凍豬肉中揮發性鹽基氮含量測定的 不確定度評定

◎ 陳 韻，陳桂云，黎穎欣，葉春常，陳梓聰

（廣州市食品檢驗所，廣東 廣州 511400）

揮發性鹽基氮（Total Volatile Basic Nitrogen，TVB-N）是一項常用于評價肉類新鮮度的理化指標[1]。按照《食品安全國家標準 鮮（凍）畜、禽產品》（GB 2707—2016）的要求，鮮（凍）畜、禽產品中揮發性鹽基氮的含量不得大于15 mg/100 g[2]。影響肉類中揮發性鹽基氮含量的因素包括儲存溫度[3]、運輸溫度和環境[4]、解凍方式[5]等。目前，檢測揮發性鹽基氮的方法有半微量定氮法、自動凱氏定氮儀法、微量擴散法、近紅外光譜法[6-8]、高光譜成像技術[9-11]等。其中，自動凱氏定氮儀法[12-14]的精密度、準確度和操作便利度較高，是近年來實驗室常用的方法之一[15]。

測量不確定度是指根據所用到的信息，表征賦予被測量值分散性的非負參數[16]。測量不確定度的來源是多方面的，包括抽樣、存儲條件、儀器的影響、試劑純度、測量條件、操作人員的影響等。

《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》（GB 5009.228—2016）[17]中第二法是利用自動凱氏定氮儀測定食品中揮發性鹽基氮的含量，本研究參考《化學分析中不確定度的評估指南》（CNAS—GL006：2019），通過分析影響檢測結果的不確定因素，評估該方法的不確定度。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

市售冰鮮豬肉；鹽酸標準滴定溶液c（HCl）為0.100 1 mol/L[GBW（E）081127，深圳市博林達科技有限公司]；氧化鎂、甲基紅（AR，國藥集團化學試劑有限公司）；溴甲酚綠（Ind，國藥集團化學試劑有限公司）；硼酸（AR，廣州化學試劑廠）；實驗室用水為Milli-Q純水。

1.2 儀器與設備

KjeltecTM8400全自動凱氏定氮儀（丹麥福斯分析儀器有限公司）；電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理和測定

按照《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》（GB 5009.228—2016）第二法自動凱氏定氮儀法進行前處理。設定硼酸吸收液體積為30 mL，蒸餾時間180 s，開始蒸餾測定。由3名人員在重復性條件下，分別對樣品的揮發性鹽基氮含量進行10次獨立測定。

1.3.2 數學模型

試樣中揮發性鹽基氮含量的計算公式為：

式中：X為試樣中揮發性鹽基氮的含量，mg/100 g；V1為試樣消耗鹽酸標準滴定溶液的體積，mL；V0為試劑空白消耗鹽酸標準滴定溶液的體積，mL；c為鹽酸標準滴定溶液的濃度，mol·L-1；m為試樣質量，g；14為與滴定1.0 mL鹽酸[c（HCl）=1.000 mol·L-1]標準滴定溶液相當的氮的質量，g·mol-1；100為計算結果單位換算系數。

2 結果與分析

2.1 不確定度來源分析

根據檢測過程分析，揮發性鹽基氮不確定度的具體來源如表1所示。

表1 不確定度來源表

試驗中，依照《食品衛生檢驗方法理化部分總則》（GB/T 5009.1—2003）規定，將樣品按四分法取樣后充分混合、粉碎，可認為樣品是均勻的，代表性充分，由此樣品均勻性所致的不確定度可忽略不計。實驗室環境相對獨立，稱量操作迅速及時，環境溫度、濕度在短時間內變化甚微，對稱量結果的影響可忽略不計。滴定體積中溫度變化引入的不確定度已計算在定氮儀的不確定度內。稱樣的重復性和滴定體積的重復性并入檢測重復性中考慮。因此，剩下的不確定度來源中，僅需研究天平線性允差、滴定體積（定氮儀誤差）、標液濃度、檢測重復性這幾個參數的不確定度分量。相應的不確定度來源修正如表2所示。

表2 經過修正后的不確定來源表

2.2 不確定度的評定

2.2.1 樣品稱量引入的不確定度

樣品稱量的不確定度主要由天平引入，天平不確定度主要來源于天平的線性，查天平校準證書，量程為5～20 g的線性數值為10 mg，認為其符合矩形分布，則天平的標準不確定度分量為：

因為稱重分兩次進行，一次為去皮，一次為凈重，每一次稱重均為獨立觀測的結果，其關系為線性疊加，則：

2.2.2 滴定體積誤差引入的不確定度

本實驗用全自動凱氏定氮儀對凍豬肉的揮發性鹽基氮進行蒸餾滴定分析，故滴定體積引入的不確定度主要來源于定氮儀的誤差。根據全自動凱氏定氮儀的校準證書，定氮儀的擴展不確定度為3.0%，k=2，

空白滴定和樣品滴定時定氮儀都引入了誤差，共2次，則：

測得樣品揮發性鹽基氮的平均值為12.3 mg/100 g，則：

2.2.3 標準滴定溶液的濃度引入的不確定度

根據標準物質證書，鹽酸標準滴定溶液的濃度為0.100 1 mol·L-1，擴展不確定度為0.2%，置信區間P為95%，則

2.2.4 檢測重復性引入的不確定度

3名人員在重復性條件下，分別對樣品的揮發性鹽基氮含量進行10次獨立測定,檢測結果如表3所示。

表3 檢測重復性結果表

2.2.5 合成標準不確定度

由以上不確定度分量合成的揮發性鹽基氮相對合成標準不確定度計算如下：

2.2.6 擴展不確定度

擴展不確定U=k×u(x)，取k=2，則U=2×urel(x)=2×0.2=0.4 mg/100 g。

揮發性鹽基氮的含量結果表示為（12.3±0.4）mg/100 g，k=2。

3 結論

本文依據《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》（GB 5009.228—2016）進行實驗，并參考《化學分析中不確定度的評估指南》（CNAS—GL006：2019）對凍豬肉中揮發性鹽基氮的含量的不確定度來源進行分析，并建立相應的數學模型，找到影響其不確定度的主要來源為標液濃度、檢測重復性、滴定體積的誤差和樣品稱量。其中標液濃度引起的不確定度影響最大，由檢測重復性和滴定體積引入的不確定度的影響次之，而樣品稱量引入的不確定度最小。