測定大豆蛋白粗蛋白含量的不確定度評定

摘要：粗蛋白是大豆分離蛋白出廠檢驗項目，根據凱氏定氮法測定大豆分離蛋白中粗蛋白含量，依據JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與分析》計算在測定過程中的隨機效應和系統效應導致的不確定度，最終評定結果的不確定度。

關鍵詞：粗蛋白 不確定度

1 概述

①設備：Kjeltec2000全自動凱式定氮儀 CP225D型電子天平。

②環境條件：溫度21℃ 濕度55%RH。

③被測對象：大豆蛋白。

④測定項目：粗蛋白含量。

⑤方法簡述：根據GB5009.5-2010測定蛋白質含量的規定，將稱好的試樣放入消化管內并加入硫酸一同消化，使蛋白質分解，再用凱式定氮儀進行蒸餾，記錄儀器上顯示的數據即為粗蛋白含量。

2 建立數學模型

X=C（V1-V0）×0.014×6.25×100/m

式中：X——為粗蛋白含量%

C——為鹽酸標準溶液的濃度mol/l

V1——為試樣消耗鹽酸溶液的體積ml

V0——為空白消耗鹽酸溶液的體積ml

0.014——為與1.0ml鹽酸標準溶液相當于氮的質量g

6.25——為蛋白質系數

m——為樣品質量g

3 不確定度來源分析

①蛋白質含量重復性測量引起的標準不確定度，用相對不確定度Ur1表示；

②實驗環境溫度引起的相對不確定度Ur2；

③電子天平（十萬分之一）儀器型號CP225D引起的相對不確定度Ur3；

④全自動凱式定氮儀引起的相對不確定度Ur4；

⑤空白試驗消耗鹽酸溶液引起的相對不確定度Ur5；

⑥鹽酸標準溶液濃度引起的相對不確定度Ur6。

4 不確定度分量的計算

4.1 Ur1的計算

為獲得重復性的不確定度，取測試樣品進行獨立重復測試6次，測量結果見表1

表1 重復性測量的不確定度測量結果

■

S=■=3.877×10-4

Ur1=3.877×10-4/85.5501%=4.532×10-4

4.2 Ur2的計算

檢測蛋白含量時實驗室環境溫度為21度，由此，相對不確定度為：

ur2=2.1×10-4×1/■=1.212×10-4

4.3 Ur3的計算

電子天平，e=0.0001g，按矩形分布則由天平引起的不確定度為：

0.0001/■=5.774×10-5

其相對不確定度Ur3=5.774×10-5/0.1484=3.962×10-4

4.4 Ur4的計算

全自動定氮儀說明書中給出的回收率為99.5%-100.5%，即測定過程中由儀器誤差所導致的相對不確定度

Ur4=0.5%/■=2.8868×10-3

4.5 Ur5的計算

在實驗滴定過程，是由全自動凱氏定氮儀來完成測定的，空白所引起的不確定度Ur5=0.5%/■=2.8868×10-3

4.6 Ur6的計算

4.6.1 標定過程及測定方法等引起的不確定度uAr（x）

依據GB/T601-2002《化學試劑標準滴定溶液的制備》的測定方法，標定標準鹽酸溶液的濃度，標定結果見表2。

表2 鹽酸標準滴定溶液濃度的標定結果

■

注：空白消耗鹽酸的體積為0.1ml。

相對不確定度uAr（x）=uA（x）/0.1003

=5.669467×10-6/0.1003

=5.653×10-5

4.6.2 基準無水碳酸鈉的純度

基準試劑無水碳酸鈉的純度為1.0000±0.0005，視為矩形分布，

up=0.0005/■=2.8868×10-4

upr=up/p=2.8868×10-4

4.6.3 天平稱量所引入的相對標準不確定度umr同上述ur2的計算方法，即：

0.0001/■=5.774×10-5

其相對不確定度ur3=5.774×10-5/0.19506=3.030×10-4

4.6.4 標定體積的相對不確定度uvr

①環境溫度：實驗環境近似20℃，標準溶液的溫度補正值非常小，對實驗結果的影響可忽略不計。

②滴定管的校準：滴定時使用50毫升酸式滴定管，按照檢定規程，其最大允許誤差為±0.05毫升，相對允許誤差為±0.1%，按矩形分布，則滴定體積時相對標準不確定度u（50）=0.1%/■=5.774×10-4。

③滴定終點的判斷：終點時誤差±0.05毫升，兩點分布，現由終點分布判斷引入的標準不確定度uz=0.05毫升，本實驗中的相對標準不確定度

uzr=0.05/35.95=1.391×10-3

則：uvr=■=1.506×10-3

④其它常數，基準無水碳酸鈉摩爾質量引起的標準不確定度很小，可以忽略不計。

因此，由鹽酸標準溶液濃度引起的相對不確定度

ur6=■=1.564×10-3

5 合成不確定度為

ur=■=4.4148×10-3

樣品測得蛋白質含量為85.5501%則

uc（X）= 85.5501%×0.0044148=0.3777%

6 擴展不確定度分析

當滿足95%置信概率時，近似取包含因子K=2，則：

Uc（N）=2×uc（N）=0.755%

7 最后結果表示

用凱氏定氮法測定蛋白質（以N計），測定結果為：

85.6%±0.8%，k=2。

參考文獻：

[1]方彥.近紅外光譜法非破壞性測定玉米子粒粗淀粉含量的研究[J].作物雜志，2011（02）.

[2]魏益民.聯幫德國谷物 面粉 面包 標準分析法（第六版） 十、粗蛋白含量的測定[J].麥類作物學報，1990（01）.

[3]程彥偉，李培睿，李宗義，李學梅.飼料粗蛋白含量分析方法比較[J].飼料工業，2001（11）.