酱油中氨基酸态氮的测量不确定度评定

酱油中氨基酸态氮的测量不确定度评定
摘要：本文选取酱油为样品，对其氨基酸态氮含量进行测定，通过对酱油中氨基酸态氮的测定分析不确定度的来源，不确定度的表述比误差更为科学合理，为酱油中氨基酸态氮的测定提供更为准确可靠的测量数值。

关键词：酱油氨基酸态氮测量不确定度评定
一、实验部分
1.实验方法及原理:
按照GB5009.235-2016《食品安全国家标准食品中氨基酸态氮的测定》中的酸度计法测定，其原理主要是利用氨基酸的两性作用,加入甲醛以固定氨基的碱性,使羧基显示出酸性,用氢氧化钠标准溶液滴定后定量,以酸度计测定终点。

2.主要仪器与试剂：
电子天平型号FB1055，电热鼓风干燥箱型号101-0，酸度计型号PB-10，滴定管25ml、50ml，微量碱式滴定管10ml,移液管20ml，容量瓶100ml，氢氧化钠标准滴定溶液（0.050mol/L），邻苯二甲酸氢钾（基准物质）。

3.结果计算
3.1氢氧化钠标准溶液的标定
用酸碱滴定法，以基准邻苯二氢钾标定氢氧化钠标准溶液的浓度，其计算公式为：
式（1）
式中:
c——氢氧化钠标准滴定溶液的实际浓度（mol/L）;
m——基准邻苯二甲酸氢钾的质量(g);
V1——氢氧化钠标准溶液的用量体积(ml);
V2—空白实验中氢氧化钠标准溶液的用量体积(ml);
0. 2042——与1.00ml氢氧化钠标准滴定溶液[c(NaOH)=1.000 mol/L]相当的基准邻苯二甲酸氢钾的质量(g)。

3.2酱油中氨基酸态氮测定结果的计算
式（2）式中:
X——试样中氨基酸态氮的含量(g/100g);
V1——测定用试样稀释液加入甲醛后消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积(ml);
V2——试剂空白实验加入甲醛后消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积ml);
c——氢氧化钠标准滴定溶液的浓度(mol/L);
0.014 ——与1.00mL 氢氧化钠标准滴定溶液[c(NaOH)=1.000 mol/L]相当的氮的质量(g);
m——称取试样的质量(g);
V3——试样稀释液的取用量(ml);
V4——试样稀释液的定容体积(ml);
100——单位换算系数。

4.测定数据
氢氧化钠标准溶液测定结果见表1，酱油测定结果见表2
表1
表2
二、测量不确定度来源
从检测过程中可以知道酱油中氨基酸态氮测定的不确定度主要来源：
（1）测量的重复性
（2）氢氧化钠标准溶液的浓度
（3）测量使用的电子天平及量具
（4）滴定终点所用的酸度计为精密级，其精密度远优于方法要求，可忽略其不确定度。

（一）标准不确定度分量的评定
1.测量重复性的标准不确定度u（x）
根据表2中的10次重复测量数据，按A类标准不确定度评定计算得单次测量结果的标准偏差为：
重复性标准不确定度为u(x)：
相对标准不确定度为：
2.氢氧化钠标准溶液浓度的标准不确定度为u(c NaOH)
氢氧化钠标准溶液浓度的标准不确定度u(c NaOH)来源于基准物质的纯度、
称量质量、滴定管读数及标定的重复性等，需分别评定各不确定度分量后合成。

2.1标定重复性的标准不确定度u rel(c NaOH)
根据表1可知，氢氧化钠标准溶液重复标定8次，则单次标定的标准偏差为：
标准不确定度u r(c)为：
相对标准不确定度为
2.2邻苯二甲酸氢钾的纯度及称量标准不确定度
（1）天平称量基准物质带来的不确定度
根据电子天平检定证书，天平示值最大允许误差为±0.15mg，重复性最大允
许误差为0.15mg，天平出厂证书给出的置信区间为±0.15mg，服从正态分布，则：
按《化学分析中不确定度的评估指南》得到分析天平的重复性约为0.5×最
后一位有效数字，分析天平的最后一位有效数字为0.01mg。

天平在称重时应重复计算两次，一次为总重，另一次为剩下的重量，所以应记两次不确定度。

那么天平带来的不确定度为：
相对不确定度为：
（2）基准物质纯度带来的不确定度
基准物质证书上给出的纯度p的值为99.95%±0.05%，按均匀分布，标准不确定度为：
相对不确定度：
2.3标定消耗氢氧化钠标准溶液体积的标准不确定度u(v)
标定氢氧化钠标准溶液使用50mlA级滴定管，按照检定规程，其容量允许误差为A级±0.05ml，最大相对误差为±0.05ml/50ml=±0.10%，滴定体积按平均值34.75ml计，按均匀分布考虑进行B类不确定度评定，则滴定管容量的标准不确定度u1(v)为：
标定消耗氢氧化钠标准溶液的体积为滴定前后两次读数之差，实际使用体积容器允许有1%的读数误差，则假设为三角分布则由读数引起的不确定度分量为u2(v)：
滴定管充满液体至滴定管刻度的变动性：根据《化学分析中不确定度的评估指南》中给出的经验典型值，滴定管的变动性标准偏差为0.0092ml，即：
因此，标定消耗氢氧化钠标准溶液的标准不确定度u(v)为：
相对标准不确定度为：
3.酱油样品测定消耗氢氧化钠标准溶液体积的标准不确定度u(v1)
滴定使用25ml的A级滴定管，按照检定规程的要求，其容量允许误差为
±0.04ml，最大相对误差为±0.04ml/25ml=±0.16%，滴定消耗氢氧化钠标准溶液的体积按平均值8.75ml计，按均匀分布考虑进行B类评定，则滴定管容量的标准不确定度u1(v1) 为：
标定消耗氢氧化钠标准溶液的体积为滴定前后两次读数之差，实际使用体积容器允许有1%的读数误差，则假设为三角分布则由读数引起的不确定度分量为u2(v)：
滴定管充满液体至滴定管刻度的变动性：根据《化学分析中不确定度的评估指南》中给出的经验典型值，滴定管的变动性标准偏差为0.0092ml，即：
因此，滴定酱油样品稀释液消耗氢氧化钠标准溶液的标准不确定度u1(v1)为：
相对不确定度为：
4.空白试验消耗氢氧化钠标准溶液体积的标准不确定度u(v2)
滴定使用一支25ml的A级滴定管，按本文3评定，其标准不确定度u(v2)
相对不确定度为：
5.酱油样品稀释液用量的标准不确定度u(v3)
使用20ml单标线A级移液管移取酱油样品稀释液，根据检定规程，该移液
管容量允许误差为±0.020ml，按均匀分布考虑进行B类标准不确定度评定，其
标准不确定度u(v3) 为：
相对不确定为：
6.酱油样品稀释液定容体积的标准不确定度u(v4)
使用100mlA级容量瓶对酱油样品溶液进行定容，根据检定规程，该容量瓶
容量允许误差为±0.10ml，按均匀分布考虑进行B类评定，其标准不确定度u(v4)为：
相对不确定度为：
7.酱油样品称量的标准不确定度为
参照本文2.2（1）可知天平带来的不确定度为：
相对不确定度为：
（二）、合成标准不确定u c(x)
测量酱油样品中氨基酸态氮含量的各标准不确定度分量之间没有关联，将以上数据合成标准不确定度u c(x)：
（三）扩展不确定度
取包含因子k=2，扩展不确定度为：
（四）测量结果的表示
由表2实验数据的酱油中氨基酸态氮含量平均值计算所得最佳估计值为：X=0.411g/100ml，由此可得，酱油中氨基酸态氮含量测量的报告结果可表示为：
三、结论
在实际测量中，为减少酱油中氨基酸态氮的测量误差，可以进行多次重复性实验，并给出不确定度，使测量报告结果更准确。

参考文献：
1.《常用玻璃量器检定规程》JJG196-2006
2.《化学分析中不确定度的评估指南》GNAS-GL006-2019。