電位滴定法測定復配甜味劑中氯化物含量的不確定度評定

張 偉，陳雪梅，湯 丹，李 歡，楊 敏

（1.湖南口味王集團有限責任公司，湖南益陽 413000；2.湖南中益食品化工檢測院，湖南益陽 413000）

不確定度是表示被測對象結果分散程度大小的參數，與測量結果密切相關，它使各個機構的測量結果可以相互進行比對，增加不同機構間的信任度[1]。復配甜味劑是利用物理方法將不同的甜味劑和輔料通過攪拌的方式混勻而得到的一種食品甜味劑，它具有強化甜味、改善風味和彌補或掩蓋不良口味的作用[2]。復配甜味劑是不同甜味劑通過科學搭配而得到的產品，它能夠揚長避短，使其口感口味與蔗糖更相似，而且相互之間通常會有增效的作用。它們通過復合使用，可以增強甜度，改善單個甜味劑后味不足的作用，且還能掩蓋單個甜味劑使用時的不良口味。在滿足合規性要求的同時，又起到了降本增效的作用。甜味劑復合使用的效果是利用不同甜味劑相互之間的協同作用和味覺的生理特點達到的。復配甜味劑中除添加了各種甜味劑，還添加了各種輔料，如食鹽。而食鹽含量會影響口感，在日常工作中，除了檢測各種甜味劑的成分外，也要監測復配甜味劑中食鹽（以NaCl 計）添加的含量。該試驗參考《食品安全國家標準 食品中氯化物的測定》（GB 5009.44—2016）第一法自動電位滴定儀法對復配甜味劑中食鹽（以NaCl 計）含量進行不確定度分析[3]。本試驗以飽和甘汞電極為參比電極，銀電極（216-01）為指示電極，采用0.1 mol·L-1的硝酸銀滴定溶液來滴定試樣中的食鹽（以NaCl 計）。儀器自動根據電位變化確定滴定終點，得到消耗的硝酸銀滴定溶液的體積。同時進行空白試驗，以試樣消耗硝酸銀滴定溶液的體積和空白試樣消耗的硝酸銀滴定溶液的體積差，計算復配甜味劑中食鹽（以NaCl 計）的含量。

1 材料與方法

1.1 試劑

硝酸銀滴定溶液，壇墨質檢科技股份有限公司，濃度為0.139 1 mol·L-1，擴展不確定度（k=2）為0.000 2 mol·L-1；硝酸GR、丙酮AR，國藥集團；復配甜味劑，南昌市新華食品科技研究所；25%硝酸溶液（量取25 mL 硝酸和75 mL 水，搖勻）。

1.2 儀器與設備

ZDJ-4B 自動電位滴定儀、232-01 飽和甘汞參比電極、216-01 銀電極，雷磁；ME204/02 萬分之一電子天平，梅特勒。

1.3 操作步驟

稱取混勻后的試樣5.00 g 到100 mL 容量瓶中，加70 mL 水超聲溶解，加純凈水定容到刻度，搖勻。吸取5.00 mL 樣品溶液到100 mL 燒杯中，加25%硝酸溶液5 mL、水5 mL 和丙酮25 mL，用電位滴定儀滴定[1]。

1.4 建立數學模型

樣品中食鹽含量的計算公式為

式中：X為樣品中食鹽（以NaCl 計）的含量，%；0.058 44 為與1.00 mL 1 mol·L-1硝酸銀滴定溶液相當的NaCl 的質量，g；V為樣品定容體積，mL；V1為用于滴定的樣液體積，mL；V0為滴定空白時硝酸銀滴定溶液的消耗體積，mL；C為硝酸銀滴定溶液的濃度，mol·L-1；V2為滴定樣品時硝酸銀滴定溶液消耗體積，mL；m為試樣的質量，g。

1.5 不確定度來源的識別

不確定度來源，如圖1 所示。

圖1 不確定度來源

1.6 不確定度分量

不確定度的分量主要為滴定溶液的不確定度u(c)、天平稱量的不確定度u(m)、體積的不確定度u(V)、儀器的不確定度u(f)、氯化鈉摩爾質量的不確定度u(MNaCl)和重復測定的不確定度u(rep)。

2 結果與分析

2.1 A 類不確定度

檢測結果的重復性主要受操作人員的操作手法、樣品的特性和儀器本身的性能等因素的影響，屬于A 類不確定度，該試驗獨立測定8 次，結果見表1。

表1 重復性試驗結果

8 次測量標準偏差為

重復性引入的標準不確定度為

重復性引入的相對標準不確定度為

2.2 B 類不確定度的評定

2.2.1 硝酸銀滴定溶液帶來的不確定度

本試驗采用的是商品化的硝酸銀滴定溶液，查看硝酸銀滴定溶液的證書（編號：BW20022-0.14-500）， 濃度c=0.139 1 mol·L-1， 擴展不確定度U=0.000 2 mol·L-1（k=2），所以由硝酸銀滴定溶液引入的標準不確定度為

其相對標準不確定度為

2.2.2 樣品稱量帶來的不確定度

樣品稱樣量為5.0 g，查電子天平（ME204/02（梅特勒））檢定證書，線性示值誤差為0.4 mg（0 g ≤m≤50 g），采用直接稱量法，樣品稱量引入的誤差可按矩形分布考慮，樣品稱量帶入的標準不確定度為

2.2.3 量器具帶來的不確定度

樣品采用A 級容量瓶（100 mL）定容，并用A級移液管（5 mL）移取5.00 mL 試液進行測定，按照《常用玻璃量器檢定規程》（JJG 196—2006）常用玻璃量器具檢定規程的要求[4]，A 級容量瓶（100 mL）的容量允差為±0.10 mL，A 級5 mL 單標線移液管的容量允許差為±0.015 mL，按三角分布考慮。

容量瓶（100 mL）體積不準帶入的相對標準不確

單標線移液管（5 mL）體積不準帶入的相對標準不確定度為

則由量器具體積不準帶入的相對標準不確定度為

2.2.4 儀器偏差帶來的不確定度

查看電位滴定儀校準證書，給出的示值誤差為+0.1%，示值誤差服從均勻分布，則電位滴定儀帶入的相對標準不確定度為

2.2.5 氯化鈉摩爾質量的數值帶來的不確定度

IUPAC 2001 年發表的原子量表中[5]，查得NaCl中Cl 和Na 的原子質量和不確定度，按矩形分布考慮，氯化鈉摩爾質量詳見表2。

表2 NaCl 中鈉（Na）和氯（Cl）的相對原子量和不確定度

NaCl 的摩爾質量為MNaCl=58.442 47 g·mol-1，

2.3 不確定度的合成與擴展

2.3.1 合成標準不確定度

2.3.2 不確定度的擴展

擴展不確定度是標準不確定度u(X)與包含因子k的乘積。取擴展因子P95=2，則所測結果擴展不確定度為U=2×0.03%=0.06%。

3 結論

復配甜味劑中食鹽（以NaCl 計）含量為（10.19±0.06）%，P95=2。本試驗采用自動電位滴定法對復配甜味劑中食鹽（以NaCl 計）含量進行測定，分析其不確定度來源，建立數學模型。通過計算，獲得評定結果。從不確定度的評定過程可以看出，不確定度主要來源主要是由測量重復性帶入的。