指示劑法測定白酒中酸酯總量的不確定度評估

摘 要：按最新標(biāo)準(zhǔn)《白酒分析方法》（GB/T 10345—2022）采用指示劑法測定白酒中酸酯總量，依據(jù)《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》（CNAS-GL006：2019）和《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059.1—2012）對整個實驗過程中的不確定度因素進(jìn)行系統(tǒng)性分析，對不確定度分量進(jìn)行計算，最終確定合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴展不確定度。結(jié)果顯示，白酒中酸酯總量為41.57 mmol·L-1，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.30 mmol·L-1，擴展不確定度為0.60 mmol·L-1（k=2）。標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定體積為主要的不確定度來源。

關(guān)鍵詞：白酒；酸酯總量；指示劑法；不確定度

Uncertainty Evaluation of the Determination of Total Acid Esters in Baijiu by Indicator Method

LI Zhen， HAO Juan， CHEN Mo， WANG Fanhong， WANG Lei

（Xinjiang Huachun Biopharmaceutical Co.， Ltd.， Urumqi 830000， China）

Abstract： According to the latest standard GB/T 10345—2022， the total amount of acid esters in liquor was determined by the indicator method. According to CNAS-GL006：2019 and JJF 1059.1—2012， the uncertainty factors in the whole experimental process were systematically analyzed， the uncertainty components were calculat8uTxCHEyhdmVqfnkcORUBQ==ed， and the synthetic standard uncertainty and expanded uncertainty were finally determined. The results showed that the total amount of acid esters in liquor was 41.57 mmol·L-1， the synthetic standard uncertainty was 0.30 mmol·L-1， and the expanded uncertainty was 0.60 mmol·L-1 （k=2）. The titration volume of the standard solution was the main source of uncertainty.

Keywords： Baijiu; total acids and esters; indicator method; uncertainty

白酒是經(jīng)發(fā)酵釀制而成的蒸餾酒，其內(nèi)部化學(xué)組成因制作工藝的不同而不同，最終呈現(xiàn)出不同的香型[1]。隨著貯藏時間的延長，酒中酯類組成會發(fā)生一定程度的變化，從而影響酒的口感風(fēng)味。因此，可通過酸酯總量對白酒的等級和品質(zhì)進(jìn)行評定[2]。白酒的酸酯總量是指總酸和總酯的含量總和，其對酒的呈香、呈味起著至關(guān)重要的作用[3]。建立準(zhǔn)確、可靠的酸酯總量測定方法，對于鑒別白酒的等級和品質(zhì)具有重要意義soJRviXZM29o0LpArVfFRw==。最新的白酒質(zhì)量要求系列標(biāo)準(zhǔn)也新增加了對不同香型、不同等級白酒酸酯總量的指標(biāo)要求[4-6]。目前，針對白酒酸酯總量主要采用指示劑法和電位滴定法測定。不論是哪種測量方法，測量過程中都存在不確定度。不確定度是一定置信水平下測量結(jié)果的置信范圍，測量不確定度越小，則測量越精確，其對衡量測量過程的可靠性，測量結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要意義[7-9]。

本研究按《白酒分析方法》（GB/T 10345—2022）[10]采用指示劑法對白酒中酸酯總量進(jìn)行測定，依據(jù)《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》（CNAS-GL006：2019）[11]和《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059.1—2012）[12]對測量不確定度進(jìn)行分析與評估，找出測量不確定度的主要影響因素，以期提高測定結(jié)果的可靠性，增強測量結(jié)果之間的可比性。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

NaOH（優(yōu)級，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所）；硫酸溶液（優(yōu)級，西隴化工科技有限公司）；酚酞指示劑（分析純，天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司）；乙醇溶液（優(yōu)級，浙江天諾化學(xué)有限公司）。容量瓶（天波玻璃儀器）；25 mL滴定管、50 mL滴定管、50 mL單標(biāo)吸量管（A級，天波玻璃儀器）。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品測定方法

參照GB/T 10345—2022 8.1中的前處理方式，取白酒50.0 mL于錐形瓶中，加2滴酚酞指示劑，用已標(biāo)定的NaOH標(biāo)液滴定至樣液呈微紅色，即為終點，記錄消耗NaOH標(biāo)液的體積。再加入標(biāo)定過的NaOH標(biāo)液25 mL，混勻，加幾粒沸石，進(jìn)行加熱冷凝回流30 min，待降至常溫，用標(biāo)定過的H2SO4標(biāo)液進(jìn)行滴定，待紅色褪去，記錄消耗H2SO4標(biāo)液體積。同時吸取50 mL乙醇（無酯）溶液，同法操作以作為空白，記錄消耗H2SO4標(biāo)液體積。白酒中酸酯總量計算公式為

（1）

式中：X為樣品中酸酯總量，mmol·L-1；C2為NaOH標(biāo)液的實際濃度，mol·L-1；V2為滴定總酸消耗NaOH標(biāo)液的體積，mL；C1為H2SO4標(biāo)液的實際濃度，mol·L-1；V0為空白試樣消耗H2SO4標(biāo)液的體積，mL；V1為樣品消耗H2SO4標(biāo)液的體積；mL；50.0為吸取樣品的體積，mL。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定方法

參照《化學(xué)試劑 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備》（GB/T 601—2016）[13]對0.1 mol·L-1的NaOH標(biāo)液和0.1 mol·L-1的H2SO4標(biāo)液進(jìn)行配制和標(biāo)定。

（1）NaOH標(biāo)液。配制：稱取110 g NaOH溶于100 mL無二氧化碳的水中，將其轉(zhuǎn)入1 000 mL容量瓶，密閉放置至溶液清亮，用無二氧化碳水定容至刻度，搖勻，轉(zhuǎn)移至聚乙烯容器中儲存?zhèn)溆?。?biāo)定：取經(jīng)恒重的鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）基準(zhǔn)試劑，用無二氧化碳水溶解，加2滴酚酞（10 g·L-1），用配制的NaOH標(biāo)液滴定至溶液呈粉紅色，并保持30 s不褪色，同時做空白試驗。NaOH標(biāo)液實際濃度的計算公式為

（2）

式中：C2為NaOH標(biāo)液的實際濃度，mol·L-1；V氫氧化鈉為NaOH標(biāo)液體積，mL；V空白為空白消耗NaOH標(biāo)液體積，mL；m為KHC8H4O4的質(zhì)量，g；M為KHC8H4O4的摩爾質(zhì)量，M（KHC8H4O4）=204.22 g·mol-1。

（2）H2SO4標(biāo)液。配制：取H2SO4溶液3 mL于1 000 mL水中，冷卻，混勻。標(biāo)定：取經(jīng)恒重的基準(zhǔn)試劑無水Na2CO3于50 mL水中，加10滴溴甲酚綠-甲基紅指示液，用配制的H2SO4標(biāo)液滴定至溶液由綠色變?yōu)榘导t色，煮沸2 min，加蓋具鈉石灰管的橡膠塞，待降至常溫，滴定至溶液再呈暗紅色，同時做空白試驗。H2SO4標(biāo)液實際濃度的計算公式為

（3）

式中：C1為H2SO4標(biāo)液的實際濃度，mol·L-1；V硫酸為H2SO4標(biāo)液體積，mL；V空白為空白消耗H2SO4標(biāo)液體積，mL；m為無水Na2CO3的質(zhì)量，g；M為無水Na2CO3的摩爾質(zhì)量，M（1/2Na2CO3）=52.994 g·mol-1。

2 結(jié)果與分析

2.1 不確定度來源的識別

根據(jù)酸酯總量計算公式，采用指示劑法測量的不確定度來源主要有4個方面。①重復(fù)測定試樣的不確定度（A），主要由試樣重復(fù)測定引入。②標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定體積的不確定度（B），主要由總酸滴定體積、總酯滴定體積及空白滴定體積引入。③量取酒樣體積的不確定度（B），主要由單標(biāo)線吸量管的容量允差與溫度引入。④酸堿標(biāo)液的不確定度（B），主要由氫氧化鈉標(biāo)液、硫酸標(biāo)液引入。

2.2 不確定度分量分析

2.2.1 重復(fù)測定試樣引入的不確定度

實驗操作過程中A類不確定度主要來源于重復(fù)性產(chǎn)生的不確定度分量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法，測定過程中吸取50 mL酒樣，平行測定8次，測量結(jié)果如表1所示。

依據(jù)表1中的測量數(shù)據(jù)，計算重復(fù)測定試樣引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定為

則重復(fù)測定試樣引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定體積引入的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定體積引入的不確定度主要來源于總酸、總酯及空白的滴定體積。

（1）由總酸滴定體積引入的不確定度主要來源于滴定管容量允差、讀取體積誤差和溫度3個方面。依據(jù)《常用玻璃量器檢定規(guī)程》（JJG 196—2006）[14]，25.0 mL滴定管（A級）在20 ℃時，允差為±0.04 mL，按三角分布，25.0 mL滴定管容量允差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定為

實驗室的溫度在±4 ℃變動，氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的溶劑主要為水，則膨脹系數(shù)按2.1×10-4 ℃-1計算[15]，液體膨脹產(chǎn)生的不確定度為25×4×2.1×10-4=±0.021 mL，采用矩形分布，則由溫度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為滴定管（25 mL）的最小度量值為0.1 mL，讀數(shù)估計至0.01 mL，其引起的質(zhì)量誤差為±0.01 mL，按均勻分布進(jìn)行計算，讀取體積誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

經(jīng)8次測得總酸的平均值為6.06 mL，則總酸滴定體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為

（2）總酯滴定體積引入的不確定度?？傰サ味w積引入的不確定度計算同（1），8次測量總酯滴定體積的平均值為3.62 mL，則總酯滴定體積引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

（3）空白滴定體積引入的不確定度?？瞻椎味w積引入的不確定度計算同（1），8次測定得空白滴定體積平均值為24.35 mL，則空白滴定體積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

綜上，滴定體積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.2.3 酒樣體積引入的不確定度

酒樣體積引入的不確定度主要來源于吸量管允差、溫度兩方面。依據(jù)JJG 196—2006，50 mL單標(biāo)線吸量管（A級）在20 ℃時，允差為±0.05mL，按三角分布，50 mL單標(biāo)吸量管產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

實驗室的溫度在±4 ℃變動，通過查表[16]知

50 %vol白酒體積膨脹系數(shù)為0.000 81 ℃-1，液體膨脹產(chǎn)生的不確定度為50×4×0.000 81=±0.162 mL，采用矩形分布，則由溫度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

則酒樣體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為

2.2.4 酸堿標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的不確定度

（1）NaOH標(biāo)液引入的不確定度。按1.2.2配制標(biāo)定NaOH標(biāo)液，可知標(biāo)定0.1 mol·L-1 NaOH標(biāo)液的不確定度主要由基準(zhǔn)試劑和滴定液消耗體積組成。

稱取0.75 g KHC8H4O4，查閱天平檢定證書可知稱取0.01～50.00 g時，最大允許誤差范圍為±0.000 2 g，按矩形分布，則稱取KHC8H4O4引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為

根據(jù)試劑說明書，KHC8H4O4的不確定度為0.04%。按照均勻分布評定，由試劑純度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為

依據(jù)JJG 196—2006，50 mL滴定管（A級）在20 ℃時，容量允差為±0.05 mL，按三角分布，50 mL滴定管產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

實驗室的溫度在±4 ℃變動，則液體膨脹產(chǎn)生的不確定度為50×4×2.1×10-4=0.042 mL，采用矩形分布，則由溫度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

標(biāo)定過程中雙人4平行，共重復(fù)測量8次，消耗0.1 mol·L-1 NaOH標(biāo)液體積的平均值為36.70 mL，標(biāo)準(zhǔn)偏差S（C2）為0.000 019 9 mL，測得NaOH標(biāo)液的實際濃度為0.100 1 mol·L-1，由重復(fù)測定引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

由以上合成得到標(biāo)定NaOH滴定液消耗體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為

綜上，0.100 1 mol·L-1 NaOH標(biāo)液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

（2）H2SO4標(biāo)液引入的不確定度。按1.2.2配制標(biāo)定H2SO4標(biāo)液，可知標(biāo)定0.1 mol·L-1 H2SO4標(biāo)液的不確定度主要由基準(zhǔn)物質(zhì)和滴定液消耗體積引入。

稱取0.2 g無水碳酸鈉，查閱天平檢定證書可知稱取0.01～50.00 g時，最大允許誤差范圍為±0.000 2 g，按矩形分布，則稱取無水碳酸鈉引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為

根據(jù)基準(zhǔn)無水碳酸鈉的說明書，無水碳酸鈉的量值為（100±0.02）%。按照均勻分布評定，基準(zhǔn)試劑純度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為

50 mL滴定管（A級）在20 ℃時，容量允差和溫度同2.2.4，雙人4平行，共重復(fù)測量8次，消耗0.1 mol·L-1 H2SO4標(biāo)液體積的平均值為37.75 mL，標(biāo)準(zhǔn)偏差S（C1）為0.000 703 mL，測得硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實際濃度為0.100 2 mol·L-1，由重復(fù)測定引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

通過合成得到標(biāo)定H2SO4滴定液消耗體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為

則由0.100 2 mol·L-1 H2SO4標(biāo)液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

綜上，由酸堿標(biāo)液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度

將以上各個分量合成得到合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u=×urel=41.57×0.007 24=0.30 mmol·L-1。

2.4 擴展不確定度

置信區(qū)間為95%，k=2，則酸酯總量的擴展不確定度為U=2×u=2×0.30=0.60 mmol·L-1，結(jié)果報告為（41.57±0.60）mmol·L-1。

3 結(jié)論

指示劑法操作簡便快捷，是實驗室檢測白酒酸酯總量的常用方法。本研究采用指示劑法測定白酒酸酯總量，并對整個實驗過程的不確定度進(jìn)行分析。結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定體積對測定結(jié)果的影響較大，其次是量取體積和標(biāo)定酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液。因此，在實際工作中實驗員要規(guī)范滴定和量取操作，可通過增加測定次數(shù)或雙人雙平行的方式避免人員操作不當(dāng)引入的誤差，盡量減小測量結(jié)果的不確定度。

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作者簡介：李珍（1990—），女，內(nèi)蒙古包頭人，碩士，工程師。研究方向：食品藥品分析檢測。