◎ 陳 韻,陳桂云,黎穎欣,葉春常,陳梓聰
(廣州市食品檢驗所,廣東 廣州 511400)
揮發(fā)性鹽基氮(Total Volatile Basic Nitrogen,TVB-N)是一項常用于評價肉類新鮮度的理化指標(biāo)[1]。按照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 鮮(凍)畜、禽產(chǎn)品》(GB 2707—2016)的要求,鮮(凍)畜、禽產(chǎn)品中揮發(fā)性鹽基氮的含量不得大于15 mg/100 g[2]。影響肉類中揮發(fā)性鹽基氮含量的因素包括儲存溫度[3]、運輸溫度和環(huán)境[4]、解凍方式[5]等。目前,檢測揮發(fā)性鹽基氮的方法有半微量定氮法、自動凱氏定氮儀法、微量擴散法、近紅外光譜法[6-8]、高光譜成像技術(shù)[9-11]等。其中,自動凱氏定氮儀法[12-14]的精密度、準(zhǔn)確度和操作便利度較高,是近年來實驗室常用的方法之一[15]。
測量不確定度是指根據(jù)所用到的信息,表征賦予被測量值分散性的非負參數(shù)[16]。測量不確定度的來源是多方面的,包括抽樣、存儲條件、儀器的影響、試劑純度、測量條件、操作人員的影響等。
《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》(GB 5009.228—2016)[17]中第二法是利用自動凱氏定氮儀測定食品中揮發(fā)性鹽基氮的含量,本研究參考《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》(CNAS—GL006:2019),通過分析影響檢測結(jié)果的不確定因素,評估該方法的不確定度。
市售冰鮮豬肉;鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液c(HCl)為0.100 1 mol/L[GBW(E)081127,深圳市博林達科技有限公司];氧化鎂、甲基紅(AR,國藥集團化學(xué)試劑有限公司);溴甲酚綠(Ind,國藥集團化學(xué)試劑有限公司);硼酸(AR,廣州化學(xué)試劑廠);實驗室用水為Milli-Q純水。
KjeltecTM8400全自動凱氏定氮儀(丹麥福斯分析儀器有限公司);電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司]。
1.3.1 樣品處理和測定
按照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》(GB 5009.228—2016)第二法自動凱氏定氮儀法進行前處理。設(shè)定硼酸吸收液體積為30 mL,蒸餾時間180 s,開始蒸餾測定。由3名人員在重復(fù)性條件下,分別對樣品的揮發(fā)性鹽基氮含量進行10次獨立測定。
1.3.2 數(shù)學(xué)模型
試樣中揮發(fā)性鹽基氮含量的計算公式為:
式中:X為試樣中揮發(fā)性鹽基氮的含量,mg/100 g;V1為試樣消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積,mL;V0為試劑空白消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積,mL;c為鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度,mol·L-1;m為試樣質(zhì)量,g;14為與滴定1.0 mL鹽酸[c(HCl)=1.000 mol·L-1]標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)?shù)牡馁|(zhì)量,g·mol-1;100為計算結(jié)果單位換算系數(shù)。
根據(jù)檢測過程分析,揮發(fā)性鹽基氮不確定度的具體來源如表1所示。
表1 不確定度來源表
試驗中,依照《食品衛(wèi)生檢驗方法理化部分總則》(GB/T 5009.1—2003)規(guī)定,將樣品按四分法取樣后充分混合、粉碎,可認(rèn)為樣品是均勻的,代表性充分,由此樣品均勻性所致的不確定度可忽略不計。實驗室環(huán)境相對獨立,稱量操作迅速及時,環(huán)境溫度、濕度在短時間內(nèi)變化甚微,對稱量結(jié)果的影響可忽略不計。滴定體積中溫度變化引入的不確定度已計算在定氮儀的不確定度內(nèi)。稱樣的重復(fù)性和滴定體積的重復(fù)性并入檢測重復(fù)性中考慮。因此,剩下的不確定度來源中,僅需研究天平線性允差、滴定體積(定氮儀誤差)、標(biāo)液濃度、檢測重復(fù)性這幾個參數(shù)的不確定度分量。相應(yīng)的不確定度來源修正如表2所示。
表2 經(jīng)過修正后的不確定來源表
2.2.1 樣品稱量引入的不確定度
樣品稱量的不確定度主要由天平引入,天平不確定度主要來源于天平的線性,查天平校準(zhǔn)證書,量程為5~20 g的線性數(shù)值為10 mg,認(rèn)為其符合矩形分布,則天平的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:
因為稱重分兩次進行,一次為去皮,一次為凈重,每一次稱重均為獨立觀測的結(jié)果,其關(guān)系為線性疊加,則:
2.2.2 滴定體積誤差引入的不確定度
本實驗用全自動凱氏定氮儀對凍豬肉的揮發(fā)性鹽基氮進行蒸餾滴定分析,故滴定體積引入的不確定度主要來源于定氮儀的誤差。根據(jù)全自動凱氏定氮儀的校準(zhǔn)證書,定氮儀的擴展不確定度為3.0%,k=2,
空白滴定和樣品滴定時定氮儀都引入了誤差,共2次,則:
測得樣品揮發(fā)性鹽基氮的平均值為12.3 mg/100 g,則:
2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度引入的不確定度
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書,鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度為0.100 1 mol·L-1,擴展不確定度為0.2%,置信區(qū)間P為95%,則
2.2.4 檢測重復(fù)性引入的不確定度
3名人員在重復(fù)性條件下,分別對樣品的揮發(fā)性鹽基氮含量進行10次獨立測定,檢測結(jié)果如表3所示。
表3 檢測重復(fù)性結(jié)果表
2.2.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
由以上不確定度分量合成的揮發(fā)性鹽基氮相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算如下:
2.2.6 擴展不確定度
擴展不確定U=k×u(x),取k=2,則U=2×urel(x)=2×0.2=0.4 mg/100 g。
揮發(fā)性鹽基氮的含量結(jié)果表示為(12.3±0.4)mg/100 g,k=2。
本文依據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》(GB 5009.228—2016)進行實驗,并參考《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》(CNAS—GL006:2019)對凍豬肉中揮發(fā)性鹽基氮的含量的不確定度來源進行分析,并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,找到影響其不確定度的主要來源為標(biāo)液濃度、檢測重復(fù)性、滴定體積的誤差和樣品稱量。其中標(biāo)液濃度引起的不確定度影響最大,由檢測重復(fù)性和滴定體積引入的不確定度的影響次之,而樣品稱量引入的不確定度最小。