電位滴定法測定巴氏殺菌乳中酸度的不確定度評(píng)估

□ 王文敏 劉立萍 羅 丹 廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院

牛奶總酸度包括固有酸度和真實(shí)酸度。固有酸度是指剛擠出來的新鮮牛乳本身具有的酸度，主要來源于鮮牛乳中酪蛋白、白蛋白、檸檬酸鹽及磷酸鹽等酸性成分；真實(shí)酸度又叫發(fā)酵酸度，指牛乳放置過程中在乳酸菌作用下，因乳糖發(fā)酵產(chǎn)生乳酸而升高的酸度。牛奶的總酸度包括未離解的酸的濃度和已離解的酸的濃度，其大小可借堿滴定來測定[1]。酸度測定是乳品合格與否的一項(xiàng)重要指標(biāo)。牛奶是人們攝入優(yōu)質(zhì)蛋白的主要來源，常用牛奶酸度反映牛奶新鮮程度。《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 巴氏殺菌乳》（GB 19645—2010）規(guī)定牛奶酸度為12～180T，一般市售牛奶的滅菌方式分為巴氏殺菌和超高溫瞬時(shí)滅菌兩種[2]。巴氏殺菌的牛奶一般包裝較簡易，保質(zhì)期較短，需要冷藏保存，但營養(yǎng)損失少，開啟后酸敗速度較快。瞬時(shí)超高溫滅菌的牛奶一般保質(zhì)期長（可長達(dá)一年），可常溫儲(chǔ)存，牛奶中營養(yǎng)物質(zhì)有一點(diǎn)的損失，開啟后酸敗速度較慢。

本文選擇營養(yǎng)較為豐富，保質(zhì)期較短的巴氏殺菌乳作為檢測對(duì)象，按照國家標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品酸度的測定》（GB 5009.239—2016）的第3法（電位滴定儀法）進(jìn)行測定，依據(jù)《測量不確定度評(píng)定與表示》（JJF 1059.1—2012）和《化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南》[3—4]對(duì)影響巴氏殺菌乳酸度測定結(jié)果的不確定度分量進(jìn)行分析，通過計(jì)算得出其擴(kuò)展不確定度，為日后對(duì)酸度的測量不確定度進(jìn)行評(píng)定提供參考，以保證電位滴定法測定酸度的準(zhǔn)確度。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

813型自動(dòng)電位滴定儀（瑞士萬通公司）；DT—1002 A型分 析 天 平（常熟金羊砝碼儀器有限公司）；150 mL燒杯；NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（0.1 mol/L）。

1.2 測定方法

稱取10 g試樣，置于150 mL燒杯中，加20 mL新煮沸冷卻至室溫的水，混勻，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.1 mol/L）電位滴定至PH終點(diǎn)為8.3。滴定過程中，向錐形瓶中吹氮?dú)猓乐谷芤何湛諝庵械亩趸肌Ｓ涗浵牡臍溲趸c標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積（V1）。用相應(yīng)體積的蒸餾水做空白實(shí)驗(yàn)，讀取耗用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（V0）。

1.3 數(shù)學(xué)模型

試樣中酸度的含量按式（1）計(jì)算

式中:X—試樣的酸度，0T；c—?dú)溲趸c標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度，mol/L；V—滴定時(shí)所消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；V0—空白實(shí)驗(yàn)所消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；100—100 g試樣；m—試樣的質(zhì)量，g；0.1—酸度理論定義氫氧化鈉的摩爾濃度，mol/L。

2 結(jié)果與分析

2.1 不確定度來源

圖1 不確定度來源

2.2 測量不確定度分量評(píng)估

2.2.1 酸度測量結(jié)果重復(fù)性引入的不確定度分量

測量的重復(fù)性以標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，按貝塞爾公式計(jì)算：

計(jì)算結(jié)果以重復(fù)性條件下獲得的2次獨(dú)立測定結(jié)果的算術(shù)平均值表示，計(jì)n=2，利用預(yù)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)偏差，計(jì)算本次測量平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

2.2.2 系統(tǒng)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度

2.2.2.1 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液所引入的不確定度

由證書查詢，0.1 mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.2%，置信概率P=95%。則相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（c）=0.2%/1.96=0.102 0%。

2.2.2.2 天平稱取試樣引入的不確定度

期待治療指:不作任何處理,只是給予密切監(jiān)測與隨訪,待疾病自愈的治療方式[2]。異位妊娠患者由于胚胎著床部位不對(duì),孕初期胚胎極易因供血營養(yǎng)不佳而死亡,而后自行吸收消失。對(duì)于缺乏臨床癥狀或癥狀較輕、包塊直徑小、腹腔出血少、血清人絨毛膜促性腺激素檢測值小于1500 m U/m L的異位妊娠患者而言,期待治療方法可獲得一定的療效。與手術(shù)或藥物治療方法相比,期待治療有效防止了因手術(shù)操作、麻醉等因素而引發(fā)的一系列并發(fā)癥以及藥物不良反應(yīng),治療費(fèi)用方面也大大減少了。但是,不可不提的是,期待治療存在一定的風(fēng)險(xiǎn),治療前要嚴(yán)格掌握適應(yīng)證,以免導(dǎo)致患者病情惡化而增加治療難度。

由證書查詢，ML204電子天平的允許誤差為±0.5 mg，服從均勻分布,包括因子稱量的時(shí)候分為2次，一次空盤，一次盤加試樣，則稱量試樣時(shí)產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

本次測量的樣品質(zhì)量平均值為m=10.136 4 g，重復(fù)性測量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.2.2.3 測定過程引入的不確定度

試樣滴定消耗氫氧化鈉標(biāo)液體積的不確定度u（V），包括溶液溫度與校正溫度不同引起的不確定度。檢測溫度為（20±5）℃，在20 ℃時(shí)水膨脹系數(shù)為2.1×10—4/℃，滴定儀使用溫度和校正計(jì)量溫度差為5 ℃，設(shè)為正態(tài)分布，置信度為95%。

本次測量平均消耗氫氧化鈉溶液體積V1為1.53 mL，由滴定體積引入的不確定度u（V1）為：

空白試驗(yàn)，由滴定體積引入的不確定度u（V0）為：

以上兩項(xiàng)合成不確定度為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.2.2.4 自動(dòng)電位滴定儀引入的不確定度

采用813型全自動(dòng)電位滴定儀測定，其pH示值誤差為±0.02，按照均勻分布，取則所得示值誤差的不確定度為：

滴定要求終點(diǎn)為pH=8.3，則示值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.3 不確定度分量統(tǒng)計(jì)圖

如圖2所示，不確定度的來源由大到小依次為：重復(fù)測試引入的不確定度u（rep）＞滴定裝置引入的不確定度u（V+）＞標(biāo)液濃度引入的不確定度u（c）＞測定過程引入的不確定度u（V）＞天平稱取試樣引入的不確定度u（m）。

圖2 不確定度分量統(tǒng)計(jì)圖

2.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.4.1 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u

2.4.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.4.3 擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度為：

3 巴氏殺菌乳酸度的擴(kuò)展不確定度及測定結(jié)果的表示

在95%的置信水平下，取k=2，則牛奶中的酸度的擴(kuò)展不確定度為：U=0.20T，本次牛奶中的酸度的測定結(jié)果可表示為（14.9±0.2）0T（k=2）。

4 結(jié)論

本文采用電位滴定法測定巴氏殺菌乳中的酸度。牛奶樣品中酸度測量值為14.90T時(shí)，其擴(kuò)展不確定度為0.20T（k=2）。通過評(píng)定巴氏殺菌乳中的酸度的不確定，分析對(duì)比不確定度分量結(jié)果可知，各測量不確定度分量中以重復(fù)測試引入的不確定度分量影響最大，即來自A類的不確定度影響貢獻(xiàn)最大。其次為自動(dòng)電位滴定儀終點(diǎn)識(shí)別的誤差和標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，而由天平稱取試樣引入的不確定度影響最小。因此，為提高電位滴定法測定巴氏殺菌乳中的酸度時(shí)的準(zhǔn)確度，檢測員在實(shí)驗(yàn)操作過程中應(yīng)：①嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)或檢驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行操作；②定期對(duì)電位滴定儀進(jìn)行檢定和期間核查；③定期對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行重標(biāo)定，保證標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的準(zhǔn)確性。