林 秀， 謝婷婷， 林 滉， 鄭 琳

(福建省糧油質(zhì)量監(jiān)測(cè)所，福建 福州 350012)

1 引 言

測(cè)量不確定度是對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)品質(zhì)高低評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是表征賦予被測(cè)量值分散性的非負(fù)參數(shù)，測(cè)量結(jié)果的可靠性極大程度上取決于其不確定度的大小[1～4,16]。因此，附有不確定度說明的測(cè)量結(jié)果才是完整并且有意義的[5，6]。

脂肪酸值是指在滴定100 g待測(cè)樣品時(shí)，所需要的干基KOH的質(zhì)量,以mg/100 g表示。脂肪酸值是反映糧食中游離脂肪酸含量多少的量值指標(biāo)，小麥粉等糧谷在儲(chǔ)藏過程中，受溫度、水分等外界環(huán)境影響，脂肪易氧化或水解為游離脂肪酸，隨著游離脂肪酸含量的增加，小麥粉品質(zhì)逐漸劣化。因此，通過脂肪酸值的測(cè)定，可以判斷小麥粉儲(chǔ)存品質(zhì)的變化情況?，F(xiàn)行GB/T 5510—2011《糧油檢驗(yàn) 糧食、油料脂肪酸值測(cè)定》是小麥粉產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所推薦的檢測(cè)方法[7～10]，標(biāo)準(zhǔn)中有苯提取法和石油醚提取法，后者主要適用于花生、大豆、油菜籽、芝麻、葵花籽等脂肪酸值的測(cè)定，小麥粉中的脂肪酸值測(cè)定需采用苯提取法。

本文根據(jù)JJF 1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[11]，對(duì)影響苯提取法測(cè)定小麥粉脂肪酸值過程中的各因素產(chǎn)生的不確定度進(jìn)行分析評(píng)定，為小麥粉中脂肪酸值檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供參考。

2 材料與方法

2.1 試劑與儀器

電子分析天平(AB204-S，梅特勒-托利多儀器有限公司);電子天平(JJ500，常熟市雙杰測(cè)試儀器廠);超純水機(jī)(Ultra Clear TWF UV TM，德國);數(shù)顯測(cè)速振蕩器(HY-4A，江蘇省金壇市正基儀器有限公司)；數(shù)顯式電熱恒溫干燥箱(101-1SA，上海陽光實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)；堿式滴定管(北玻玻璃儀器廠)；小麥粉(市售)；氫氧化鉀溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW(E)081612-1，標(biāo)準(zhǔn)值：0.501 5 mol/L,北京海岸鴻蒙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)有限責(zé)任公司)；苯、無水乙醇、95%乙醇(分析純，國藥集團(tuán)試劑有限公司)。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1測(cè)定方法

依據(jù)GB/T 5510—2011《糧油檢驗(yàn) 糧食、油料脂肪酸值測(cè)定》中苯提取法；GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》[12]。

2.2.2 測(cè)定原理

混合均勻的樣品用苯溶劑振蕩提取出游離脂肪酸，以酚酞作指示劑，用氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，根據(jù)小麥粉干基質(zhì)量、稀釋倍數(shù)及消耗的氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定液體積數(shù)計(jì)算試樣的脂肪酸值。

2.2.3 測(cè)定步驟

稱取混合均勻的小麥粉樣品約10 g(精確至0.01 g)于250 mL具塞磨口錐形瓶中，用移液管移取50.00 mL苯溶劑，加塞輕輕搖動(dòng)幾秒后，打開塞子放氣；再蓋緊瓶塞將其放置往返振蕩器上，振搖30 min，取下傾斜靜置1～2 min后過濾。棄去最初幾滴濾液，收集清晰濾液25 mL以上于比色管中，蓋塞備用。用移液管移取上述濾液25.00 mL至 150 mL 錐形瓶內(nèi)，加入事先配制好的0.04%酚酞乙醇溶液25 mL，搖混均勻，立即用氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定液滴定至微紅色，觀察30 s不褪色為止。記錄所耗用的標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積(V1)。

2.2.4 數(shù)學(xué)模型

依據(jù)GB/T 5510—2011， 數(shù)學(xué)模型為：

式中：Ak為脂肪酸值，mg/100g；V1為滴定試樣所消耗的標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，mL；V0為滴定空白所消耗的標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，mL；c為標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的摩爾濃度，mol/L；56.1為氫氧化鉀摩爾質(zhì)量，g/mol；50為提取試樣用苯溶劑體積，mL；25為用于滴定的提取液體積，mL；100為換算為100g干試樣質(zhì)量，g；m為小麥粉樣品的稱樣質(zhì)量，g；ω為小麥粉樣品的水分百分含量，%。

3 結(jié)果與分析

3.1 測(cè)量不確定度的主要來源及評(píng)定

3.1.1 樣品均勻性引入的不確定度

本試驗(yàn)依據(jù)GB/T 5491—1985《糧食、油料檢驗(yàn)扦樣、分樣法》[13]規(guī)定，將樣品混合均勻后隨機(jī)取樣，可認(rèn)為樣品是充分均勻的、具有代表性，由此可忽略不計(jì)其產(chǎn)生的不確定度。

3.1.2 樣品前處理引入的相對(duì)不確定度分量urel(A)

(1) 小麥粉樣品稱量時(shí)，由天平引入的不確定度urel(m)

稱量所使用的電子天平檢定證書上標(biāo)明最大稱量誤差為0.01 g，按矩形分布處理，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

試驗(yàn)稱樣量為10.00 g，則相對(duì)不確定度為：

(2) 提取試樣用苯溶劑的體積引入的不確定度urel(VS)

用50.00 mL單線移液管移取50.00 mL苯溶劑浸提樣品后，再用25.00 mL單線移液管移取25.00 mL濾液待滴定。

(b) 25 mL移液管的相對(duì)不確定度。根據(jù)JJG 196—2006規(guī)定，25 mL A級(jí)單標(biāo)線移液管的容量允許差為±0.030 mL，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算與50 mL移液管的相同，因此，

urel(V25)=0.000 48

(3) 移液管使用時(shí)溫度與校正溫度不同引起的不確定度urel(t)

因此，樣品在前處理過程中引起的相對(duì)不確定度為：

=0.001 03

3.1.3 氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液所引入的不確定度urel(c)

(1) 氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的相對(duì)不確定度urel(c0)

已知廠家購入氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的標(biāo)準(zhǔn)值為0.501 5 mol/L，擴(kuò)展不確定度為0.2%(K=2)，因此

(2) 稀釋氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定液的相對(duì)不確定度urel(c1)

將市售氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液0.501 5 mol/L用2.00 mL單線移液管移取2.00 mL于100 mL A級(jí)容量瓶中，用95%乙醇溶液定容，搖勻，配置成濃度為0.010 03 mol/L標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液。

2 mL移液管的相對(duì)不確定度

100 mL容量瓶的相對(duì)不確定度為

因此，稀釋氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定液的相對(duì)不確定度

則氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液所引入的不確定度為

3.1.4 空白試驗(yàn)消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液引入的不確定度urel(V0)

取同一批小麥粉樣品，進(jìn)行8次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，其空白試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)如表1所示，則標(biāo)準(zhǔn)偏差為

因此，空白試驗(yàn)消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液引入的相對(duì)不確定度為

表1 空白試驗(yàn)消耗氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定液體積的重復(fù)測(cè)定結(jié)果Tab.1 Repeated determination of the volume of the standard titrant for potassium hydroxide consumption in the blank test mL

3.1.5 滴定時(shí)所耗用的氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定液體積所引入的相對(duì)不確定度urel(V1)

(1) 滴定管容量允許帶來的不確定度urel(Vd)

(2) 溫度帶來的不確定度u(t5)

滴定消耗0.010 03 mol/L氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積V1=5.17 mL，則由滴定管使用溫度與校正溫度不同引起的不確定度為：

(3) 肉眼判斷引入的不確定度uE

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)[15]，

uE=0.030 mL

因此，滴定時(shí)所耗用的氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定液體積所引入的相對(duì)不確定度為

=0.006 14

3.1.6 小麥粉樣品水分百分含量引入的不確定度urel(ω)

GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》規(guī)定對(duì)樣品進(jìn)行水分含量測(cè)定，烘前質(zhì)量m1=3.000 3 g，恒重質(zhì)量m2=2.624 1 g。

(1) 天平校準(zhǔn)。稱量所使用的分析電子天平檢定證書上標(biāo)明最大稱量誤差為0.15 mg，按矩形分布處理，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

(2) 天平重復(fù)性。天平的重復(fù)性約為0.5乘以最后一位有效數(shù)字，即

u2(m1)=0.5×0.000 1=0.000 05 g

(3) 天平稱量。樣品在稱量時(shí)有兩次稱量過程，應(yīng)記兩次不確定度，因此

=0.000 14 g

相對(duì)不確定度為

水分測(cè)定的數(shù)學(xué)模型為

計(jì)算得，水分含量為

相對(duì)合成不確定度為

3.1.7 重復(fù)性測(cè)定引入的不確定度urel,R

取同一批小麥粉樣品，進(jìn)行8次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，其脂肪酸值的原始數(shù)據(jù)如表2所示，則標(biāo)準(zhǔn)偏差為

重復(fù)性測(cè)定引入的相對(duì)不確定度為

3.2 合成不確定度

3.2.1 不確定度分量列表

將各不確定度分量統(tǒng)計(jì)分列于表3中，由于樣品水分百分含量引入的相對(duì)不確定度遠(yuǎn)小于其他分量，故可不計(jì)入合成不確定度的計(jì)算中。

表2 小麥粉脂肪酸值重復(fù)測(cè)定結(jié)果Tab.2 Repeated measurement results of fatty acid value in wheat flour

表3 小麥粉脂肪酸值不確定度分量表Tab.3 Uncertainty subscale of fatty acid value in wheat flour

3.2.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

計(jì)算合成相對(duì)不確定度

本次實(shí)驗(yàn)小麥粉脂肪酸值最終滴定結(jié)果為8次測(cè)定結(jié)果的平均值，根據(jù)GB/T 5510—2011標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)結(jié)果的表示，保留3位有效數(shù)字，即

Ak=54.8 mg/100 g

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

u=Ak×urel=0.6 mg/100 g

3.3 擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，修約采用只進(jìn)不舍，保留2位有效數(shù)字，則擴(kuò)展不確定度為

U=k×u=1.2 mg/100 g

3.4 帶有擴(kuò)展不確定度的報(bào)告結(jié)果

小麥粉樣品脂肪酸值為

Ak=54.8 mg/100 g

U=1.2 mg/100 g，k=2

4 結(jié) 論

分析影響小麥粉樣品脂肪酸值不確定度的各個(gè)因素，除樣品水分百分含量這一分量以外，空白試驗(yàn)引入的不確定度>滴定體積引入的不確定度>重復(fù)性測(cè)定引入的不確定度>氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液引入的不確定度>樣品前處理引入的不確定度?？梢姴扇”教崛》y(cè)定小麥粉中脂肪酸值時(shí)，人員的操作水平與標(biāo)準(zhǔn)化程度是測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵，并且選用品質(zhì)可靠的玻璃分析儀器也是十分重要的。在實(shí)驗(yàn)測(cè)定中，應(yīng)注重這些方面存在的問題，保證檢驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性、客觀性。