蛋白质测定不确定度分析

食品中蛋白质含量测量结果不确定度评定

依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》、

CNAL/AG06《测量不确定度政策实施指南》 和CNAL/AR11《测量不确定度政策》分析

1. 测定方法

按照国家标准GB5009.5-2010《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中规定的第一法，即凯氏定氮法进行测定。

检测原理为：含氮有机化合物，与硫酸一同加热消化，使蛋白质分解，分解产生的氨与硫酸结合生产硫酸铵，然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后，再以盐酸标准溶液滴定，根据盐酸的消耗量乘以换算系数即测得蛋白质的含量。检验过程如下：

1) 称取样品：用精度为0.1mg 的精密电子天平称取0.2～2g 样品，称准至0.1mg ； 2) 消解：加入0.2g 硫酸铜、6g 硫酸钾、20ml 硫酸加热消解至完全； 3) 定容：消解液冷却后，加水定容至100ml ；

4) 蒸馏：吸取5.00ml 样品处理液于蒸馏反应室内，加10.0ml 氢氧化钠溶液（400g/L ），硼酸溶液接收；

5) 滴定：以0.1mol/L 的盐酸标准溶液滴定接收液至终点。

2. 测量流程方框示意图

3. 蛋白质含量的计算

100100

0140.)321⨯⨯⨯

⨯⨯-=F V m c V V X （

式中：

X ——试样中蛋白质含量，单位为克每百克（g/100g ）； V 1——试样消耗标准溶液的体积，单位为毫升（ml ）； V 2——试剂空白消耗标准溶液的体积，单位为毫升（ml ）； V 3——吸收消化液体积，单位为毫升（mL ）； m ——试样质量，单位为克（g ）。

4. 不确定度的来源

计算蛋白质含量不确定度的来源及有关量值见下表：

温度： 22℃ 湿度：50%RH

参数 X U （x ） U （x ）/x rep

14.02 0.0071 0.05% ()21v v -

1.86 0.00045 0.60% ()cHCl

0.09986 / 0.8% 100v

100

0.01570 0.01570% 10v （移液管） 10.00 0.0053 0.05% 10v （滴定管 10.00 0.0060 0.06% m

0.5

0.0577

0.00535%

4.1 测量重复性带来的不确定度分量()A u r （含人员、环境、测量方法和仪器重复性等其他分量的贡献），用凯氏定氮法对样品（编号：1036）进行2 次重复测定, 有关数据及结果见表1

表1 食品中蛋白含量两平行样测量原始记录及结果

m/(g) V 1/(ml) V 2/(ml) (V 1-V 2)/(ml) X 1.0580 1.85 0.02 1.83 14.02 1.0977 1.92 0.02 1.90 14.03 平均数 1.0778

/

/

1.86

14.02

==)()(rep u A u s (x i )=21

)()1(1

-=--∑x x n n n i i =0.0071 ()==

-

X

x A u i r )s(0.05%

4.2样品扣除试剂空白后消耗盐酸标准溶液带来的标准不确定度()21v v u -

10ml 滴定管的标准不确定度来源：

① 滴定管的不确定度，允差为± 0.2ml ，按均匀分布换算成标准不确定度：

ml

u 012.03

02

.01==

② 滴定体积的重复性以通过重复性实验考虑过了，包含在()A u r 内 ③ 滴定管和溶液的温度与校正时温度不同引起的体积 不确定度u 2：

本次实验温度为22℃，水的膨胀系数为2.1×10-4

，假设温度变化按均匀分布，换算成标准不确定

度=⨯⨯⨯=

-3

101.286.124

2u 0.00045 ml

222121)()()u u v v u +=

-（=0.012；=--=

-2

12121)

()v v v v u v v u r （0.06%

4.3标定盐酸标准溶液标准带来的标准不确定度()cHCl u

①标定盐酸用基准碳酸钠纯度为100% ± 0.05%，按均匀分布转换成标准偏差： 1u =0.0005/√3 =0.00029

②基准试剂称量的相对不确定度2u ，天平的准确度为σ＝0.01mg ，平均称样量为0.20682g ，采用矩型分布计算标准不确定度：

)(00577.03

01.03

2mg u ==

=

σ

；==

82

.20600577

.02r u 0.003%

③标定时50ml 滴定管引入的相对不确定度分量3u

公差为± 0.04ml ，平均滴定体积为39.06ml ，按矩形分布

ml u 023.03

04

.03==

==

06.39023.03r u 0.6% ④ 滴定管和溶液的温度与校正时温度不同引起的体积 不确定度4u ：

盐酸标定时实验温度为25℃，平均滴定体积为39.06ml ，水的膨胀系数为2.1×10-4

，假设温度变化按均匀分布，换算成标准不确定度

=⨯⨯⨯=-3

10

1.206.3954

4u 0.024ml ；06

.39024.04=r u =0.6%

⑤测量重复性带来的不确定度分量5r u 为0.1%（含人员、环境、测量方法和仪器重复性等其他分量的贡献）

()=++++=2524232221)()()()()(r r r r r r u u u u u cHCl u 0.8%

4.4用10ml 移液管移取样品消化液带来的标准不确定度)10v u （

10ml 移液管公差为± 0.02ml ，按矩形分布。

)l (012.03

02.03

1m u ==

=

σ

温度校正=⨯⨯⨯=-3

101.21024

2

u 0.0045ml

222110)()()u u v u +=（=0.0053；%05.010

0053

.0)10==

v u r （ 4.5用100ml 容量瓶定容带来的标准不确定度)100v u （

100ml 容量瓶公差为± 0.08ml ，按矩形分布。