淺談食品理化檢驗中的空白試驗

劉馨璐，秦秀蓉，曹新玲，何林釗，張 弛

（重慶市計量質(zhì)量檢測研究院，重慶 401120）

我國經(jīng)濟和科學技術(shù)的迅速發(fā)展，為食品工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨著食品種類和數(shù)量的增多，食品安全問題備受關(guān)注。為了確保消費者可以采購到健康、安全的食品，監(jiān)管部門必須要嚴格檢驗食品質(zhì)量，通過開展理化檢驗分析工作，為后續(xù)的監(jiān)管決策提供相應的參考依據(jù)[1]。

在食品理化檢驗過程中，空白試驗是必不可少的環(huán)節(jié)。在現(xiàn)行的GB 5009.229—2016[2]、SN/T 2430—2010[3]、GB 5009.12—2017[4]以及GB 5009.44— 2016[5]等標準中酸價、羅丹明B、鉛、氯化物等檢驗指標都對空白試驗有明確的要求。在標準 GB/T 5009.1—2003[6]中3.7條對食品理化檢驗中的空白試驗有詳細的描述，即除不加試樣外，采用完全相同的分析步驟、試劑和用量（滴定法中標準滴定液的用量除外），進行平行操作所得到的結(jié)果。根據(jù)相關(guān)標準要求及定義可知，進行空白試驗具有一定的意義，但也有局限性，下面將進行詳細的介紹。

1 開展空白試驗的意義

1.1 減小誤差

進行空白試驗是提高食品理化檢驗準確度的重要措施之一，是實驗室中常用的減小誤差的方法，可使偶然誤差接近于零。

空白試驗可以減小試劑中雜質(zhì)、實驗用水中雜質(zhì)、環(huán)境（空氣、溫度、濕度等）、分析器皿的清潔度以及檢驗檢測人員習慣性操作等引起的誤差。空白試驗的目的在于估計出樣品中被測物質(zhì)外的各種因素對組分分析的影響，并確保能消除這種影響，以確保檢驗結(jié)果準確可靠[7]。空白試驗和樣品檢驗分析采用完全相同的分析步驟、試劑和用量，當試劑中雜質(zhì)、實驗用水中雜質(zhì)、環(huán)境（空氣、溫度、濕度等）、分析器皿的清潔度以及檢驗檢測人員習慣性操作對檢驗分析引起干擾影響時，空白試驗值可以體現(xiàn)干擾影響的程度，樣品檢驗分析所得值減去空白試驗值才是樣品中該試驗指標對應的分析結(jié)果。

空白試驗可以減小檢驗檢測人員習慣性操作引起的誤差，現(xiàn)進行舉例說明。按照GB 12456—2021中第一法 酸堿指示劑滴定法，要求做空白試驗，其中5.3.1規(guī)定的滴定終點為“滴定至微紅色30 s不 褪色”[8]。

圖1 （a）為滴定至終點的圖片，圖1（b）為滴定至終點后多加1滴氫氧化鈉標準滴定溶液的圖片。由圖1可知，圖1（b）顏色稍深，但兩者顏色差別并不大，都可以描述為“微紅色”。檢驗檢測人員操作時，為保證“30 s不褪色”的要求，很可能多加一滴氫氧化鈉標準滴定溶液，特別當所用氫氧化鈉標準滴定溶液濃度比較低時。

圖1 總酸空白試驗

GB 12456—2021中第一法 酸堿指示劑滴定法中規(guī)定總酸的計算公式為[8]：

式中：V1是滴定試液時消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的體積，mL；V2是空白試液時消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的體積，mL。

假設檢驗檢測人員A對滴定終點判斷比正確滴定終點多加1滴，設空白試驗時多加的1滴體積為V2'，滴定試液時多加的1滴體積為V1'，將其 代入公式（1），得到關(guān)于檢驗檢測人員A試驗結(jié)果X'：

相同檢驗檢測人員的1滴試劑體積基本相同，即：V1'≈V2'。

代入公式（2）中可得：

即：X'≈X。

由公式推算可知，雖然檢驗檢測人員A習慣性在滴定終點多加一滴，但通過空白試驗，已經(jīng)將這習慣性操作帶來的誤差減小，最終試驗結(jié)果基本與實際值相同。由此可以說明，空白試驗可以減小檢驗檢測人員習慣性操作引起的誤差。

1.2 及時發(fā)現(xiàn)試驗中的失誤

根據(jù)空白試驗數(shù)值大小和離散程度推斷可能出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)如表1所示。根據(jù)空白試驗數(shù)值大小和離散程度可以判斷試驗是否能夠正常進行，具體流程如圖2所示。

圖2 根據(jù)空白試驗數(shù)據(jù)判斷試驗情況流程圖

表1 空白試驗數(shù)值情況與可能出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)

（1）空白試驗數(shù)值小而且數(shù)據(jù)離散程度小時，說明樣品中被測物質(zhì)外的各種因素對試驗的影響小，如試劑中雜質(zhì)對試驗的影響小、實驗用水中雜質(zhì)對試驗的影響小、環(huán)境（空氣、溫度、濕度等）適合試驗進行、分析器皿的清潔度較高以及檢驗檢測人員操作穩(wěn)定。在這樣的情況下，分析結(jié)果的準確度較高，試驗可以正常進行。

（2）空白試驗數(shù)值偏大時，說明樣品中被測物質(zhì)外的各種因素對試驗的影響大，試驗不能繼續(xù)進行。應及時檢查試劑、實驗用水、空氣和分析器皿及檢驗檢測人員防護裝備是否被污染，檢查溫度、濕度是否不適合進行試驗。查找到原因后及時改進，然后再次進行空白試驗，再次確定試驗是否能夠正常進行。

（3）空白試驗值數(shù)據(jù)離散程度大時，說明樣品中被測物質(zhì)外的各種因素對試驗的影響不穩(wěn)定，應及時檢查試劑、實驗用水是否部分被污染，環(huán)境（空氣、溫度、濕度等）是否適合試驗的進行，分析器皿的清潔度是否不均一，檢驗檢測人員操作是否不夠穩(wěn)定。查找到原因后及時改進，然后再次進行空白試驗，再次確定試驗是否能夠正常進行。

2 空白試驗的局限性

（1）空白試驗值不能通用。空白試驗強調(diào)除不加試樣外，其他條件均與樣品檢驗分析完全相同。采用的試劑應是同一廠家、同一濃度、同一批次，實驗用水應是同一設備生產(chǎn)、相同容器盛放，應在相同環(huán)境中進行試驗，相同規(guī)格的分析器皿和同一檢驗檢測人員。因此，當以上幾點中有一點不同時，為提高食品理化檢驗結(jié)果的準確度，應重新做空白試驗，不能將空白試驗值通用。

（2）當實驗室樣品數(shù)量大時，很可能出現(xiàn)不同檢驗檢測人員一起檢驗相同指標的情況。即不同的檢驗檢測人員在相同時間、相同實驗室，使用相同的試劑、實驗用水和分析器皿條件下開展空白試驗。由于每位檢驗檢測人員滴定終點的判定、數(shù)據(jù)讀取習慣、設備操作等細節(jié)方面不盡相同，即使其他試驗條件完全相同，實驗結(jié)果的準確度仍然會受到影響。因此，同一實驗室的不同檢驗檢測人員也不能共用空白試驗值。

3 結(jié)語

綜上所述，進行空白試驗意義重大，其可以減小試劑中雜質(zhì)、實驗用水中雜質(zhì)、環(huán)境（空氣、溫度、濕度等）、分析器皿的清潔度以及檢驗檢測人員習慣性操作等引起的誤差，提高食品理化檢驗準確度；還可以通過空白試驗值的大小和離散程度，判斷試驗是否能夠正常進行；不能繼續(xù)進行試驗時，其能夠幫助相關(guān)人員分析可能存在的失誤，進一步倒查影響試驗結(jié)果的原因。但是空白試驗有其局限性，當任何試驗條件發(fā)生變化時，應重新進行空白試驗，不能將空白試驗值通用，特別是不同檢驗檢測人員在相同時間、相同實驗室，使用相同的試劑、實驗用水和分析器皿情況下，也不能共用空白試驗值。