□ 牛貴洋 王治澤 任俊坤 新疆阿克蘇地區(qū)質(zhì)量與計(jì)量檢測(cè)所

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干制紅棗總糖含量測(cè)定的不確定度分析

□ 牛貴洋 王治澤 任俊坤 新疆阿克蘇地區(qū)質(zhì)量與計(jì)量檢測(cè)所

摘 要：筆者根據(jù)GB/T10782-2006的分析方法對(duì)干制紅棗中總糖含量進(jìn)行測(cè)定，對(duì)影響檢測(cè)結(jié)果的各種因素的不確定度進(jìn)行了分析和評(píng)定，確定了影響檢測(cè)結(jié)果不確定度的主要來(lái)源是移液管和溶液滴定過程中滴定管的使用。通過這一過程，說(shuō)明該試驗(yàn)對(duì)易引入較高不確定度的環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)控制，以提高檢測(cè)結(jié)果可靠性。

關(guān)鍵詞：干制紅棗；總糖含量；不確定度

由于分析測(cè)量的不完善和認(rèn)識(shí)的局限性，化學(xué)分析的測(cè)量結(jié)果都具有不確定度。不確定度是指表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。測(cè)量不確定度是評(píng)價(jià)檢測(cè)結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度和可接受性的重要指標(biāo)。按照GB/ T5835-2009《干制紅棗》標(biāo)準(zhǔn)中的要求，總糖含量是評(píng)定干制紅棗品質(zhì)等級(jí)的重要指標(biāo)。本文對(duì)干制紅棗中總糖含量的測(cè)定進(jìn)行不確定度分析和評(píng)定，通過對(duì)不確定度各分量大小的分析，找出影響干制紅棗總糖測(cè)定過程不確定度的顯著因素，有針對(duì)性地控制不確定度的主要來(lái)源，減少其影響，從而減少總不確定度，對(duì)提高檢測(cè)結(jié)果可靠性具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與試劑

某紅棗加工廠提供的干制紅棗（駿棗）試樣；BSA224S電子天平：精度0.1 mg，最大稱量220 g；容量瓶（A級(jí)）：250 mL；滴定管（A級(jí)）：50 mL；濃鹽酸37%；氫氧化鈉溶液0.3 g/mL；甲基紅指示劑0.001 g/mL；菲林氏試劑甲液；菲林氏試劑乙液。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

按照GB/T5835-2009《干制紅棗》標(biāo)準(zhǔn)，總糖含量的測(cè)定采用GB/ T10782-2006《蜜餞通則》中的規(guī)定。稱取處理好的試樣10 g，加水浸泡1～2h，放入高速組織搗碎機(jī)中，加少量水搗碎，轉(zhuǎn)移到250 m L容量瓶中，用水定容，搖勻，過濾。吸取10 mL濾液于250 mL三角瓶中，加水30 mL，加入鹽酸5 mL，置68～70℃水浴中水解10 min。取出冷卻后，全部轉(zhuǎn)移到250 m L容量瓶中，加甲基紅指示劑2滴，再用0.3 g/mL氫氧化鈉溶液中和至中性，用水稀釋至刻度注入滴定管。標(biāo)定斐林氏溶液，斐林溶液甲、乙液混合生成酒石酸鉀鈉銅，樣品中原有的和水解后產(chǎn)生具有還原性的糖，酒石酸鉀鈉銅被還原，生成紅色的氧化亞銅沉淀。

2 測(cè)定結(jié)果不確定度的評(píng)定

2.1 數(shù)學(xué)模型

干制紅棗總糖含量的數(shù)學(xué)模型如下：

式（1）中：X為試樣中總糖含量（以葡萄糖計(jì)），g/100g；m1為葡萄糖的質(zhì)量，g；m2為試樣的質(zhì)量，g；V1為滴定時(shí)消耗葡萄糖溶液的體積，mL；V2為滴定時(shí)消耗試液的體積，mL；250為葡萄糖稀釋液的總體積，mL；2500為稀釋倍數(shù)。

2.2 重復(fù)性試驗(yàn)引入的不確定度

在重復(fù)條件下，對(duì)干制紅棗樣品進(jìn)行了4次平行測(cè)定，測(cè)量數(shù)據(jù)見表1：

利用表1中的測(cè)定結(jié)果，根據(jù)對(duì)重復(fù)性測(cè)量結(jié)果A類不確定度的評(píng)定，單次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差為（n=4）∶

表1 干制紅棗總糖含量的檢測(cè)結(jié)果

平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，即A類不確定度：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

2.3 稱量引入的不確定度

稱量的不確定度來(lái)源為：稱量的重復(fù)性以及天平校準(zhǔn)產(chǎn)生的不確定度分量。天平的校準(zhǔn)有兩個(gè)潛在不確定度來(lái)源，即天平的靈敏度及其線性。因稱量是用同一天平，在很窄的范圍內(nèi)進(jìn)行，靈敏度可以忽略。稱量的重復(fù)性已包含在u1中，不再重復(fù)計(jì)算。線性引入的不確定度：該天平檢定證書指出最大允許誤差為±0.5 mg，線性分量被假設(shè)為均勻分布，換算成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

線性分量應(yīng)重復(fù)計(jì)算兩次，一次是空容器，一次盛有被測(cè)物，產(chǎn)生的不確定度為：

稱量葡萄糖引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

稱量樣品引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.4 滴定試驗(yàn)引入的不確定度

2.4.1 容量瓶引入的不確定度

（1）確定容量瓶體積時(shí)的不確定度

250 m L A級(jí)容量瓶在20℃的容量允差為±0.15 mL，可認(rèn)為其為三角分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（2）溫度不一致引入的不確定度

水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10- 4mL·℃- 1，實(shí)驗(yàn)室溫度在20℃±2℃范圍內(nèi)波動(dòng)，設(shè)溫度變化是均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（3）溶液定容引入的不確定度

溶液定容引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

溶液定容引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.4.2 移液管引入的不確定度

（1）確定移液管體積時(shí)的不確定度

5 mL移液管容量允差為±0.025 mL，可按三角分布計(jì)算，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（2）溫度不一致引入的不確定度

分析評(píng)定同2.4.1（2），標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（3）移液管引入的不確定度

5 mL移液管引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

則吸取2.5 m L溶液時(shí)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為∶

2.4.3 滴定管引入的不確定度

（1）確定滴定管體積時(shí)的不確定度

50 mL A級(jí)酸式滴定管在20℃的容量允差為±0.05 mL，按三角分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（2）溫度不一致引入的不確定度

分析評(píng)定同2.4.1（2），滴定葡萄糖溶液時(shí)溫度對(duì)滴定管體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

滴定樣品溶液時(shí)溫度對(duì)滴定管體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（3）滴定管引入的不確定度

葡萄糖溶液滴定過程，滴定管引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為∶

樣品溶液滴定過程，滴定管引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為∶

綜上所述，可得合成滴定時(shí)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，包括以下幾個(gè)方面。

滴定葡萄糖溶液體積引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

滴定樣品溶液體積引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

樣品中總糖含量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算如下。

樣品中總糖含量測(cè)定的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

樣品中總糖含量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.5 樣品中總糖含量的擴(kuò)展不確定度的計(jì)算

取包含因子k=2，則U=kuc=2×0.4 =0.8（g/100g）。

本次實(shí)驗(yàn)干制紅棗樣品中總糖含量檢測(cè)結(jié)果的平均值及其不確定度為62.37（g/100g）±0.88（g/100g），包含因子k=2，置信水平約為95%。

3 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)干制紅棗中總糖含量測(cè)試過程產(chǎn)生的不確定度的分析和評(píng)定，比較各分量的相對(duì)不確定度，可以看出，移液管和溶液滴定過程滴定管引入的不確定度較為顯著。因此，在日常滴定分析試驗(yàn)中，除了要盡可能使用準(zhǔn)確度高的移液管、滴定管外，還應(yīng)嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)過程中的條件，規(guī)范操作。

參考文獻(xiàn)

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