分光光度法測(cè)定肉制品中亞硝酸鹽的不確定度評(píng)定

王霞，殷超

（新疆維吾爾自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，新疆烏魯木齊830013）

分光光度法測(cè)定肉制品中亞硝酸鹽的不確定度評(píng)定

王霞，殷超

（新疆維吾爾自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，新疆烏魯木齊830013）

通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)不確定度的原理對(duì)肉制品中亞硝酸鹽含量的不確定度進(jìn)行了分析評(píng)定。影響肉制品中亞硝酸鹽不確定度的因素主要有亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液和標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的不確定度。肉制品中亞硝酸鹽測(cè)定的擴(kuò)展不確定度為（39.725±2.938）mg/kg。

亞硝酸鹽；不確定度；分光光度法

Abstract：According to theory of uncertainty，the uncertainty in determining nitrite in meat products was investigated through establishing mathematical models in this paper.The results showed that the factors which influenced the uncertainty were the standard solution of nitrite and its standard curve，it was found that the expanded uncertainty in determination of nitrite in meat products was（39.725±2.938）mg/kg.

Key words：nitrite；uncertainty；spectrophotometry

測(cè)量不確定度是對(duì)測(cè)量結(jié)果可能誤差的度量，也是定量說(shuō)明測(cè)量結(jié)果質(zhì)量好壞的一個(gè)參數(shù)。它是被測(cè)量值在某一量值范圍內(nèi)的一個(gè)評(píng)定，是判定測(cè)量結(jié)果質(zhì)量高低的依據(jù)。當(dāng)報(bào)告測(cè)量結(jié)果時(shí)，必須對(duì)其質(zhì)量作出定量的說(shuō)明，以確定測(cè)量結(jié)果的可信程度。測(cè)量結(jié)果的可用性在很大程度上取決于其不確定度的大小。所以，測(cè)量結(jié)果必須附有不確定度的說(shuō)明才有完整意義。本試驗(yàn)參照GB 5009.33-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》采用第二法分光光度法以肉制品為例，根據(jù)不確定度的原理，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)肉制品中亞硝酸鹽含量的不確定度進(jìn)行了分析評(píng)定，以次確定測(cè)量結(jié)果的可信程度。

1 材料與方法

1.1 試劑

亞鐵氰化鉀（K4Fe（CN）6·3H2O）：天津永晟精細(xì)化工有限公司，分析純。

乙酸鋅（Zn（CH3COO）2·2H2O）：天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司，分析純。

硼酸鈉（Na2B4O7·10H2O）：天津市登科化學(xué)試劑有限公司，分析純。

對(duì)氨基苯磺酸（C6H7NO3S）：天津市盛奧化學(xué)試劑有限公司，分析純。

鹽酸萘乙二胺（C12H14N2·2HCl）：天津市化學(xué)試劑研究所有限公司，分析純。

亞鐵氰化鉀溶液（106 g/L）：稱(chēng)取106.0 g亞鐵氰化鉀（2.1.1），用水溶解，并稀釋至 1 000 mL。

乙酸鋅溶液（220g/L）：稱(chēng)取220.0g乙酸鋅（2.1.2），先加30 mL冰醋酸（9.3）溶解，用水稀釋至1 000 mL。

飽和硼砂溶液（50 g/L）：稱(chēng)取5.0 g硼酸鈉（2.1.3），溶于100 mL熱水中，冷卻后備用。

對(duì)氨基苯磺酸溶液（4 g/L）：稱(chēng)取0.4 g對(duì)氨基苯磺酸（2.1.4），溶于 100 mL 20%（體積分?jǐn)?shù)）鹽酸中，置棕色瓶中混勻，避光保存。

鹽酸萘乙二胺溶液（2 g/L）：稱(chēng)取0.2 g鹽酸萘乙二胺（2.1.5），溶于100 mL水中，混勻后，置棕色瓶中，避光保存。

亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液制備（5.0 μg/mL）：稱(chēng)取0.100 0 g于110℃～120℃干燥恒重的亞硝酸鈉，加水溶解定容至500 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，混勻。臨用前吸取25.00 mL，置于1 000 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度。

1.2 儀器和設(shè)備

電子天平（感量為0.1 g）：奧豪斯儀器（上海）有限公司，（AR4201CN）。

電子天平（感量為0.01 g）：賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司，（BSA2202S）。

電子天平（感量為 0.1 mg）：Mettler Toledo，（New-ClassicMF）。

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（T6新世紀(jì)）：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.3 試樣制備

稱(chēng)取5.0 g（精確至0.01 g）絞碎混勻后的試樣，加12.5 mL飽和硼砂溶液及70℃水300 mL將試樣洗入500 mL容量瓶中，沸水浴加熱15 min，放至室溫后加入5 mL亞鐵氰化鉀、5 mL乙酸鋅溶液沉淀蛋白質(zhì)，加水至刻度，搖勻，靜置30 min，過(guò)濾，濾液備用。

1.4 測(cè)定

吸取40.00mL濾液于50mL比色管中，另吸取0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50 mL 亞 硝 酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液 （相當(dāng)于 0、1、2、3、4、5、7.5、10、12.5 μg亞硝酸鈉）分別置于50 mL比色管中，于標(biāo)準(zhǔn)管和試樣管中分別加入2 mL對(duì)氨基苯磺酸溶液（4 g/L），混勻靜置3 min～5 min，加入1 mL鹽酸萘乙二胺溶液（2 g/L），加水至刻度，混勻靜置15 min，用2 cm比色杯，以零管調(diào)零點(diǎn)，于538 nm處測(cè)吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線比較，同時(shí)做試劑空白。

2 不確定度來(lái)源和數(shù)學(xué)模型

亞硝酸鹽（以亞硝酸鈉計(jì)）含量的計(jì)算公式為：

根據(jù)計(jì)算公式，建立數(shù)學(xué)模型為：

式中：X1為試樣中亞硝酸鈉的質(zhì)量，mg/kg；A1為測(cè)定用樣液中亞硝酸鈉質(zhì)量，μg；m為試樣質(zhì)量，g；V1為測(cè)定用樣液體積，mL；V0為試樣處理液總體積，mL；f為樣品加標(biāo)回收率，%。

從測(cè)量過(guò)程和被測(cè)量的數(shù)學(xué)模型分析，肉制品中亞硝酸鹽含量測(cè)量的不確定度主要來(lái)源于測(cè)定用樣液中亞硝酸鈉的質(zhì)量A1、試樣質(zhì)量m、測(cè)定用樣液體積V1、試樣處理液總體積V0、樣品加標(biāo)回收率f和重復(fù)性試驗(yàn)等因素。

3 測(cè)量不確定度分量及評(píng)定

3.1 測(cè)定用樣液中亞硝酸鈉的質(zhì)量引入的不確定度u（A1）

3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合的不確定度u（A0）

本試驗(yàn)采用濃度為5.0 μg/mL的亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制出相當(dāng)于 1、2、3、4、5、7.5、10、12.5 μg亞硝酸鈉的8個(gè)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液，由于校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度的不確定度小到足夠可以忽略，因此在采用最小二乘法擬合校準(zhǔn)曲線時(shí)，計(jì)算得到的樣液中亞硝酸鹽的質(zhì)量的不確定度僅與吸光度的測(cè)量不確定度有關(guān)，而與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度無(wú)關(guān)，同時(shí)也不考慮八個(gè)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度之間的相關(guān)性。

對(duì)8個(gè)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液各測(cè)量3次，共24次，測(cè)得吸光度（A）見(jiàn)表1。

表1 校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度測(cè)量結(jié)果Table 1 Absorbance Results of calibration standard solution

擬合校準(zhǔn)曲線的方程為：

根據(jù)給出公式，擬合曲線的斜率b和截距a計(jì)算如下：

根據(jù)給出公式，吸光度測(cè)量的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為：

對(duì)測(cè)定用樣液共測(cè)量?jī)纱危磒=2，測(cè)得樣液中亞硝酸鹽含量M=15.89 μg。于是其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.1.2 配制標(biāo)準(zhǔn)溶液產(chǎn)生的不確定度u（A2）

這其中又包括由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的不確定度u1、稱(chēng)量亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)產(chǎn)生的不確定度u2、溶解定容至500 mL容量瓶時(shí)（配制成200 μg/mL亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液）引入的不確定度u3、將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋為5.0μg/mL標(biāo)準(zhǔn)使用液時(shí)引入的不確定度（吸取25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度u4、將其定容至1 000 mL容量瓶引入的不確定度u5。）

3.1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的不確定度u1

亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的純度在99.5%～100.5%之間，按矩形分布處理，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.1.2.2 稱(chēng)量亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)產(chǎn)生的不確定度u2

亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的稱(chēng)樣量為0.100 0 g。萬(wàn)分之一天平檢定書(shū)中給出的質(zhì)量允許誤差為δ=0.1 mg，其置信水平99%，屬正態(tài)分布，包含因子k=3，所以其標(biāo)準(zhǔn)不確定度其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

3.1.2.3 0.100 0 g亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)加水溶解移入500 mL容量瓶時(shí)引入的不確定度u3

此過(guò)程不確定度來(lái)源有容量瓶的校準(zhǔn)、定容和溫度。

500 mL容量瓶檢定證書(shū)給出的允差為±0.5 mL，一般以三角分布估計(jì)，由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

通過(guò)對(duì)500 mL容量瓶反復(fù)充滿10次進(jìn)行稱(chēng)量得到，稱(chēng)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 500 mL容量瓶定容重復(fù)性數(shù)據(jù)Table 2 Datas of Constant Volume Repeatability of 500 mL volumetric flask

可見(jiàn)溶液體積稀釋到500 mL重復(fù)性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為0.30 mL，由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為0.30 mL。

容量瓶校準(zhǔn)溫度一般為20℃，實(shí)驗(yàn)室溫度變動(dòng)范圍為±3℃，溫度變化同時(shí)會(huì)引起溶液體積和容器容積變化，由于液體的體積膨脹系數(shù)2.1×10-4℃-1明顯大于容器容積的膨脹系數(shù)，因此只考慮前者的影響。假定滿足矩形分布，溶液溫度對(duì)體積引入的不確定度為：

將3個(gè)分量合成，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.1.2.4 吸取25.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液（200 μg/mL）引入的不確定度u4

25 mL移液管允差為±0.030 mL，一般以三角分布估計(jì)，由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

一般用移液管移取溶液時(shí)，最大相對(duì)誤差不超過(guò)0.5%，一般以三角分布估計(jì)，由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

移液管校準(zhǔn)溫度一般為20℃，實(shí)驗(yàn)室溫度變動(dòng)范圍為±3℃，溫度變化同時(shí)會(huì)引起溶液體積和容器容積變化，由于液體的體積膨脹系數(shù)2.1×10-4℃-1明顯大于容器容積的膨脹系數(shù)，因此只考慮前者的影響。假定滿足矩形分布，溶液溫度對(duì)體積引入的不確定度為：

25.00mL移液管引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

1 000 mL容量瓶（B級(jí)）允差±0.80 mL，按均勻分布計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

通過(guò)對(duì)1 000 mL容量瓶反復(fù)充滿10次進(jìn)行稱(chēng)量得到，稱(chēng)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

其試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為0.48 mL，由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為0.48 mL

溫度影響引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

表3 1 000 mL容量瓶定容重復(fù)性數(shù)據(jù)Table 3 Datas of Constant Volume Repeatability of 1 000 mL volumetric flask

將以上各分量合成，得到：

測(cè)定用樣液中亞硝酸鈉的質(zhì)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.2 試樣質(zhì)量引入的不確定度u（m）

電子分析天平量程0～2 200 g，分度值為0.01 g。由于電子分析天平檢定證書(shū)上給出的是準(zhǔn)確度級(jí)別，最大允許差±0.01 g，假設(shè)線形分量為矩形分布，換算成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，肉制品的稱(chēng)樣量為5.00 g，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.3 測(cè)定用樣液體積引入的不確定度u（V1）

3.3.1 移液管校準(zhǔn)引入的不確定度

50 mL移液管檢定證書(shū)給出的允差為±0.1 mL，一般以三角分布估計(jì)，由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

3.3.2 讀數(shù)引入的不確定度

一般用移液管移取溶液時(shí)，最大相對(duì)誤差不超過(guò)0.5%，一般以三角分布估計(jì)，由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

3.3.3 溶液溫度引入的不確定度

移液管校準(zhǔn)溫度一般為20℃，實(shí)驗(yàn)室溫度變動(dòng)范圍為±3℃，溫度變化同時(shí)會(huì)引起溶液體積和容器容積變化，由于液體的體積膨脹系數(shù)2.1×10-4℃-1明顯大于容器容積的膨脹系數(shù)，因此只考慮前者的影響。假定滿足矩形分布，溶液溫度對(duì)體積引入的不確定度為：

將3個(gè)分量合成，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

轉(zhuǎn)化為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.4 試樣處理液總體積引入的不確定度u（V0）

試樣處理液總體積V0不確定度評(píng)定同四中（2）②，urel（V0）=0.8×10-3

3.5 樣品加標(biāo)回收率引入的不確定度u（f）

對(duì)空白樣品進(jìn)行6次加標(biāo)回收試驗(yàn)，回收率分別為 97.6%、93.5%、96.9%、100.2%、95.3%、96.1%，平均回收率為96.6%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.26%，由回收率引入的相對(duì)不確定度為：urel（f）=0.022 6

3.6 重復(fù)性試驗(yàn)引入的不確定度u（X）

對(duì)肉制品中的亞硝酸鹽分別進(jìn)行了7次獨(dú)立測(cè)定，所得質(zhì)量濃度分別為 39.580、40.183、39.965、40.623、39.732、38.986、39.009 mg/kg，亞硝酸鹽含量的平均值為 39.725 mg/kg，n=7。

單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

平均值的不確定度為：

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

肉制品中亞硝酸鹽含量：

5 結(jié)果與分析

在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，不確定度主要來(lái)源于測(cè)定用樣液中亞硝酸鈉質(zhì)量的不確定度質(zhì)量A1和樣品加標(biāo)回收率引入的不確定度因子f，而試樣質(zhì)量m、測(cè)定用樣液體積V1、試樣處理液總體積V0和重復(fù)性試驗(yàn)等因素影響較小。

6 結(jié)論

亞硝酸鹽可用于食品防腐、護(hù)色，在肉制品中使用，可同時(shí)抑制肉毒桿菌的生長(zhǎng)。如誤服，大量硝酸鹽進(jìn)入人體后會(huì)引起食物中毒，可使血液失去攜氧功能，導(dǎo)致人體缺氧窒息。由此可見(jiàn)，對(duì)于肉制品中亞硝酸鹽測(cè)定的不確定度評(píng)定顯得尤為重要。本次不確定度評(píng)定得出：肉制品中亞硝酸鹽含量為X=39.725 mg/kg，擴(kuò)展不確定度為U（x）=2.938 mg/kg，包含因子k=2。其中，樣液中亞硝酸鈉質(zhì)量和樣品加標(biāo)回收率引入的不確定度影響較大，檢測(cè)過(guò)程中要重點(diǎn)關(guān)注。

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[4]中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì).測(cè)量不確定度要求的實(shí)施指南:CNAS-GL05[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011:1-6

[5]倪育才.實(shí)用測(cè)量不確定度評(píng)定(第4版)[M].北京:中國(guó)質(zhì)檢出版社,2014:42-90

[6]中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì).化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南:CNAS-GL06[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006:7-38

Evaluation of the Uncertainty in Spectrophotometric Determination of Nitrite in Meat Products

WANG Xia，YIN Chao
（Xinjiang Uygur Autonomous Region Product Quality Supervision and Inspection Institute，Urumqi 830013，Xinjiang，China）

2017-02-07

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.20.035

王霞（1983—），女（漢），工程師，碩士研究生，主要從事食品質(zhì)量檢驗(yàn)與開(kāi)發(fā)研究。