□ 丁宗博 楊 君 李 莉 魏亦山 張興龍 青島市農(nóng)產(chǎn)品質量安全中心

測量不確定度是用于表征測量結果可靠性的參數(shù)。通過對不確定度的分類及評價可以判定實驗結果的準確性[1—5]。飼料中粗蛋白含量是飼料品質的重要表征。本文對飼料中粗蛋白含量的實驗測定結果進行了不確定度評定。

1 飼料中粗蛋白的測定過程

飼料中粗蛋白含量的測定方法為：使用凱氏定氮法測定飼料中的氮含量。用催化劑催化硫酸破壞飼料中的含氮有機物，使其轉化成硫酸銨；加入強堿蒸餾使氨揮發(fā)，用硼酸吸收揮發(fā)氨，并用酸進行滴定，最后測出飼料中氮的含量，根據(jù)公式計算得出飼料中粗蛋白的含量。

2 測量的數(shù)學模型

飼料中粗蛋白的含量X 按式（1）計算。

式（1）中：X—飼料樣品中粗蛋白的含量；V2—滴定試樣所用鹽酸標準溶液的體積，mL；V1—滴定空白時用的鹽酸標準溶液的體積，mL；C—鹽酸標準滴定溶液的濃度，mol/L；m—試樣質量，g；V—試樣消煮液總體積，mL；V3—蒸餾用消煮液體積，mL；0.014 0—每毫升鹽酸標準溶液含當量氮的克數(shù)；6.25—氮換算成蛋白質的平均換算系數(shù)。

3 不確定度分量的計算

根據(jù)數(shù)學模型，得到飼料樣品中粗蛋白含量的不確定度來源主要有：測量重復性；鹽酸標準溶液濃度；測量使用天平的相關性和其他有關常數(shù)。

3.1 測量重復性引起的標準不確定度

取同一飼料樣品，以全麥粉粗蛋白含量測定實驗為例，進行兩次重復測量，結果見表1。

表1 飼料中粗蛋白的測量結果

根據(jù)JJF1059.1—2012，在重復性實驗條件下，測量結果的實驗標準偏差可用極差法式（2）來近似評定：

式（2）中：R 為重復測量實驗條件下最大與最小值之差，C 為極差系數(shù)。

3.2 鹽酸標準溶液的濃度帶來的標準不確定度U(c）

鹽酸標準溶液濃度的標準不確定度U(c）為0.20%。

3.3 滴定樣品扣空白用的鹽酸標準溶液的體積（V-V0）引入的標準不確定度U（V-V0）

滴定樣品扣空白用的鹽酸標準溶液的體積（V—V0）引入的標準不確定度U（V-V0）主 要 來 自 于 全 自 動 凱 式 定氮 儀， 則 標 準 不 確 定 度U（V-V0）=0.29%，實 測 中 扣 空 白 用 的（V—V0）為18.90 mL，則其相對標準不確定度：U（V-V0）/（V—V0）=0.002 9/18.90=0.15%。

3.4 樣品稱量過程的標準不確定度U（m）

稱量用天平帶來的不確定度，因電子天平的參數(shù)d=0.1 mg；e=1 mg；MAX=220 g，由矩形分布，可得分辨率帶來的標準不確定度Ud為：Ud= 0.1= 0.058 × 10-3g。

天 平 最 大 允 許 誤 差（MPE）引入的標準不確定度： 根據(jù)天平檢定報告， 實驗用的天平準度等 級 為Ⅰ級， 且 當0 ＜m ≤50 g時， 其MPE=±0.5 mg。 由 矩 形分布，可得其 不確定度U（MPE）為：U（MPE)=0.5 ÷= 0.289 ×10-3g。

因此電子天平稱量的合成不確定度為：Um==該項引起的相對標準不確定度：Um/m=0.295×10-3/1.048 9=0.028%。

3.5 全自動凱式定氮儀引入的不確定度

全自動凱式定氮儀的儀器精密度U=0.50%，則儀器引入的相對不確定度按均勻分布，為：U（eq）=0.29%。

4 合成標準不確定度及擴展不確定度

測量的重復性、鹽酸標準溶液的濃度、滴定樣品扣除空白所用的鹽酸標準溶液的體積、樣品稱量和儀器精密度的不確定度相互獨立，故飼料中粗蛋白含量的相對合成標準不確定度為：

試驗測得飼料中粗蛋白含量為15.9%，則其合成標準不確定度為U（X）=15.9%×0.003 9=0.062%。當k=2 時，測量結果的擴展不確定度U=2U（X）=0.12%。

5 測量結果

飼料中粗蛋白含量的結果可表示為：（15.86±0.12）%，k=2。

6 結論

由上述可得，飼料樣品中粗蛋白含量的擴展不確定度為0.12%。在人員、實驗環(huán)境和方法等不變的條件下，影響飼料中粗蛋白含量測量結果的主要因素為全自動凱氏定氮儀。因此必須加強儀器維護保養(yǎng)，保證儀器的穩(wěn)定性，提高實驗人員的操作水平，對儀器條件加以優(yōu)化改進，提高結果的準確度，從而有效降低最終測定結果的擴展不確定度。