電位滴定法測定醬中氨基酸態氮含量的不確定度評定

何宇芬，邱佩麗，張冬妮，曾 游，張 豪

（廣州市食品檢驗所，廣東廣州 511400）

在食品檢測中，為了能夠更加客觀地判斷食品測定結果的準確性，需要引入測量不確定度[1]。氨基酸態氮亦稱氨基氮，是釀造醬中的重要組成成分，是釀造醬調味品鮮味的主要來源，是由制造醬的原料（大豆和或脫脂大豆）中的蛋白質水解產生的，是展示醬質量的重要理化指標之一。釀造醬中氨基酸態氮的含量高低可直接影響醬味感和質量，該指標越高，說明醬中的氨基酸含量越高，鮮味越好。

本研究依據JJF 1059.1—2012[2]的要求，參照GB 5009.235—2016[3]中第一法對全自動電位滴定測定醬中氨基酸態氮的含量進行了不確定度評定與分析。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

甲醛（分析純，廣州化學試劑廠）；實驗室用水為二級水。

氫氧化鈉標準溶液GBW（E）081126，來自深圳市博林達科技有限公司證書上標示其生產批號為20170727A，在20 ℃時，濃度為0.100 1 mol/L，擴展不確定度為0.2%，置信概率P=95%。

1.2 儀器與設備

809 Titrando自動電位滴定儀（瑞士萬通公司）；AB204-S電子天平（瑞士METTLER TOLEDO公司）；A級10 mL單標線吸量管（天津玻璃廠）；A級100 mL單標線容量瓶（天津玻璃廠）。

1.3 試驗方法

按照GB 5009.235—2016第一法（酸度計法），將樣品攪拌均勻后，放入研缽中，在10 min內迅速研磨至無肉眼可見顆粒，裝入磨口瓶中備用。用已知重量的稱量瓶稱取攪拌均勻的樣品5.0 g，用50 mL 80 ℃左右的水分數次洗入100 mL燒杯中，冷卻后，轉入100 mL容量瓶中，用少量水分次洗滌燒杯，洗液并入容量瓶中，并加水至刻度，混勻后過濾。

吸取濾液10.0 mL，置于200 mL燒杯中，加60 mL水，開動磁力攪拌器，用氫氧化鈉標準溶液[c（NaOH）=0.100 0 mol/L]滴定至酸度計指pH為8.2，記下消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的毫升數，計算總酸含量。加入10.0 mL甲醛溶液，混勻。再用氫氧化鈉標準滴定溶液繼續滴定至pH為9.2，記下消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的毫升數。

1.4 環境條件

環境溫度控制在20 ℃±3 ℃，相對濕度控制在50%～70%。

1.5 計算公式

根據國標GB 5009.235—2016，試樣中氨基酸態氮的含量可通過式（1）進行計算：

式中：X-試樣中氨基酸態氮的含量，g/100 g；V1-待測試樣稀釋液加入甲醛后消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的體積，mL；V2-試劑空白實驗中加入甲醛后消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的體積，mL；c-氫氧化鈉標準滴定溶液的濃度，mol/L；0.014-與1.00 mL氫氧化鈉標準滴定溶液[c（NaOH）=1.000 mol/L]相當的氮的質量，g；m-稱取試樣的質量，g；V3-試樣稀釋液的取用量，mL；V4-試樣稀釋液的定容體積，mL；100-單位換算系數。

2 結果與分析

2.1 不確定度來源分析

由分析測試過程和計算公式[4]，可以確定醬中氨基酸態氮測定相應的不確定度主要來源如表1所示，其中1是用于重復性測試所導致，來源單一，測定重復性標準偏差，采用A類方法評定。除此之外，由系統效應導致的不確定度，包括2～6，采用B類方法評定。

表1 醬中氨基酸態氮測量不確定度的來源

2.2 數學模型

試樣中氨基酸態氮含量數學模型的函數關系表達式為：

2.3 不確定度的評定

2.3.1 樣品重復性測定引入的相對不確定度urel（1）

本次試驗共對試樣醬中氨基酸態氮含量進行了11次測定分析，測量結果見表2。

表2 醬試樣中氨基酸態氮的重復性測量結果（n=11）

測定次數n=11，則樣品單次測定的標準偏差為：

鑒于本實驗室平時的測量結果均是采用2次（m=2）重復測量的平均值，則樣品重復測定相對不確定度為：

2.3.2 標準滴定液濃度引入的相對不確定度urel（2）

氫氧化鈉標準溶液為深圳市博林達科技有限公司提供的，證號為GBW（E）081126生產批號為20170727A。經查標準證書，在20 ℃時，氫氧化鈉標準溶液的濃度為0.100 1 mol/L，擴展不確定度U為0.2%，置信概率P=95%（注：k95=1.96）。

則標準滴定溶液不確定度為：

2.3.3 樣品滴定體積引入的相對不確定度ur（el3）

本試驗采用全自動電位滴定儀對氨基酸態氮進行滴定分析，故樣品消耗氫氧化鈉溶液的滴定體積引入的相對不確定度主要是由電位滴定儀電位誤差引入的相對不確定度[5]。經廣州計量檢測技術研究院檢定證書得知，該瑞士萬通809 Titrando自動電位滴定儀電計引用誤差的擴展不確定度Ur=0.02%，k=2，則

由于滴定時，需對樣品進行空白滴定試驗，每一次滴定均為獨立，故：

2.3.4 氮摩爾質量引入的相對不確定度ur（el4）

從IUPAC的原子量表中查得氮（N）的原子量和不確定度，每一種元素的標準不確定度是將IUPAC所列不確定度作為矩形分布的極差計算得到的。因此相應的標準不確定等于查得數值除以，結果見表3。

則氮的摩爾質量引入的不確定度為：

2.3.5 樣品體積引入的相對不確定度urel（5）

樣品體積的不確定度主要是由量器引起的，用100 mL容量瓶定容后，用10 mL單標移液管準確吸取10 mL樣液進行測定。樣品制備過程中使用到的100 mL容量瓶、10 mL單標移液管均為A級標準。

（1）各量器的相對不確定度urel容/單標計算。量器的不確定度來源一般包括校準體積不確定度（檢定證書），定容體積重復性產生的偏差，容量允差和溫度效應等。通過查閱資料，結合經驗判斷，假定符合均勻分布。其中，R和P分別為《常用玻璃量器檢定規程》（JJG 196—2006）[6]標準中列出的最大允許偏差和重復性偏差；U和k是檢定證書提供的擴展不確定度和包含因子。

表4 100 mL容量瓶的相對不確定度

表5 10 mL單標移液管的相對不確定度

（2）樣品體積引入的相對不確定度計算。將100 mL容量瓶和10 mL單標移液管的相對不確定度進行合成，即：

2.3.6 樣品稱樣量引入的相對不確定度ur（el6）

根據電子天平檢定證書可知，本次試驗所用電子天平的最大稱量示值誤差的測量結果擴展不確定度U為0.5 mg，k=2，則

本次試驗樣品的平均稱樣量為5.082 7 g，故：

2.4 合成標準不確定度uc（X）

試樣中氨基酸態氮含量測定中各分量引起的相對不確定度結果見表6。

表6 各分量的相對不確定度

合成相對不確定度uc,rel（X）為：

合成標準不確定度uc（X）為：

2.5 擴展不確定度U

擴展不確定度可由合成標準不確定度乘以包含因子k，在95%置信水平下，包含因子k＝2，則擴展不確定度U為：

2.6 測量結果報告及表述

醬試樣中氨基酸態氮含量為（0.46±0.01）g/100 g，k=2。

3 結論與討論

依據《食品安全國家標準 食品中氨基酸態氮的測定》（GB 5009.235—2016），采用電位滴定，用氫氧化鈉標準溶液滴定醬中的氨基酸態氮時，其不確定度來源于氫氧化鈉標準液濃度、電位滴定儀、N的摩爾質量、樣品稀釋體積、樣品稱樣量和樣品重復性測定。由上述各分量的不確定計算可知，N的摩爾質量、樣品稱樣量引入的不確定度較小，對結果無顯著影響，可以忽略不計。其測量不確定度主要來源于樣品重復性測定、樣品稀釋體積。因此，檢驗中應加強樣品稀釋制備監控，樣品檢測精密度監控是準確測量醬中氨基酸態氮的關鍵。