分光光度法測定乳粉中磷的不確定度評定

陶希芹

摘 要：采用鉬藍分光光度法進行乳粉中磷含量的測定，并對乳粉中磷含量進行不確定度評定。根據GB 5009.87—2016標準分析了乳粉中磷含量的關鍵測試步驟是樣品稱量、標準溶液配制、重復性實驗、儀器測定，為此進行不確定度評定。結果表明，乳粉中磷含量測定結果為（180.63±1.66）mg/100 g，k=2。影響乳粉中磷含量測定的主要因素是磷質量濃度。

關鍵詞：鉬藍分光光度法；乳粉；不確定度；磷

Uncertainty Assessment of Phosphorus Determination in Milk Powder Using Molybdenum Blue Spectrophotometric Method

TAO Xiqin

（Guizhou Industry Polytechnic College， Guiyang 551400， China）

Abstract： The molybdenum blue spectrophotometric method is used to determine the phosphorus content in milk powder， and uncertainty assessment is conducted on the phosphorus content in milk powder. According to the GB 5009.87—2016 standard， the key testing steps for phosphorus content in milk powder are sample weighing， standard solution preparation， repeatability experiments， and instrument measurement. Therefore， uncertainty assessment is conducted. The results showed that the phosphorus content in milk powder was determined to be

（180.63 ± 1.66） mg/100 g， with k=2. The main factor affecting the determination of phosphorus content in milk powder is the phosphorus mass concentration.

Keywords： molybdenum blue spectrophotometric method; milk powder; uncertainty; phosphorus

乳粉作為一種嬰幼兒和成人的重要食品，其磷含量對于骨骼健康和營養平衡具有重要影響。在乳粉中進行磷檢測是為了確保產品的質量和安全性。乳粉中磷含量檢測的方法主要有顯色法、分光光度法、離子色譜法、電感耦合等離子體發射光譜法等。其中，分光光度法具有操作簡單、成本低、方法穩定等優點，被廣泛應用到分析檢測中。不確定度評價在檢測分析中發揮重要作用，有效的不確定度評價能夠找出影響分析方法準確性的重要因素[1-5]。本文使用《食品安全國家標準 食品中磷的測定》（GB 5009.87—2016）[6]中分光光度法檢測乳粉中磷含量，并進行不確定度評定，從而為后期方法檢測提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乳粉，來自市場抽樣樣本。基準試劑磷酸二氫鉀（青島青藥生物工程有限公司）；硝酸、硫酸、鹽酸、高氯酸，優級純，成都市科隆化學品有限公司；磷標準溶液（50 mg·L-1）；實驗用水為《分析實驗室用水規格和試驗方法》（GB/T 6682—2008）規定的三級水；15%硫酸溶液；5%硫酸溶液；3%硫酸溶液；鹽酸（1∶1，V∶V）；鉬酸銨（50 g·L-1）；對苯二酚溶液（5 g·L-1）；亞硫酸鈉溶液（200 g·L-1）；氯化亞錫-硫酸肼溶液（取0.1 g氯化亞錫、0.2 g硫酸肼，用3%硫酸溶液稀釋定容至100 mL）；5.0 mg·L-1磷標準溶液。

1.2 儀器與設備

UV-1601型紫外可見分光光度計（北京瑞利分析儀器公司）；E12140型電子分析天平（美國Ohaus）；JRY-D450-D石墨電熱板（金蓉園儀器設備有限公司）。

1.3 樣品處理方法

根據GB 5009.87—2016方法，稱取0.5 g乳粉，置于200 mL廣口燒杯中，加入10 mL硝酸、1 mL高氯酸、2 mL硫酸，在石墨爐中加熱直至溶液澄清（溶解條件為120 ℃下溶解0.5 h，升溫到180 ℃溶解2 h，升溫到200 ℃溶解0.5 h），冷卻后加入5 mL水，將溶液轉移至50 mL容量瓶中定容，得到樣品溶液，并做空白實驗。移取10 mL樣品溶液置于50 mL容量瓶中，加入2 mL鉬酸銨（50 g·L-1）、1 mL亞硫酸鈉溶液（200 g·L-1）、1 mL對苯二酚溶液（5 g·L），加水定容到50 mL，靜置30 min，在600 nm波長處測定吸光度。

1.4 標準曲線配制

分別準確移取50 mg·L-1磷標準溶液0.00 mL、

2.50 mL、5.00 mL、7.50 mL、10.00 mL和15.00 mL置于50 mL容量瓶中，得到系列標準溶液中磷的濃度分別為0 mg·L-1、2.50 mg·L-1、5.00 mL·L-1、

7.50 mg·L-1、10.00 mg·L-1和15.00 mg·L-1。按照樣品測試方法操作，以吸光度為縱坐標、磷濃度為橫坐標繪制標準曲線。

2 結果與分析

2.1 數學模型

根據GB 5009.87—2016得到試樣中磷含量的計算公式為

（1）

式中：ρ為根據磷標準溶液曲線方程查得試樣溶液中磷的質量濃度，μg·mL-1。X為試樣中的磷含量，mg/100 g；m為試樣質量，g；V為樣品定容后體積，mL；V1為吸取樣品溶液體積，mL；V2為比色定容體積，mL。

2.2 不確定度來源

根據GB 5009.87—2016方法得到乳粉測量過程中不確定度主要來源于樣品稱量、磷質量濃度、測量重復性、分光光度計幾個方面。

2.3 不確定度分量計算

2.3.1 樣品稱量引入的不確定度

稱樣量為0.5 g，根據天平提供證書得到允許誤差為±0.1 mg，按照矩形分布（），得到樣品稱量（平行稱取2次）引入的標準不確定度為

g

樣品稱量引入的相對標準不確定度為

2.3.2 磷質量濃度引入的不確定度

（1）分取標準溶液體積引入的不確定度。磷標準溶液標準物質證書提供了磷標準物質濃度

（50 mg·L-1）的擴展不確定度U=0.28（k=2），因此磷標準溶液濃度引入的標準不確定度為，磷標準溶液濃度引入的相對標準不確定度為。

標準曲線配制中使用25 mL移液管，根據檢定證書得到25 mL移液管的體積允許誤差為±0.03 mL，按照三角分布（），得到25 mL移液管引入的標準不確定度為 mL。則5次移液引入的相對標準不確定度為

由此得到分取標準溶液體積引入的相對標準不確定度為

（2）標準曲線擬合引入的不確定度。對系列標準溶液進行測試，以吸光度值為縱坐標、磷質量濃度為橫坐標繪制標準曲線，得到擬合曲線方程為A=

0.036 93x+0.007 21，R2=0.999 9。

最小二乘法擬合標準曲線的相對標準不確定

度[7-12]的計算公式為

（2）

式中：p為乳粉試樣測量次數，p=6；n為標準工作曲線溶液測量次數，n=3；c為乳粉中磷的質量濃度，c=3.72 μg·mL-1；c為標準工作曲線中磷質量濃度的平均值，c=9 μg·mL-1；a為擬合曲線斜率，a=0.036 93；b為擬合曲線截距，b=0.007 21；Ai為試樣吸光度。

計算得到標準曲線擬合引入的相對標準不確定度為urel（c）=0.001 04。

因此，磷質量濃度引入的相對標準不確定度為

2.3.3 測量重復性引入的不確定度

對同一乳粉樣品進行8次平行測定，8次測定結果分別為180.4 mg/100 g、181.2 mg/100 g、180.5 mg/100 g、

180.8 mg/100 g、181.7 mg/100 g、179.9 mg/100 g、180.2 mg/100 g和180.3 mg/100 g。乳粉中磷含量重復測定的相對標準不確定度計算公式[13-16]為

（3）

式中：xi為乳粉樣品第i次測定結果，mg/100 g；x為乳粉樣品測試平均值，mg/100 g；n為測試次數。

根據式（3）計算得到乳粉中磷含量重復測定引入的相對標準不確定度為urel（s）=0.001 07。

2.3.4 分光光度計引入的不確定度

分光光度計的分辨率（F）為0.001[5]，分光光度計的標準不確定度為u（A）=0.29F=0.000 29。對樣品溶液進行8次測定，得到平均吸光度為0.139，由此得到分光光度計引入的相對標準不確定度

2.4 合成不確定度

計算得到合成相對不確定度為

0.004 6

合成標準不確定度為

u=180.63×0.004 6=0.83 mg/100 g

2.5 擴展不確定度

置信概率為0.95%時，得到置信因素k0.95=2，則擴展不確定度為U=0.83×2=1.66。因此，得到乳粉中磷含量測定結果為（180.63±1.66）mg/100 g，k=2。

3 結論

本文研究了鉬藍分光光度法測定乳粉中磷含量的不確定度，得出試樣中磷含量的檢測結果為（180.63±1.66）mg/100 g，k=2。在各不確定度分量中，磷質量濃度對含量測定的影響最大，建議在使用

GB 5009.87—2016中的鉬藍光度法測定乳粉時加強標準溶液配制管理，提高方法準確性。

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