陳 美，龍昭航，梁廷輝，李 宣，馬 萍

(貴州省檢測(cè)技術(shù)研究應(yīng)用中心，貴州 貴陽 550000)

目前市售嬰幼兒谷物類輔助食品中大多數(shù)都添加了磷元素營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑。磷是維持骨骼和牙齒的必要物質(zhì)，在日常膳食中的攝入比例對(duì)人體骨骼的發(fā)育有直接影響，當(dāng)人體攝入過多或缺乏磷時(shí)，均對(duì)健康產(chǎn)生不同程度的影響[1]。測(cè)量不確定度是衡量測(cè)量結(jié)果可信程度的表征，測(cè)量不確定度越小，測(cè)量結(jié)果可信度就越高，結(jié)果數(shù)據(jù)使用價(jià)值越大，反之，使用價(jià)值越低[2]。為了能夠準(zhǔn)確檢測(cè)嬰幼兒谷物類輔助食品中的磷含量，本文通過對(duì)GB 5009.87—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中磷的測(cè)定》[3]中釩鉬黃分光光度法測(cè)定食品磷含量的測(cè)量方法進(jìn)行系統(tǒng)研究，結(jié)合GB/T 27418—2017《測(cè)量不確定度評(píng)定和表示》[4]中有關(guān)規(guī)定，對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定度的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并進(jìn)行測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定[5-6]，為釩鉬黃分光光度法測(cè)定嬰幼兒谷物類輔助食品中磷含量的不確定度評(píng)定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實(shí)驗(yàn)用試樣為市場(chǎng)上隨機(jī)采購(gòu)嬰幼兒營(yíng)養(yǎng)米粉。

723S型可見分光光度計(jì)，上海棱光，出廠編號(hào)723S19027；XSE205DU型電子天平，梅特勒-托利多，出廠編號(hào)D809485188。

磷酸二氫鉀基準(zhǔn)試劑，純度不低于99.99%；高氯酸(GR)、硫酸(GR)、硝酸(GR)、鉬酸銨(AR)、偏釩酸銨(AR)、氫氧化鈉(AR)、二硝基酚指示劑；實(shí)驗(yàn)室用三級(jí)水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 試樣溶液的制備

稱取1.0000 g試樣于100 mL三角瓶中，加入硝酸、高氯酸、硫酸，在可調(diào)試電熱板上加熱消解至冒白煙且消化液澄清時(shí)。冷卻，消化液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中并定容至刻度，搖勻備用。

1.2.2 測(cè)定

準(zhǔn)確移取試樣溶液10 mL置于50 mL容量瓶中，加適量水，滴加二硝基酚指示劑，調(diào)節(jié)試樣溶液至微黃色。另準(zhǔn)確吸取磷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(50 mg/L)0 mL、2.50 mL、5.00 mL、7.50 mL、10.0 mL、15.0 mL分別置于6個(gè)50 mL容量瓶中，向試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中加釩鉬酸銨試劑10 mL，加水至刻度。在440 nm處，用10 mm比色皿以標(biāo)準(zhǔn)空白作參比測(cè)定吸光度，以磷質(zhì)量濃度對(duì)吸光度繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。將試樣溶液吸光度與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。

1.2.3 建立數(shù)學(xué)模型

式中：ρ為標(biāo)準(zhǔn)曲線查得測(cè)定用樣液中磷的質(zhì)量濃度(mg/L)；V為試樣消化液定容體積(mL)；V2為試樣顯色液定容體積(mL)；m為試樣質(zhì)量(g)；V1為測(cè)定用試樣消化液的體積(mL)。

2 不確定度的來源分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)模型中每個(gè)參數(shù)進(jìn)行不確定度分析，不確定度來源見表1。

表1 不確定度來源分析統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Statistical table of uncertainty sources

續(xù)表1

3 不確定度分量的計(jì)算與評(píng)定

3.1 磷標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度不確定度評(píng)定

3.1.1 配制磷標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度urel(ρ)

磷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(50.00 mg/L)：稱取恒重好的磷酸二氫鉀基準(zhǔn)試劑0.2197 g，溶于少量水中，移入1000 mL容量瓶，加水定容，搖勻。

(1)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱量，天平引入的不確定度urel(ρ1)

①天平稱量重復(fù)性，由使用的天平檢定證書得到天平的擴(kuò)展不確定度U=0.36 mg(k=2)，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

②天平誤差，萬分之一天平檢定證書給出0≤m≤50 g范圍內(nèi)，天平的允許誤差為±0.5 mg，服從矩形分布：

則：

(2)標(biāo)準(zhǔn)溶液定容體積，容量瓶引入的不確定度urel(ρ2)

①體積校準(zhǔn)：根據(jù)JJG 196—2006[7]《常用玻璃量器檢定規(guī)程》規(guī)定1000 mL A級(jí)容量瓶容量允差為±0.40 mL，按三角分布處理：

②水溶液溫度變化：試驗(yàn)操作一般在(20±5)℃條件下進(jìn)行，溶液在25 ℃時(shí)配制，水體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃，溫度變化服從矩形分布：

則：

=6.28×10-4

(3)磷酸二氫鉀基準(zhǔn)試劑(假設(shè)純度為p=99.99%)，則磷酸二氫鉀純度產(chǎn)生的不確定度urel(ρ3)：

綜上可得：

=1.67×10-3

3.1.2 配制磷標(biāo)準(zhǔn)工作溶液引入的不確定度urel(ρ4)

使用10 mL分度吸量管和50 mL容量瓶，不確定度的計(jì)算參照3.1.1(2)進(jìn)行。

(1)10 mL分度吸量管(A級(jí)：容量允差為±0.05 mL)，使用6次。

=5.04×10-3

(2)50 mL容量瓶(A級(jí)：容量允差為±0.05 mL)，6次定容。

=1.17×10-3

綜上可得：

=5.17×10-3

3.1.3 擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的不確定度urel(ρ5)

測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線各濃度點(diǎn)的吸光度，其中每個(gè)濃度點(diǎn)測(cè)定3次，測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度與相應(yīng)的吸光度Tab.2 Concentration of standard working solution andcorresponding absorbance

由表2數(shù)據(jù)擬合得到標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為：y=0.0333x+0.0009，其中斜率b=0.0333，截距a=0.0009，相關(guān)系數(shù)r2=0.9999。在重復(fù)性條件下對(duì)試樣進(jìn)行N=10次的平行測(cè)定，通過回歸方程求得試樣的平均濃度為ρ=7.612 mg/L(表4)。

表3 標(biāo)準(zhǔn)曲線引入不確定度相關(guān)數(shù)據(jù)Tab.3 Uncertainty introduced by standard curve

=1.5×10-3

=277.5

=1.84×10-2

其對(duì)應(yīng)的相對(duì)不確定度：

3.2 試樣的測(cè)定過程引入的不確定度

3.2.1 試樣稱量引入的不確定度urel(m)

稱取試樣1.0000 g。計(jì)算原理同3.1.1(1)：

3.2.2 試樣消化液定容體積(V)引入的不確定度urel(V)

試樣消化后轉(zhuǎn)移至100 mL A級(jí)容量瓶中，加水至刻度。100 mLA級(jí)容量瓶的容量允差為±0.10 mL。

=7.31×10-4

3.2.3 測(cè)定用消化液體積(V1)引入的不確定度urel(V1)

使用10 mL A級(jí)分度吸量管準(zhǔn)確吸取試樣溶液10 mL。計(jì)算原理同3.1.1(2)：

=6.26×10-3

3.2.4 試樣顯色液定容體積(V2)引入的不確定度urel(V2)

準(zhǔn)確吸取試樣溶液10 mL于50 mL A級(jí)容量瓶，顯色之后加水至刻度。計(jì)算原理同3.1.1(2)：

=7.31×10-4

3.2.5 測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度urel(x)

按照1.2.1方法重復(fù)測(cè)定試樣中磷的含量10次，測(cè)定結(jié)果見表4。

表4 樣品磷含量重復(fù)性測(cè)定結(jié)果Tab.4 Repeatability determination results of phosphoruscontent in samples

標(biāo)準(zhǔn)偏差根據(jù)貝塞爾公式得：

=3.43

測(cè)量重復(fù)性產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

由重復(fù)性產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.3 分析儀器引入的不確定度urel(J)

使用723S型可見分光光度計(jì)，根據(jù)儀器檢定證書，透射比準(zhǔn)確度測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度：U=0.5%，k=2。其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)不確定度匯總表表5，各不確定度分量互

表5 不確定度匯總表Tab.5 Summary table of uncertainty components

不相關(guān)，合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

=7.18×10-3

5 擴(kuò)展不確定度評(píng)估與結(jié)果的表示

取置信概率p=95%，擴(kuò)展因子k=2，則相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：

urel=7.18×10-3×2=1.44×10-2。

擴(kuò)展不確定度為：

u=urel×X=1.44×10-2×378=5.42 mg/100g

檢測(cè)結(jié)果可以表示為：

X=(378±5.42)mg/100g，k=2