□ 趙衛京 上海寶橋食品有限公司

　　摘要：為了對食品加工用水中總堿度測量不確定度的來(lái)源進(jìn)行分析，本文在總堿度測定過(guò)程中樣品重復性測量、標準滴定溶液的稀釋配制、滴定終點(diǎn)消耗鹽酸溶液的體積、取樣量等因素對水中總堿度測量不確定度的影響。通過(guò)計算得到加工日式生鮮面食品用水總堿度為9.30mg/L時(shí)，擴展不確定度為0.20mg/L，最終得出在總堿度的測量過(guò)程中，樣品重復性測量和滴定終點(diǎn)消耗鹽酸溶液的體積的準確度是影響加工食品用水總堿度測量不確定度的主要因素。

　　關(guān)鍵詞：不確定度 總堿度 酸堿滴定 食品加工用水

　　不確定度是對測量結果可能誤差的度量，也是定量說(shuō)明測量結果質(zhì)量好壞的一個(gè)參數。一個(gè)完整的測量結果，除了應給出被測量的最佳估計值外，還應同時(shí)給出測量結果的不確定度。不確定度的大小反映了測量結果的可信程度的高低，在理化分析過(guò)程中，一些測量結果都不可避免地具有不確定度，測量不確定度是對測量結果質(zhì)量的定量表征。

　　水中總堿度的控制對日式生鮮切面食品品質(zhì)的主要影響[1]：為保證生鮮切面的品質(zhì)，必須對生活飲用水進(jìn)行凈化水處理，來(lái)限制其總堿度含量;只有維持一定的堿度才能降低水中碳酸根離子、碳酸氫根離子、氫氧根離子達到較好效果。本實(shí)驗室采用不確定度的計算，將生鮮切面加工用水的總堿度控制在比較精確的數據范圍內，以此來(lái)達到生鮮切面品質(zhì)要求。

　　本文以滴定法測量日式生鮮切面食品加工用水中總堿度[2]的實(shí)例，具體闡述對國家計量技術(shù)規范JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》的理解和實(shí)際評估應用[3][4]。

　　1 材料與方法

　　1.1 材料

　　生活飲用水;凈化處理后食品加工使用水。

　　1.2 儀器

　　滴定管：25mL;移液管：50mL;錐形瓶：250mL。

　　1.3 試劑

　　鹽酸滴定溶液;指示劑：甲基橙。

　　1.4 設備

　　電子分析天平;便攜式快速水質(zhì)檢測儀;水處理器(凈水器)。

　　2結果與討論

　　2.1 測量步驟

　　樣品的測定

　　吸取50.0mL水樣于250mL錐形瓶中，加4滴甲基橙指示劑，用鹽酸標準溶液滴定至試液由黃色突變?yōu)槌壬?/p>

　　2.2 建立數學(xué)模型

　　由計算公式得到數學(xué)模型

　　加工用水中總堿度:

　　V0為滴定水樣消耗鹽酸標準溶液的體積，mL;

　　V為水樣體積，mL;

　　50.04為與1.00mL氫氧化鈉標準溶液[c(NaOH)=1.000mol/L]相當的以克表示的總堿度(以CaCO3計)的質(zhì)量。

　　3 測量不確定度各分量的來(lái)源及量化

　　從數學(xué)模型可見(jiàn)，加工用水中總堿度測量的不確定度分量由下式中幾個(gè)因素組成：

　　urel(1)為樣品重復性測量引入的不確定度;

　　urel(2)為標準溶液配制引入的不確定度;

　　urel(3)為滴定消耗HCL體積引入的不確定度;

　　urel(4)為水樣體積引入的不確定度。

　　3.1 樣品重復性測量引入的不確定度評定(urel(1))

　　由上表數據統計得，n=10，均值=9.30mg/L，相對偏差SD=0.234mg/L

　　樣品重復性測量相對標準不確定度為：

　　3.2.1 標準溶液c(HCL)引入的不確定度評定

　　HCL標準溶液【c(HCL)=0.1000±0.0003mol/L】GBW(E) 080495,證書(shū)給出的標準不確定度為0.0003mol/L。按正態(tài)分布，其相對不確定度=0.003。

　　3.2.2 標準溶液稀釋的不確定度

　　稀釋過(guò)程：取10.00mLHCL標準溶液(0.1000mol/L)于100mL容量瓶，純水定容至刻度。對10mL移液管、100mL容量瓶進(jìn)行不確定度計算。

由鑒定證書(shū)給出10mL移液管、100mL容量瓶的最大允許誤差分別為±0.02mL、±0.10mL，使用三角形分布，其校準不確定度分別為 0.008mL、0.041mL。10mL移液管、100mL容量瓶使用變動(dòng)性的標準偏差分別為0.002mL，0.02mL。由于移取標準溶液的溫度和稀釋時(shí)的溫度一致，故忽略溫度對不確定度的影響。因此，10mL移液管的不確定度為
　　　　其相對不確定度為0.0082/10=0.00082;100mL容量瓶的不確定度為其相對不確定度為0.046/100=0.00046。

　　標準溶液配制引入的相對不確定度:

urel(2)=

　　3.3 滴定消耗HCL體積 引入的的不確定度(urel(3))

　　滴定體積1.45mL，取10mL滴定管5mL區間的允許差為±0.025mL，使用三角形分布，其標準不確定度為0.010mL。實(shí)驗室溫度在±2℃內變動(dòng)，其體積的變化為2.1×10-4×2×1.45=6.09×10-4mL，按均勻分布計算，標準不確定為0.00035mL。

滴定消耗HCL體積V引入的的不確定度：U3=

　　其相對不確定：

　　urel(3)=0.010/1.45=6.89×10-3

　　3.4 水樣體積引入的不確定度(urel(4))

　　水樣用50.00mL移液管量取，證書(shū)給出，50.00mL移液管的允許差為±0.05mL，使用三角形分布，其校準不確定度為其標準不確定度為0.020mL。實(shí)驗室溫度在±2℃內變動(dòng)，其體積的變化為2.1×10-4×2×1.45=6.09×10-4mL，按均勻分布計算，標準不確定為0.00035mL。

　　水樣體積V引入的的不確定度：U4=

　　其相對不確定度：urel(4) =0.020/50.00=4.0×10-4

　　滴定終點(diǎn)判斷、指示劑誤差、取樣體積等變動(dòng)性，已經(jīng)包括在樣品重復性測量引入的不確定度評定中，這里不作計算了。

　　3.5合成不確定度的計算

上表中各分量不相關(guān)，則= 0.011

　　X=9.30mg/L，合成標準不確定度urel(c)=0.10mg/L;

　　3.6 擴展不確定度的評定Urel(X)

　　包含因子k=2，置信區間約95%時(shí)，擴展不確定度為：

　　Urel(X)=0.10×2=0.20mg/L。

　　3.7 測量不確定度的報告

　　加工用水中總堿度：9.30±0.20mg/L，(P = 95%)

　　生活飲用水總堿度： 116.67±1.14mg/L，(P=95%)(計算過(guò)程略)。

　　通過(guò)凈水器進(jìn)行加工前用水凈化水處理，實(shí)時(shí)監測凈化后水質(zhì)總堿度，將堿度控制在10 mg/L以?xún)?，有效確保了食品的品質(zhì)。

　　結論

　　由上圖顯示，在相對不確定的4個(gè)分量中，所占比重從大到小依次為重復性測量引入的不確定度、在滴定過(guò)程中消耗體積引入的不確定度、HCL標準滴定液配制引入的不確定度、取水樣體積引入的不確定度，其中重復性測量引入的不確定度分量和滴定過(guò)程中消耗HCL體積引入的不確定度分量占了主要因素，相對而言，取樣體積的不確定分量則占了極少部分。在實(shí)際測量過(guò)程中，占主要因素的不確定度分量的容易引起誤差，占極少部分的不確定度分量不容易產(chǎn)生誤差。

　　參考文獻

　　1、蔡麗麗，陸啟玉，張國印.水質(zhì)對面條品質(zhì)的影響.河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2006，6 (27): 51-53.

　　2、GB/T8538—2008飲用天然礦泉水檢驗方法.

　　3、CSM01010101-2006滴定法測量結果不確定度評定規范.

　　4、JJF1059-1999國家計量技術(shù)規范《測量不確定度評定與表示》.