的相對(duì)不確定度

合成相對(duì)不確定度uc,rel（X）為：

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc（X）為：

2.5 擴(kuò)展不確定度U

擴(kuò)展不確定度可由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以包含因子k，在95%置信水平下，包含因子k＝2，則擴(kuò)展不確定度U為：

2.6 測(cè)量結(jié)果報(bào)告及表述

醬試樣中氨基酸態(tài)氮含量為（0.46±0.01）g/100 g，k=2。

3 結(jié)論與討論

依據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸態(tài)氮的測(cè)定》（GB 5009.235—2016），采用電位滴定，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定醬中的氨基酸態(tài)氮時(shí)，其不確定度來(lái)源于氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液濃度、電位滴定儀、N的摩爾質(zhì)量、樣品稀釋體積、樣品稱樣量和樣品重復(fù)性測(cè)定。由上述各分量的不確定計(jì)算可知，N的摩爾質(zhì)量、樣品稱樣量引入的不確定度較小，對(duì)結(jié)果無(wú)顯著影響，可以忽略不計(jì)。其測(cè)量不確定度主要來(lái)源于樣品重復(fù)性測(cè)定、樣品稀釋體積。因此，檢驗(yàn)中應(yīng)加強(qiáng)樣品稀釋制備監(jiān)控，樣品檢測(cè)精密度監(jiān)控是準(zhǔn)確測(cè)量醬中氨基酸態(tài)氮的關(guān)鍵。