凱氏定氮法測(cè)定食品中蛋白質(zhì)的不確定度分析

在ISO/IEC17025《校準(zhǔn)和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》中明確指出實(shí)驗(yàn)室出具的檢測(cè)報(bào)告應(yīng)包含有關(guān)評(píng)定校準(zhǔn)或測(cè)試結(jié)果的不確定度說(shuō)明,故對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度的評(píng)定成為檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的重要內(nèi)容。本文試食品中蛋白質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)結(jié)果作不確定度評(píng)定。

原理;含氮的有機(jī)化合物,與硫酸一同加熱消化,使蛋白質(zhì)分解，分解的氨與硫酸結(jié)合生成硫酸銨,然后堿化蒸餾使氨游離，用硼酸吸收后再以鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,根據(jù)酸的消耗量乘以換算系數(shù)即為蛋白質(zhì)含量。

建立數(shù)學(xué)模型

1.1 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(CHCL)/CHCL 的分析鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度來(lái)自三方面：第一,標(biāo)定鹽酸用基準(zhǔn)無(wú)機(jī)碳酸鈉純度為100%± 0.05%,按均勻分布轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0005/ √ 3=0.00029,u(p)/p=2.9 × 10-4。第二，基準(zhǔn)稱量的變動(dòng)性,在50g 以內(nèi)稱量的變動(dòng)性通過(guò)10 次重復(fù)測(cè)定統(tǒng)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.05mg，天平校正產(chǎn)生的不確定度,按檢驗(yàn)證書給定的± 0.1mg,在置信概率95%(k=1.96)時(shí)，換算成標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1/1.96=0.051，即u ( m’) / m ’= 5 . 4 × 1 0 -4。第三，5 0 m L 滴定管的不確定度按檢驗(yàn)證書給定的± 0.04mL,按均勻分布換算標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.04/ √ 3=0.023mL，充滿液體至滴定管刻度的變動(dòng)性通過(guò)重復(fù)6次測(cè)定統(tǒng)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.012mL，滴定管與溶液溫度校正時(shí)溫度不同引起的體積不確定度，假設(shè)差為2℃，對(duì)水體積膨脹系數(shù)為2.1 × 10-4/℃,則95% 置信概率(k=1.96)時(shí)體積變化的區(qū)間為± 50 × 2 × 2.1 × 10-4= ± 0.021 mL,轉(zhuǎn)換成標(biāo)偏差為0.021/1.96=0.011。u(V50)/V50=5.6 × 10-4。根據(jù)以上三項(xiàng)得出的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

1.2 樣品稱量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(m)的分析稱量不確定度來(lái)自兩方面。第一，稱量的變動(dòng)性在50g 以內(nèi)，稱量的變動(dòng)性通過(guò)10次重復(fù)測(cè)定統(tǒng)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.05mg。第二，天平校正產(chǎn)生的不確定度，按檢驗(yàn)證書給定的± 0.1mg,在置信概率95%(k=196)時(shí)，換算成標(biāo)準(zhǔn)偏差為:0.1/1.96=0.051,此兩項(xiàng)得出稱量的不確定度為：

1.3 100mL 消化瓶體積的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V100)的分析

100mL 消化瓶的不確定度來(lái)自三個(gè)方面,第一，消化瓶體積的不確定度，按檢驗(yàn)證書給定為± 0.12 mL,按照均勻分布換算成標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.12/ √ 3=0.069mL。第二,充滿液體至消化瓶刻度的變動(dòng)性通過(guò)6 次重復(fù)測(cè)定統(tǒng)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.019mL。第三,消化瓶和溶液的溫度與校正溫度不同而引起的體積不確定度，假設(shè)為2℃,對(duì)水體積膨脹系數(shù)為2.1× 10-4/℃，則95% 置信概率(k=1.96)時(shí)體積變化區(qū)間為± 100 × 2 × 2.1 × 10-4= ± 0.042mL,轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.042/1.96=0.021mL,該三項(xiàng)得出的不確定度為:

1.4 20mL 移液管的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V20)的分析

20mL 移液管的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源為：第一，移液管體積的不確定度，按檢驗(yàn)證書給定為± 0.03mL,按均勻分布換算標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.03/ √ 3=0.017mL;第二,充滿液體至移液管刻度的變動(dòng)性,通過(guò)重復(fù)6次測(cè)定統(tǒng)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.012mL;第三,移液管和溶液的溫度與校正時(shí)的溫度不同引起的體積不確定度，假設(shè)差為2℃，對(duì)水體積膨脹系數(shù)為2.1 × 10-4/℃,則95% 置信概率(k=1.96)時(shí)體積變化的區(qū)間為± 20 × 2 × 2.1 × 10-4= ± 0.008mL,轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.008/1.96=0.004mL,以上三項(xiàng)合成得出的不確定度為：

1.5 樣品扣除試劑空白(V1-V0)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度u(V10)的分析

用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定樣品和試劑空白是在10mL 滴定管中進(jìn)行的。10mL 滴定管的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源為：第一，滴定管體積的不確定度，按檢定證書給定為± 0.02mL，按均勻分布換算成標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.02/ √ 3=0.012mL。第二，充滿液體至滴定管刻度的變動(dòng)性，通過(guò)重復(fù)6 次測(cè)定統(tǒng)計(jì), 標(biāo)準(zhǔn)偏差為0 . 0 1 0m L 。第三，滴定管和溶液的溫度與校正溫度不同引起的體積變化的不確定度，假設(shè)差為2℃，對(duì)水體積膨脹系數(shù)為2.1 × 10-4/℃，則95% 置信概率(k=1.96)時(shí)體積變化的區(qū)間為± 10 × 2 × 2.1 × 10-4=0.004mL，換算成標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.004/1.96=0.002mL,以上三項(xiàng)合成得出的不確定度為：

樣品( 大豆粉)測(cè)得蛋白質(zhì)含量為N=44.32g/100g,則u(N)=44.32 × 0.0023=0.10g/100g。當(dāng)然，測(cè)定大豆蛋白質(zhì)含量也有十分簡(jiǎn)便的方法，即直接用儀器測(cè)定，如粗蛋白測(cè)定儀就是一款測(cè)定蛋白質(zhì)的儀器，采用了電熱蒸汽發(fā)生器，能夠連續(xù)不斷地進(jìn)行微量和常量蒸餾。含8孔數(shù)顯型消化爐。

2 擴(kuò)展不確定度分析

取包含因子k=2(95% 置信概率),則U(N)=2 × u(N)=2 × 0.10=0.20g/100g。

3 最后結(jié)果表示

N=N ± U(N)=(44.32 ± 0.20)g/100g。