郝明明，馬媛，王霞

（新疆維吾爾自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，新疆烏魯木齊 830011）

測(cè)量不確定度是表征合理地賦予被測(cè)量值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，也是衡量測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的重要參數(shù)[1]。新疆是全國葡萄的重要產(chǎn)地，也是葡萄干產(chǎn)品的聚集地，因此對(duì)于葡萄干儲(chǔ)存及產(chǎn)品質(zhì)量控制具有重要意義。葡萄干的水分含量會(huì)直接影響其感官和儲(chǔ)存，因此葡萄干的一項(xiàng)重要品質(zhì)指標(biāo)就是水分。只有準(zhǔn)確測(cè)量其含水率，才能合理評(píng)定葡萄干的品質(zhì)，因此評(píng)定葡萄干水分測(cè)量方法的不確定度具有實(shí)際意義。目前，測(cè)定水分含量的方法有直接干燥法、甲苯蒸餾法、鹵素快速水分測(cè)定儀法、近紅外光譜法等，這些方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。本文依據(jù)JJF 1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[2]，按照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法（第一法）步驟進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)測(cè)定步驟和方法進(jìn)行不確定度評(píng)定，為正確評(píng)價(jià)和使用檢測(cè)方法提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試樣為新疆市售無核白葡萄干。

1.2 儀器

電子天平（感量為0.1 mg），MS304S，Mettler Toledo；電熱恒溫干燥箱，DHG-9246A，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 檢測(cè)步驟

（1）恒定鋁盒質(zhì)量

取潔凈扁形鋁盒置于101～105 ℃電熱干燥箱中，瓶蓋斜支于盒邊，加熱1 h，蓋好瓶蓋取出，于干燥器內(nèi)冷卻0.5 h，稱取質(zhì)量；重復(fù)干燥，至前后兩次質(zhì)量差不超過2 mg，即為恒定質(zhì)量m3[3]。

（2）恒定盛有樣品鋁盒的質(zhì)量

將試樣混合均勻，并盡可能切碎，稱取5.0 g 試樣，放入恒定質(zhì)量的鋁盒中并加蓋，厚度不超過5 mm，稱量質(zhì)量m1，置于101～105 ℃電熱干燥箱中，瓶蓋斜支于盒邊，干燥4 h 后，蓋好瓶蓋取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h 后稱取質(zhì)量。然后再放入101～105 ℃電熱干燥箱中1 h，取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h 后再稱量。并重復(fù)以上操作，直至前后兩次質(zhì)量差不超過2 mg，即為恒定質(zhì)量m2。

2 不確定度分量的主要來源及其分析

2.1 數(shù)學(xué)模型

水分含量的計(jì)算公式見式（1）[4]。

式中：X-試樣中水分含量，%；m1-鋁盒和試樣質(zhì)量，g；m2-鋁盒和試樣干燥后質(zhì)量，g；m3-鋁盒質(zhì)量，g；100-單位換算系數(shù)。

2.2 測(cè)量不確定度的來源

根據(jù)公式（1），葡萄干中的水分含量X通過恒重法確定，由3 個(gè)輸入量m1、m2和m3，所以指向該結(jié)果有3個(gè)因素，即水分含量是否準(zhǔn)確取決于是否達(dá)到恒質(zhì)量[5]。

綜上分析：水分測(cè)量的不確定度的來源于以下幾方面：（1）重復(fù)性測(cè)量；（2）鋁盒的質(zhì)量（m3）；（3）鋁盒和試樣的質(zhì)量（m1）；（4）鋁盒和試樣干燥后的質(zhì)量（m2）。

3 不確定度分量的評(píng)定

不確定度分量的分析計(jì)算依據(jù)JJF1059.1—2012、JJF1135—2005[6]和GB/T27418—2017[7]進(jìn)行。葡萄干水分測(cè)定的各不確定度分量見表1。

表1 不確定度分量表Table 1 The list of uncertainty components

3.1 重復(fù)性測(cè)量引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(rep)

為獲得重復(fù)性測(cè)量的不確定度，考慮到稱量過程中的變動(dòng)性[8]，對(duì)樣品進(jìn)行獨(dú)立重復(fù)測(cè)量10 次，測(cè)量結(jié)果見表2。用A 類評(píng)定測(cè)量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

表2 測(cè)量重復(fù)性的結(jié)果Table 2 Results of measurement repeatabilit

3.2 鋁盒質(zhì)量的不確定度u(m3)

鋁盒質(zhì)量的不確定度主要是由電子天平的校準(zhǔn)和恒定質(zhì)量引起的。電子天平檢定證書中給出天平的最大允許誤差為±0.1 mg（即可能值區(qū)間的半寬度α=0.000 1 g），可視為矩形分布，故由天平校準(zhǔn)引起的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

國家標(biāo)準(zhǔn)中要求需將鋁盒烘至前后兩次質(zhì)量差不超過2 mg，按照矩形分布，則恒定質(zhì)量引起的B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

因?yàn)殡娮犹炱降男?zhǔn)和恒定質(zhì)量之間無相關(guān)性，故可按照J(rèn)JF1059.1—2012 中4.4.2.1 計(jì)算鋁盒質(zhì)量m3的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.3 鋁盒和試樣的質(zhì)量的不確定度u(m1)

與處理鋁盒的質(zhì)量m3的方法相同，但因?yàn)殇X盒和試樣的質(zhì)量m1不需要考慮恒定質(zhì)量的影響，因此僅考慮電子天平校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，即：

3.4 鋁盒和試樣干燥后質(zhì)量的不確定度u(m2)

與處理鋁盒質(zhì)量m3的方法相同，即：

3.5 水分測(cè)量的B 類合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(B)

因數(shù)據(jù)模型（1）中分量間彼此獨(dú)立，即相關(guān)系數(shù)為0，為方便運(yùn)算，令a=m1-m2，b=m1-m3，則數(shù)據(jù)模型變?yōu)椋?/p>

按照J(rèn)JF1059.1—2012 中4.4.2.2 計(jì)算兩個(gè)分量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

按照J(rèn)JF1059.1—2012 中4.4.2.3 計(jì)算B 類合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.6 葡萄干水分測(cè)量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

葡萄干水分測(cè)量結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要是相互獨(dú)立的A 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度和B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度共同貢獻(xiàn)的結(jié)果，故采用JJF1059.1—2012 中4.4.2 進(jìn)行計(jì)算：

4 水分測(cè)量的擴(kuò)展不確定度

葡萄干水分的測(cè)定取包含因子k=2，置信概率P=95%[9]，得到葡萄干水分的擴(kuò)展不確定度為：

故該葡萄干水分含量的不確定度測(cè)量結(jié)果為：X=（12.60±0.052 0）%，k=2，P=95%。

5 結(jié)語

綜上可知，在葡萄干水分測(cè)量中，鋁盒質(zhì)量、鋁盒和試樣干燥后質(zhì)量引入的不確定度分量是最大的，這主要是在恒定質(zhì)量過程中引起的。因此，測(cè)定葡萄干水分含量時(shí)恒定質(zhì)量是關(guān)鍵步驟，對(duì)減小誤差的效果最為明顯。故在日常檢測(cè)工作中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)恒質(zhì)量環(huán)節(jié)的控制，嚴(yán)格按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。