□ 趙衛(wèi)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源進行分析，本文在總堿度測定過程中樣品重復(fù)性測量、標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的稀釋配制、滴定終點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。通過計算得到加工日式生鮮面食品用水總堿度為9.30mg/L時，擴展不確定度為0.20mg/L，最終得出在總堿度的測量過程中，樣品重復(fù)性測量和滴定終點消耗鹽酸溶液的體積的準(zhǔn)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(jié)果可能誤差的度量，也是定量說明測量結(jié)果質(zhì)量好壞的一個參數(shù)。一個完整的測量結(jié)果，除了應(yīng)給出被測量的最佳估計值外，還應(yīng)同時給出測量結(jié)果的不確定度。不確定度的大小反映了測量結(jié)果的可信程度的高低，在理化分析過程中，一些測量結(jié)果都不可避免地具有不確定度，測量不確定度是對測量結(jié)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行凈化水處理，來限制其總堿度含量;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(shù)據(jù)范圍內(nèi)，以此來達到生鮮切面品質(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]的實例，具體闡述對國家計量技術(shù)規(guī)范JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》的理解和實際評估應(yīng)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(shè)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至試液由黃色突變?yōu)槌壬?/p>

　　2.2 建立數(shù)學(xué)模型

　　由計算公式得到數(shù)學(xué)模型

　　加工用水中總堿度:

　　V0為滴定水樣消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL;

　　V為水樣體積，mL;

　　50.04為與1.00mL氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(NaOH)=1.000mol/L]相當(dāng)?shù)囊钥吮硎镜目倝A度(以CaCO3計)的質(zhì)量。

　　3 測量不確定度各分量的來源及量化

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

　　urel(1)為樣品重復(fù)性測量引入的不確定度;

　　urel(2)為標(biāo)準(zhǔn)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(fù)性測量引入的不確定度評定(urel(1))

　　由上表數(shù)據(jù)統(tǒng)計得，n=10，均值=9.30mg/L，相對偏差SD=0.234mg/L

　　樣品重復(fù)性測量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

　　3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液c(HCL)引入的不確定度評定

　　HCL標(biāo)準(zhǔn)溶液【c(HCL)=0.1000±0.0003mol/L】GBW(E) 080495,證書給出的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋的不確定度

　　稀釋過程：取10.00mLHCL標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.1000mol/L)于100mL容量瓶，純水定容至刻度。對10mL移液管、100mL容量瓶進行不確定度計算。

由鑒定證書給出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(zhǔn)不確定度分別為 0.008mL、0.041mL。10mL移液管、100mL容量瓶使用變動性的標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.002mL，0.02mL。由于移取標(biāo)準(zhǔn)溶液的溫度和稀釋時的溫度一致，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(biāo)準(zhǔn)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(qū)間的允許差為±0.025mL，使用三角形分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.010mL。實驗室溫度在±2℃內(nèi)變動，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(biāo)準(zhǔn)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，證書給出，50.00mL移液管的允許差為±0.05mL，使用三角形分布，其校準(zhǔn)不確定度為其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.020mL。實驗室溫度在±2℃內(nèi)變動，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(biāo)準(zhǔn)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

　　滴定終點判斷、指示劑誤差、取樣體積等變動性，已經(jīng)包括在樣品重復(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(qū)間約95%時，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%)(計算過程略)。

　　通過凈水器進行加工前用水凈化水處理，實時監(jiān)測凈化后水質(zhì)總堿度，將堿度控制在10 mg/L以內(nèi)，有效確保了食品的品質(zhì)。

　　結(jié)論

　　由上圖顯示，在相對不確定的4個分量中，所占比重從大到小依次為重復(fù)性測量引入的不確定度、在滴定過程中消耗體積引入的不確定度、HCL標(biāo)準(zhǔn)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(fù)性測量引入的不確定度分量和滴定過程中消耗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。在實際測量過程中，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(jié)果不確定度評定規(guī)范.

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