都 蕓，邱怡筠，王開宇，左惠君，張露月

（煙臺(tái)市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山東煙臺(tái) 264000）

白酒質(zhì)量要求系列標(biāo)準(zhǔn)《白酒質(zhì)量要求 第1部分：濃香型白酒》（GB/T 10781.1—2021）、《白酒質(zhì)量要求 第8部分：濃醬兼香型白酒》（GB/T 10781.8—2021）、《白酒質(zhì)量要求 第9部分：芝麻香型白酒》（GB/T 10781.9—2021），均在白酒理化指標(biāo)中新增加了酸酯總量的要求。白酒中約98%的成分是乙醇和水，剩余反映白酒香氣、口味的微量香味成分占2%左右，其中酸類和酯類物質(zhì)占微量香味成分的70%以上，是白酒呈香呈味的重要物質(zhì)，因此二者的含量對(duì)白酒的風(fēng)味起關(guān)鍵作 用[1-4]。大量研究表明，白酒在存儲(chǔ)過程中，會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)[5-6]，酸和酯之間是存在動(dòng)態(tài)平衡的[3]，二者通過酯類水解、酯-酸交換、酯氧化等一系列化學(xué)反應(yīng)[7-8]，使酒體中呈“酸增酯減”的規(guī) 律[9-11]，而二者的平衡才是構(gòu)成白酒整體口味和風(fēng)格的關(guān)鍵[12-13]，因此不能僅用總酸、總酯的含量來判斷白酒的品質(zhì)[14]?，F(xiàn)以GB/T 10781.1—2021標(biāo)準(zhǔn)要求為例，評(píng)定指示劑法測(cè)定白酒中酸酯總量的測(cè)量不確定度。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

氫 氧 化 鈉 標(biāo) 準(zhǔn) 滴 定 溶 液，c（NaOH）= 0.100 1 mol·L-1，編號(hào)：GBW(E)081126，深圳博林達(dá)科技有限公司；硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，c（1/2H2SO4）= 0.100 7 mol·L-1，編號(hào)：GBW(E)082551，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；95%乙醇，分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；酚酞，分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

25 mL（A級(jí)）酸堿通用滴定管，天津市天玻玻璃儀器有限公司；25 mL（A級(jí)）單標(biāo)吸量管，天津市天玻玻璃儀器有限公司；50 mL（A級(jí)）單標(biāo)吸量管，天津市天玻玻璃儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 方法原理

依據(jù)《白酒質(zhì)量要求 第1部分：濃香型白酒》（GB/T 10781.1—2021）中附錄A。以堿中和試樣中的游離酸，再加入一定量的堿溶液，加熱回流使酯類皂化，用酸中和剩余的堿。通過計(jì)算堿的總消耗量得出酸酯總量[15]。

1.3.2 樣品試驗(yàn)

準(zhǔn)確吸取酒樣50.00 mL于250 mL錐形瓶中，加入2滴酚酞指示劑（10 g·L-1），以氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至粉紅色，記錄消耗的氫氧化鈉體積（V1），再準(zhǔn)確加入氫氧化鈉滴定溶液25.00 mL，搖勻，裝上冷凝管，于沸水浴上回流30 min或者靜置24 h以上[16]，取下冷卻后用硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行滴定，紅色剛好消失即為滴定終點(diǎn)，記錄消耗硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積（V2）。

1.3.3 空白試驗(yàn)

吸取50.00 mL乙醇（無酯）溶液（體積分?jǐn)?shù)為40%）按照1.3.2步驟操作做空白試驗(yàn)，記錄消耗硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積（V0）。

2 測(cè)量結(jié)果

2.1 樣品試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果

樣品測(cè)試結(jié)果見表1。

表1 樣品測(cè)量結(jié)果

2.2 空白試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果

5次空白試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果V0分別為24.08 mL、24.09 mL、24.06 mL、24.10 mL和24.08 mL，為24.08 mL。

3 數(shù)學(xué)模型

白酒樣品中酸酯總量的測(cè)量不確定度模型為

式中：X為酒樣中的酸酯總量，mmol·L-1；c1為氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol·L-1；V1為樣品中總酸所消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，mL；c2為硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol·L-1；V0為空白試驗(yàn)消耗硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，mL；V2為樣品消耗硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，mL；50.0為吸取樣品的體積，mL。

4 測(cè)量不確定度來源分析

依據(jù)《化學(xué)分析測(cè)量不確定度評(píng)定》[17]中的評(píng)定規(guī)則以及測(cè)量模型（1），可以得出指示劑法測(cè)定白酒中酸酯總量的不確定度主要分量有酸酯總量測(cè)量的重復(fù)性、酒樣體積、酸堿標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度、總酸滴定體積、總酯滴定體積及空白滴定體積。

滴定分析中滴定體積通常有4個(gè)不確定度分量：容量允差、溫度、讀數(shù)誤差、指示劑，本示例總酸滴定體積V1由指示劑引入的不確定度uin(V1)可傳導(dǎo)至酯類滴定體積V2，呈正相關(guān)，將uin(V1)代入[c1×V1+c2(V0-V2)]得c1×[V1+uin(V1)]+c2×{V0-[V2+uin(V1)]}=c1×V1+c2×(V0-V2)+[c1uin(V1)-c2uin(V1)]，式中[c1uin(V1)-c2uin(V1)]趨近于0，則滴定體積V1指示劑引入的不確定度uin(V1)基本抵消，因此不必評(píng)定。具體不確定度因果圖見圖1。

圖1 酸酯總量不確定度因果圖

5 測(cè)量不確定度的評(píng)定

5.1 測(cè)量重復(fù)性不確定度（uA）

測(cè)量重復(fù)性（A類）不確定度即為測(cè)量結(jié)果平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差[18]，對(duì)樣品進(jìn)行10次測(cè)量，具體測(cè)量結(jié)果見表1。10次測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差為

測(cè)量重復(fù)性的不確定度為

5.2 酒樣體積V的不確定度u(V)

酒樣體積V的不確定度主要來源分為單標(biāo)吸量管的容量允差與實(shí)驗(yàn)室溫度波動(dòng)兩部分。

已知A級(jí)50 mL的單標(biāo)吸量管，容量允差為±0.05 mL[19]且視為均勻分布，因此單標(biāo)吸量管容量允差引入的不確定度

酒類指標(biāo)通常以20 ℃計(jì)，如酒精度。已知實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度變化在（20±3）℃范圍內(nèi)，50%vol白酒體積膨脹系數(shù)α查《新編酒精密度濃度和溫度常數(shù)數(shù)據(jù)表》[20]中表Ⅱ“酒精溶液密度與溫度和體積濃度關(guān)系表”可知約為0.000 81，因此溫度波動(dòng)引入的不確定度

二者合成可得酒樣體積不確定度為

5.3 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液和硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的不確定度u(c1)、u(c2)

氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度c（NaOH）= 0.100 1 mol·L-1，查其證書可知，U=0.2%，k=2，因此不確定度

硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度c（1/2H2SO4）= 0.100 7 mol·L-1，查其證書可知，U=0.3%，k=2，則不確定度

5.4 總酸滴定體積V1的不確定度u(V1)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作步驟可知，總酸滴定體積V1引入的不確定度分為滴定管容量允差、讀取滴定體積誤差、溫度3個(gè)方面。

5.4.1 滴定管容量允差引入的不確定度u1(V1)

已知25 mL 的A級(jí)滴定管容量允差為 ±0.04 mL[19]，實(shí)際實(shí)驗(yàn)中滴定總酸消耗的體積約為6.01 mL，因體積較小，按三角分布計(jì)算，取k=，滴定管容量允差差引入的不確定度

5.4.2 讀取滴定體積時(shí)引入的不確定度u2(V1)

一般實(shí)驗(yàn)人員的眼睛分辨力在0.1 mm左右，其引起的質(zhì)量誤差為±1.0×10-2g[21]，已知滴定溶液的密度近似為20 ℃下蒸餾水的密度ρ=998.20 g·L-1，則25 mL滴定管讀數(shù)誤差約為±0.01 mL，按均勻分布k=進(jìn)行計(jì)算：

5.4.3 溫度波動(dòng)引入的不確定度ut(V1)

實(shí) 驗(yàn) 室 環(huán) 境 溫 度 變 化 為（20±3）℃，將 0.100 1 mol·L-1氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的膨脹系數(shù)近似為水的膨脹系數(shù)2.1×10-4·℃-1，溫度波動(dòng)按均勻分布k=，則溫度波動(dòng)引入的不確定度：

5.4.4 合成總酸滴定體積V1的不確定度u(V1)

樣品滴定體積由5.4.1～5.4.3相互獨(dú)立的部分組成：

5.5 空白滴定體積引入的不確定度u(V0)

空白滴定過程中不確定度主要來源有空白滴定體積的測(cè)量重復(fù)性、加入氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積誤差（重復(fù)性）、滴定管的容量允差、檢測(cè)人員讀數(shù)的誤差、終點(diǎn)指示劑的變色區(qū)間以及實(shí)驗(yàn)室溫度的波動(dòng)6個(gè)方面組成。

5.5.1 空白滴定體積的測(cè)量重復(fù)性u(píng)1(V0)

對(duì)空白體積進(jìn)行了5次測(cè)定，V0分別為24.08 mL、 24.09 mL、24.06 mL、24.10 mL和24.08 mL，為24.08 mL，根據(jù)《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》（JJG 1059.1—2012）[22]中的極差法來計(jì)算引入的不確定度u1(V0)，5次測(cè)量的極差系數(shù)查表可知

根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知，加入氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的不確定度來源于25 mL單標(biāo)吸量管體積的測(cè)量重復(fù)性而與其容量允差無關(guān)。并且實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度穩(wěn)定，與溫度偏差引入的體積誤差也無關(guān)。在同一溫度下，重復(fù)測(cè)量10次單標(biāo)吸量管中純水的質(zhì)量，測(cè)量結(jié)果見表2，用測(cè)得純水的質(zhì)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，可近似得到單標(biāo)吸量管體積測(cè)量的重復(fù)性 偏差[23]。

表2 相同溫度下25 mL單標(biāo)吸量管純水質(zhì)量

單標(biāo)吸量管體積測(cè)量的不確定度：u2(V0)=s(V0)=

5.5.3 滴定管容量允差引入的不確定度u3(V0)

25 mL A級(jí)滴定管容量允差[19]為±0.04 mL，按均勻分布k=得

5.5.4 讀數(shù)時(shí)引入的不確定度u4(V0)

具體的評(píng)定過程見5.4.2，u4(V0)=0.005 77 mL。

5.5.5 指示劑的變色區(qū)間引入的不確定度u5(V0)

臨近終點(diǎn)時(shí)，采用半滴技術(shù)滴定，指示劑變色區(qū)間為半滴體積0.025 mL，中間值為最佳終點(diǎn)體積[24]， 變區(qū)間色按均勻分布k=計(jì)，指示劑的變色區(qū)間引入的不確定度

5.5.6 溫度波動(dòng)引入的不確定度ut(V0)

實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度變化為（20±3）℃，膨脹系數(shù) 近 似 為2.1×10-4℃-1，均 勻 分 布為 24.08 mL，則溫度波動(dòng)引入的不確定度

5.5.7 合成空白滴定體積引入的不確定度u(V0)

空白滴定體積由5.5.1～5.5.6相互獨(dú)立組成：

5.6 酒樣總酯滴定體積的不確定度u(V2)

酒樣總酯滴定體積V2的不確定度來源主要由加入氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積誤差（重復(fù)性）、滴定管的容量允差、檢測(cè)人員讀數(shù)的誤差、終點(diǎn)指示劑的變色區(qū)間以及實(shí)驗(yàn)室溫度的波動(dòng)5個(gè)方面組成。5.6.1 加入氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積引入的不確定度u1(V2)

具體的評(píng)定過程見5.5.2，u1(V2)=0.006 30 mL。

5.6.2 滴定管容量允差引入的不確定度u2(V2)

25 mL A級(jí)滴定管容量允差[19]為±0.04 mL，而實(shí)際滴定體積約為9.21 mL，按三角分布假設(shè)，取

5.6.3 讀數(shù)時(shí)引入的不確定度u3(V2)

具體的評(píng)定過程見5.4.2，u3(V2)=0.005 77 mL。

5.6.4 指示劑的變色區(qū)間引入的不確定度u4(V2)

具體的評(píng)定過程見5.5.5，u4(V2)=0.007 22 mL。

5.6.5 溫度波動(dòng)引入的不確定度ut(V2)

實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度變化為（20±3）℃，膨脹系數(shù)近似為2.1×10-4℃-1，均勻分布k=，則

5.6.6 合成樣品滴定體積引入的不確定度u(V2)

樣品滴定體積由5.6.1～5.6.5相互獨(dú)立組成：

5.7 B類測(cè)量不確定度

B類測(cè)量不確定度為除A類測(cè)量不確定度（測(cè)量結(jié)果重復(fù)性不確定度）外所有的不確定度。實(shí)驗(yàn)室溫度穩(wěn)定，由溫度引入的4個(gè)不確定度強(qiáng)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)等于1，則B類測(cè)量不確定度需按公式（2）進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)公式（1），各不確定度分量的靈敏度系數(shù)為：

將各分量不確定度及靈敏系數(shù)代入公式（2）得

5.8 標(biāo)準(zhǔn)不確定度

A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度和B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成得標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

6 擴(kuò)展不確定度U評(píng)定

取95%置信率，擴(kuò)展因子k=2，U(X)=2×0.112= 0.224=0.2 mmol·L-1。因此，采用指示劑法測(cè)量白酒中酸酯總量的結(jié)果為X=（42.0±0.2）mmol·L-1（k=2）。

7 結(jié)論

通過對(duì)指示劑法測(cè)量白酒中酸酯總量不確定度的評(píng)定，可以進(jìn)一步檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，為該項(xiàng)目檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性作一定的參考。通過評(píng)定可知該檢測(cè)方法測(cè)量不確定度的主要來源是酸酯總量測(cè)量的重復(fù)性、酒樣體積、酸堿標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度、總酸滴定體積、總酯滴定體積和空白滴定體積。其中滴定總酸時(shí)指示劑引入的不確定可基本抵消，因此不需要進(jìn)行評(píng)定。酸堿標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度的不確定度較小，基本可以忽略。而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度的主要因素是酒樣體積、總酸滴定體積、總酯滴定體積和空白滴定體積以及樣品的測(cè)量重復(fù)性。因此，在實(shí)驗(yàn)操作過程中，應(yīng)適當(dāng)增加樣品測(cè)定次數(shù)并規(guī)范滴定操作，從而確保檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。