电位滴定法测定酱中氨基酸态氮含量的不确定度评定

何宇芬，邱佩丽，张冬妮，曾 游，张 豪

（广州市食品检验所，广东广州 511400）

在食品检测中，为了能够更加客观地判断食品测定结果的准确性，需要引入测量不确定度[1]。氨基酸态氮亦称氨基氮，是酿造酱中的重要组成成分，是酿造酱调味品鲜味的主要来源，是由制造酱的原料（大豆和或脱脂大豆）中的蛋白质水解产生的，是展示酱质量的重要理化指标之一。酿造酱中氨基酸态氮的含量高低可直接影响酱味感和质量，该指标越高，说明酱中的氨基酸含量越高，鲜味越好。

本研究依据JJF 1059.1—2012[2]的要求，参照GB 5009.235—2016[3]中第一法对全自动电位滴定测定酱中氨基酸态氮的含量进行了不确定度评定与分析。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

甲醛（分析纯，广州化学试剂厂）；实验室用水为二级水。

氢氧化钠标准溶液GBW（E）081126，来自深圳市博林达科技有限公司证书上标示其生产批号为20170727A，在20 ℃时，浓度为0.100 1 mol/L，扩展不确定度为0.2%，置信概率P=95%。

1.2 仪器与设备

809 Titrando自动电位滴定仪（瑞士万通公司）；AB204-S电子天平（瑞士METTLER TOLEDO公司）；A级10 mL单标线吸量管（天津玻璃厂）；A级100 mL单标线容量瓶（天津玻璃厂）。

1.3 试验方法

按照GB 5009.235—2016第一法（酸度计法），将样品搅拌均匀后，放入研钵中，在10 min内迅速研磨至无肉眼可见颗粒，装入磨口瓶中备用。用已知重量的称量瓶称取搅拌均匀的样品5.0 g，用50 mL 80 ℃左右的水分数次洗入100 mL烧杯中，冷却后，转入100 mL容量瓶中，用少量水分次洗涤烧杯，洗液并入容量瓶中，并加水至刻度，混匀后过滤。

吸取滤液10.0 mL，置于200 mL烧杯中，加60 mL水，开动磁力搅拌器，用氢氧化钠标准溶液[c（NaOH）=0.100 0 mol/L]滴定至酸度计指pH为8.2，记下消耗氢氧化钠标准滴定溶液的毫升数，计算总酸含量。加入10.0 mL甲醛溶液，混匀。再用氢氧化钠标准滴定溶液继续滴定至pH为9.2，记下消耗氢氧化钠标准滴定溶液的毫升数。

1.4 环境条件

环境温度控制在20 ℃±3 ℃，相对湿度控制在50%～70%。

1.5 计算公式

根据国标GB 5009.235—2016，试样中氨基酸态氮的含量可通过式（1）进行计算：

式中：X-试样中氨基酸态氮的含量，g/100 g；V1-待测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-试剂空白实验中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1.00 mL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。

2 结果与分析

2.1 不确定度来源分析

由分析测试过程和计算公式[4]，可以确定酱中氨基酸态氮测定相应的不确定度主要来源如表1所示，其中1是用于重复性测试所导致，来源单一，测定重复性标准偏差，采用A类方法评定。除此之外，由系统效应导致的不确定度，包括2～6，采用B类方法评定。

表1 酱中氨基酸态氮测量不确定度的来源

2.2 数学模型

试样中氨基酸态氮含量数学模型的函数关系表达式为：

2.3 不确定度的评定

2.3.1 样品重复性测定引入的相对不确定度urel（1）

本次试验共对试样酱中氨基酸态氮含量进行了11次测定分析，测量结果见表2。

表2 酱试样中氨基酸态氮的重复性测量结果（n=11）

测定次数n=11，则样品单次测定的标准偏差为：

鉴于本实验室平时的测量结果均是采用2次（m=2）重复测量的平均值，则样品重复测定相对不确定度为：

2.3.2 标准滴定液浓度引入的相对不确定度urel（2）

氢氧化钠标准溶液为深圳市博林达科技有限公司提供的，证号为GBW（E）081126生产批号为20170727A。经查标准证书，在20 ℃时，氢氧化钠标准溶液的浓度为0.100 1 mol/L，扩展不确定度U为0.2%，置信概率P=95%（注：k95=1.96）。

则标准滴定溶液不确定度为：

2.3.3 样品滴定体积引入的相对不确定度ur（el3）

本试验采用全自动电位滴定仪对氨基酸态氮进行滴定分析，故样品消耗氢氧化钠溶液的滴定体积引入的相对不确定度主要是由电位滴定仪电位误差引入的相对不确定度[5]。经广州计量检测技术研究院检定证书得知，该瑞士万通809 Titrando自动电位滴定仪电计引用误差的扩展不确定度Ur=0.02%，k=2，则

由于滴定时，需对样品进行空白滴定试验，每一次滴定均为独立，故：

2.3.4 氮摩尔质量引入的相对不确定度ur（el4）

从IUPAC的原子量表中查得氮（N）的原子量和不确定度，每一种元素的标准不确定度是将IUPAC所列不确定度作为矩形分布的极差计算得到的。因此相应的标准不确定等于查得数值除以，结果见表3。

则氮的摩尔质量引入的不确定度为：

2.3.5 样品体积引入的相对不确定度urel（5）

样品体积的不确定度主要是由量器引起的，用100 mL容量瓶定容后，用10 mL单标移液管准确吸取10 mL样液进行测定。样品制备过程中使用到的100 mL容量瓶、10 mL单标移液管均为A级标准。

（1）各量器的相对不确定度urel容/单标计算。量器的不确定度来源一般包括校准体积不确定度（检定证书），定容体积重复性产生的偏差，容量允差和温度效应等。通过查阅资料，结合经验判断，假定符合均匀分布。其中，R和P分别为《常用玻璃量器检定规程》（JJG 196—2006）[6]标准中列出的最大允许偏差和重复性偏差；U和k是检定证书提供的扩展不确定度和包含因子。

表4 100 mL容量瓶的相对不确定度

表5 10 mL单标移液管的相对不确定度

（2）样品体积引入的相对不确定度计算。将100 mL容量瓶和10 mL单标移液管的相对不确定度进行合成，即：

2.3.6 样品称样量引入的相对不确定度ur（el6）

根据电子天平检定证书可知，本次试验所用电子天平的最大称量示值误差的测量结果扩展不确定度U为0.5 mg，k=2，则

本次试验样品的平均称样量为5.082 7 g，故：

2.4 合成标准不确定度uc（X）

试样中氨基酸态氮含量测定中各分量引起的相对不确定度结果见表6。

表6 各分量的相对不确定度

合成相对不确定度uc,rel（X）为：

合成标准不确定度uc（X）为：

2.5 扩展不确定度U

扩展不确定度可由合成标准不确定度乘以包含因子k，在95%置信水平下，包含因子k＝2，则扩展不确定度U为：

2.6 测量结果报告及表述

酱试样中氨基酸态氮含量为（0.46±0.01）g/100 g，k=2。

3 结论与讨论

依据《食品安全国家标准 食品中氨基酸态氮的测定》（GB 5009.235—2016），采用电位滴定，用氢氧化钠标准溶液滴定酱中的氨基酸态氮时，其不确定度来源于氢氧化钠标准液浓度、电位滴定仪、N的摩尔质量、样品稀释体积、样品称样量和样品重复性测定。由上述各分量的不确定计算可知，N的摩尔质量、样品称样量引入的不确定度较小，对结果无显著影响，可以忽略不计。其测量不确定度主要来源于样品重复性测定、样品稀释体积。因此，检验中应加强样品稀释制备监控，样品检测精密度监控是准确测量酱中氨基酸态氮的关键。