凯氏定氮法测定酱油中全氮含量的不确定度评定

      酱油是我们日常生活中*的调味品之一,是我国传统的酿造食品,以大豆为主要原料,进行微生物发酵,将蛋白质分解为肽、胨及氨基酸,使产品具有鲜味,且具有丰富的营养。全氮指标是衡量酿造酱油产品质量好坏的重要指标之一,所以对产品检验结果的准确性应严格把握。国家标准检测方法《GB1818622000 酿造酱油》中采用凯氏定氮法测定酱油中全氮的含量http://www.dsddy.cn/ ,其测量不确定度来源于样品移取、消化、蒸馏、稀释标准溶液及滴定等过程。通过对各个不确定度分量的计算合成,找出影响测量不确定度的因素,并对各个不确定度分量进行评估,zui终给出样品中全氮含量的标准不确定度及扩展不确定度。

1.1 　方法依据及原理

按《GB18186-2000 酿造酱油》6. 3 规定的方法进行。酱油与硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋白质分解的氨与硫酸结合成硫酸铵,然后加碱蒸馏使氨游离,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,即为蛋白质的含量。

1. 2 　实验条件及操作简述

实验室温度在（20 ±5） ℃,样品混匀后, 取2.00 mL酱油消化, 消化*后, 加碱蒸馏, 用2. 00 mL硼酸溶液接收,用0. 1012 moL/ L 盐酸标准溶液滴定馏出液至紫红色为终点,记录消耗盐酸标准溶液的体积V 为10. 20 ,10. 00 ,10. 10 ,10. 00 ,10. 10 ,10. 20 mL ,同时作空白试验V0 为0. 30 mL 。

1.3 　评定依据

JJ F1059-1999 测量不确定度评定与表示。

根据公式: X =

其中:

X 　样品中蛋白质的含量,g/ L ;

V 　样品消耗盐酸标准溶液的体积,mL ;

V0 　试剂空白消耗盐酸标准溶液的体积,

mL ;

CHCL 　盐酸标准溶液的浓度,moL/ L ;

V2 　用2. 00 mL 移液管移取样品消化液的体积,mL ;

0. 014 　1moL/ L 盐酸标准溶液1mL 相当于氮的克数;

数学模型可以简化为: X =

由此可以看出:对测量结果不确定度有影响的因素主要是取样量、消耗盐酸标准溶液的体积数及盐酸标准溶液的浓度。从数学模型可以看出,各影响参数相互独立,各参数的不确定度直接对检测结果不确定度产生影响,合成标准不确定度可用相对标准不确定度进行合成, 按照JJ F1059-1999 中6. 7 ,合成标准不确定度u （C） 进一步演化为对X 的相对合成标准不确定度的估算为：

 

其中: uc （ X） 　X 的合成标准不确定度,g/ L ;

u（ rep） 　重复实验的标准不确定度;

u（V - V 0 ） 　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,mL ;

u（ CHCl ） 　盐酸标准溶液浓度的标准不确定度,moL/ L ;

u（V 1 ） 　用2. 00 mL 移液管移取样品消化液带来的标准不确定度,mL 。

从分析过程和数学模型分析,全氮测定不确定度的来源主要是样品取样、消化、蒸馏、滴定、标准溶液消耗体积及重复检测所带来的不确定因素,还有实验室环境条件变化带来的不确定度,综合归纳见图1 。

 

4.1 　样品复测带来的不确定度,属A 类标准不确定度

重复6 次测定蛋白质含量所引起的不确定度,主要考虑A 类不确定度。

 

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u（V - V0 ） 的量化

10 mL 滴定管的标准不确定度来源: ①滴定管的不确定度,按检定证书给定为±0. 02 mL ,按照均匀分布换算成标准不确定度u1 。②滴定体积的重复性,已通过重复性实验考虑过了,包含在u（A） 内。③滴定管和溶液的温度与校正时的温度不同引起的体积不确定度,本次实验温度为25 ℃,水的体积膨胀系数为2. 1 ×10 - 4 / ℃,假设温度变化是按照均匀分布,换算成标准不确定度u2 ,二种分量合成得到体积的标准不确定度u （V- V0 ） 。

10 mL 滴定管校准:

温度校正：

 

 

4. 3 　盐酸标准溶液标准带来的标准不确定度u（CHCL ）

盐酸标准溶液标定按《GB/ T 601-2002 化学试剂标准滴定溶液的制备》规定:称取0. 2000 g基准无水碳酸钠试剂,加水50 mL ,加入指示剂,用HCL 标准溶液滴定至由绿色变为暗红色为终点,消耗HCL 溶液体积数V3 为37. 35 mL ,同时做空白试验,消耗HCL 溶液体积V4 为0. 05 mL ,计算公式为: 。

式中:

m 　无水碳酸钠的质量的准确数值,单位为克（g） ;

V3 　盐酸溶液的体积的数值,单位为毫升（mL） ;

V4 　空白试验盐酸溶液的体积的数值,单位为毫升（mL） ;

M 　无水碳酸钠的摩尔质量的数值,单位为克每摩尔（g/ moL） [M（1/ 2Na2 CO3 ） = 52. 994 ] 。

4. 3. 1 　标定HCL 标准溶液引入的不确定度

用电子天平称量基准无水碳酸钠,天平精度为0. 1 mg ,被视为矩形分布, k =  ,换算为标准不确定度为: u（ m） =0. 1/ = 0. 058 mg。

相对标准不确定度为: