分光光度法測定肉制品中亞硝酸鹽的不確定度評定

王霞，殷超

（新疆維吾爾自治區產品質量監督檢驗研究院，新疆烏魯木齊830013）

分光光度法測定肉制品中亞硝酸鹽的不確定度評定

王霞，殷超

（新疆維吾爾自治區產品質量監督檢驗研究院，新疆烏魯木齊830013）

通過建立數學模型，根據不確定度的原理對肉制品中亞硝酸鹽含量的不確定度進行了分析評定。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準溶液和標準曲線引入的不確定度。肉制品中亞硝酸鹽測定的擴展不確定度為（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

測量不確定度是對測量結果可能誤差的度量，也是定量說明測量結果質量好壞的一個參數。它是被測量值在某一量值范圍內的一個評定，是判定測量結果質量高低的依據。當報告測量結果時，必須對其質量作出定量的說明，以確定測量結果的可信程度。測量結果的可用性在很大程度上取決于其不確定度的大小。所以，測量結果必須附有不確定度的說明才有完整意義。本試驗參照GB 5009.33-2010《食品安全國家標準 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》采用第二法分光光度法以肉制品為例，根據不確定度的原理，通過建立數學模型，對肉制品中亞硝酸鹽含量的不確定度進行了分析評定，以次確定測量結果的可信程度。

1 材料與方法

1.1 試劑

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

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

硼酸鈉（Na2B4O7·10H2O）：天津市登科化學試劑有限公司，分析純。

對氨基苯磺酸（C6H7NO3S）：天津市盛奧化學試劑有限公司，分析純。

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

亞鐵氰化鉀溶液（106 g/L）：稱取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）：稱取5.0 g硼酸鈉（2.1.3），溶于100 mL熱水中，冷卻后備用。

對氨基苯磺酸溶液（4 g/L）：稱取0.4 g對氨基苯磺酸（2.1.4），溶于 100 mL 20%（體積分數）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。

亞硝酸鈉標準溶液制備（5.0 μg/mL）：稱取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）。

紫外可見分光光度計（T6新世紀）：北京普析通用儀器有限責任公司。

1.3 試樣制備

稱取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，加水至刻度，搖勻，靜置30 min，過濾，濾液備用。

1.4 測定

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 酸鈉標準溶液 （相當于 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，于標準管和試樣管中分別加入2 mL對氨基苯磺酸溶液（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，以零管調零點，于538 nm處測吸光度，繪制標準曲線比較，同時做試劑空白。

2 不確定度來源和數學模型

亞硝酸鹽（以亞硝酸鈉計）含量的計算公式為：

根據計算公式，建立數學模型為：

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

從測量過程和被測量的數學模型分析，肉制品中亞硝酸鹽含量測量的不確定度主要來源于測定用樣液中亞硝酸鈉的質量A1、試樣質量m、測定用樣液體積V1、試樣處理液總體積V0、樣品加標回收率f和重復性試驗等因素。

3 測量不確定度分量及評定

3.1 測定用樣液中亞硝酸鈉的質量引入的不確定度u（A1）

3.1.1 標準曲線擬合的不確定度u（A0）

本試驗采用濃度為5.0 μg/mL的亞硝酸鈉標準溶液，配制出相當于 1、2、3、4、5、7.5、10、12.5 μg亞硝酸鈉的8個校準標準溶液，由于校準標準溶液質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曲線時，計算得到的樣液中亞硝酸鹽的質量的不確定度僅與吸光度的測量不確定度有關，而與校準標準溶液的不確定度無關，同時也不考慮八個校準標準溶液質量濃度之間的相關性。

對8個校準標準溶液各測量3次，共24次，測得吸光度（A）見表1。

表1 校準標準溶液的吸光度測量結果Table 1 Absorbance Results of calibration standard solution

擬合校準曲線的方程為：

根據給出公式，擬合曲線的斜率b和截距a計算如下：

根據給出公式，吸光度測量的試驗標準差為：

對測定用樣液共測量兩次，即p=2，測得樣液中亞硝酸鹽含量M=15.89 μg。于是其標準不確定度為：

3.1.2 配制標準溶液產生的不確定度u（A2）

這其中又包括由標準物質純度引入的不確定度u1、稱量亞硝酸鈉標準物質產生的不確定度u2、溶解定容至500 mL容量瓶時（配制成200 μg/mL亞硝酸鈉標準溶液）引入的不確定度u3、將標準溶液稀釋為5.0μg/mL標準使用液時引入的不確定度（吸取25.00mL標準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 標準物質純度引入的不確定度u1

亞硝酸鈉標準物質的純度在99.5%～100.5%之間，按矩形分布處理，其相對標準不確定度為：

3.1.2.2 稱量亞硝酸鈉標準物質產生的不確定度u2

亞硝酸鈉標準物質的稱樣量為0.100 0 g。萬分之一天平檢定書中給出的質量允許誤差為δ=0.1 mg，其置信水平99%，屬正態分布，包含因子k=3，所以其標準不確定度其相對標準不確定度為

3.1.2.3 0.100 0 g亞硝酸鈉標準物質加水溶解移入500 mL容量瓶時引入的不確定度u3

此過程不確定度來源有容量瓶的校準、定容和溫度。

500 mL容量瓶檢定證書給出的允差為±0.5 mL，一般以三角分布估計，由此引入的標準不確定度分量為：

通過對500 mL容量瓶反復充滿10次進行稱量得到，稱量數據見表2。

表2 500 mL容量瓶定容重復性數據Table 2 Datas of Constant Volume Repeatability of 500 mL volumetric flask

可見溶液體積稀釋到500 mL重復性試驗標準差為0.30 mL，由此引入的標準不確定度分量為0.30 mL。

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

將3個分量合成，則標準不確定度為：

3.1.2.4 吸取25.00 mL標準溶液（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，由此引入的標準不確定度分量為：

一般用移液管移取溶液時，最大相對誤差不超過0.5%，一般以三角分布估計，由此引入的標準不確定度分量為：

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

25.00mL移液管引入的相對標準不確定度為：

1 000 mL容量瓶（B級）允差±0.80 mL，按均勻分布計算，標準不確定度為

通過對1 000 mL容量瓶反復充滿10次進行稱量得到，稱量數據見表3。

其試驗標準差為0.48 mL，由此引入的標準不確定度分量為0.48 mL

溫度影響引入的標準不確定度為：

相對標準不確定度為：

表3 1 000 mL容量瓶定容重復性數據Table 3 Datas of Constant Volume Repeatability of 1 000 mL volumetric flask

將以上各分量合成，得到：

測定用樣液中亞硝酸鈉的質量引入的相對標準不確定度為：

3.2 試樣質量引入的不確定度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上給出的是準確度級別，最大允許差±0.01 g，假設線形分量為矩形分布，換算成標準不確定度分量，肉制品的稱樣量為5.00 g，相對標準不確定度為：

3.3 測定用樣液體積引入的不確定度u（V1）

3.3.1 移液管校準引入的不確定度

50 mL移液管檢定證書給出的允差為±0.1 mL，一般以三角分布估計，由此引入的標準不確定度分量為：

3.3.2 讀數引入的不確定度

一般用移液管移取溶液時，最大相對誤差不超過0.5%，一般以三角分布估計，由此引入的標準不確定度分量為：

3.3.3 溶液溫度引入的不確定度

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

將3個分量合成，則標準不確定度為：

轉化為相對標準不確定度：

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不確定度評定同四中（2）②，urel（V0）=0.8×10-3

3.5 樣品加標回收率引入的不確定度u（f）

對空白樣品進行6次加標回收試驗，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%，相對標準偏差為2.26%，由回收率引入的相對不確定度為：urel（f）=0.022 6

3.6 重復性試驗引入的不確定度u（X）

對肉制品中的亞硝酸鹽分別進行了7次獨立測定，所得質量濃度分別為 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。

單次測量的標準不確定度為：

平均值的不確定度為：

4 合成標準不確定度

肉制品中亞硝酸鹽含量：

5 結果與分析

在整個測試過程中，不確定度主要來源于測定用樣液中亞硝酸鈉質量的不確定度質量A1和樣品加標回收率引入的不確定度因子f，而試樣質量m、測定用樣液體積V1、試樣處理液總體積V0和重復性試驗等因素影響較小。

6 結論

亞硝酸鹽可用于食品防腐、護色，在肉制品中使用，可同時抑制肉毒桿菌的生長。如誤服，大量硝酸鹽進入人體后會引起食物中毒，可使血液失去攜氧功能，導致人體缺氧窒息。由此可見，對于肉制品中亞硝酸鹽測定的不確定度評定顯得尤為重要。本次不確定度評定得出：肉制品中亞硝酸鹽含量為X=39.725 mg/kg，擴展不確定度為U（x）=2.938 mg/kg，包含因子k=2。其中，樣液中亞硝酸鈉質量和樣品加標回收率引入的不確定度影響較大，檢測過程中要重點關注。

[1]陳亞波,王光培.食品中亞硝酸鹽含量的不確定度評定[J].計量與測試技術,2009,36(5):75-78

[2]杜書利,張志清,謝軍燕.JJG 196-2006常用玻璃量具鑒定規程[S].北京:中國計量出版社,2007:1-8

[3]中國合格評定國家認可委員會.測量不確定度的要求:CNASCL07:2011[S].北京:中國標準出版社,2011:1-6

[4]中國合格評定國家認可委員會.測量不確定度要求的實施指南:CNAS-GL05[S].北京:中國標準出版社,2011:1-6

[5]倪育才.實用測量不確定度評定(第4版)[M].北京:中國質檢出版社,2014:42-90

[6]中國合格評定國家認可委員會.化學分析中不確定度的評估指南:CNAS-GL06[S].北京:中國標準出版社,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，主要從事食品質量檢驗與開發研究。