KjeltecTM8400凯氏定氮仪测定饲料中 粗蛋白含量的不确定度评定

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(重庆市畜牧科学院，重庆 荣昌 402460)

1 原理

饲料粉碎后，加入催化剂和硫酸加热消化，破坏有机物，使蛋白质分解转化成硫酸铵。再加入强碱蒸馏使氨逸出，用硼酸吸收后，再以盐酸标准液滴定，根据盐酸消耗量计算蛋白质含量[1]。

2 方法简述

称取约0.5 g粉碎后的饲料，消化。消化结束后，使用KjeltecTM8400凯氏定氮仪进行测定。

3 数学模型

式中： X——样品中的粗蛋白含量(%);

V——滴定试样时所需盐酸标准溶液体积(mL)；

V0——滴定空白时所需盐酸标准溶液体积(mL)；

CHCL——盐酸标准溶液浓度(moL/L)；

P——氮换算成蛋白质系数，6.25；

m——试样质量(g)；

REP——总重复性因子。

根据JJF-2012测量不确定度评定与表示,各分量相互独立，得出X的相对合成标准不确定度传播率为[2,3]：

4 各标准不确定度分量的评定

4.1 滴定体积(仪器误差)的不确定度ur(V-V0)

4.2 HCL标准溶液的不确定度ur(CHCL)

根据GB/T 601-2002进行HCL标准溶液配制及标定[4]。其不确定度传播率为：

式中：

mNa2CO3——称取Na2CO3的质量(g)；

VHCL——滴定消耗HCL标准溶液体积(mL)；

PNa2CO3——Na2CO3的纯度(%)；

MNa2CO3——Na2CO3的摩尔质量(g/moL)；

rep——标定总重复性因子。

4.2.1 ur(mNa2CO3)

使用ATX224电子天平，称样量约为0.2 g，查天平检定证书，该天平最大误差±0.2 mg，四角误差±0.2 mg,重复性误差±0.1 mg，按正态分布考虑，k=3，则：

4.2.2 ur(VHCL)

4.2.2.1 滴定管校准误差的影响

4.2.2.2 实际温度与校准温度不一致的影响

4.2.3 ur(PNa2CO3)

4.2.4 ur(MNa2CO3)

表1是从IUPAC(国际理论与应用化学联合会)最新版的表格中查得的Na2CO3中各元素的原子量和不确定度。各元素对摩尔质量的影响及其不确定度分量见表2。

表1 Na2CO3 中各元素原子量和不确定度

表2 各元素对摩尔质量的影响及其不确定度分量

注：表中标准不确定度是由表1中各元素的标准不确定度数值乘以原子个数得到的。

Na2CO3的摩尔质量为：

MNa2CO3=45.9796+12.0107+47.9982=105.9884g/moL

上式为各独立数值之和，因此碳酸钠摩尔质量的标准不确定度u(MNa2CO3)就等于各不确定度分量平方和的平方根：

0.00067g/moL

4.2.5 ur(rep)

表3为8次重复标定的结果。

表3 盐酸标准溶液标定结果 moL/L

4.2.6 盐酸标准溶液的合成相对不确定度

=0.0010

4.3 称量样品的不确定度ur(m)

4.4 蛋白质测定总重复性的不确定度ur(REP)

表4为8次蛋白质测定的结果，测定覆盖本方法的全过程，即始于称量、消化至自动测定。

表4 蛋白质测定结果 %

5 合成标准不确定度

u(X)=16.84%×0.0024=0.0404%

6 扩展不确定度

取包含因子k=2(置信概率95%),则:U=2×u(X)=2×0.0404%=0.081%

7 结论

根据GB/T 6432-94《饲料中粗蛋白的测定》方法，采用KjeltecTM8400凯氏定氮仪测定饲料中粗蛋白含量，依据JJFl059-2012测量不确定度评定和表示的要求，分析了该测量过程的测量不确定度来源，对测量不确定度的各个分量进行计算，最后合成求出标准不确定度和扩展不确定度。该法测定饲料中粗蛋白含量为16.84%时，其扩展不确定度为0.081%。

该法测量结果不确定度的因素是滴定体积(仪器误差)、HCL标准溶液、称量样品和总重复性，各不确定度分量分别占分量总和的49.13%、24.81%、4.9%和21.09%，由此可见，影响粗蛋白含量测量结果不确定度的最大因素是滴定体积(仪器误差)，其次是HCL标准溶液及测定总重复性。

饲料工业标准汇编, GB/T 6432-94饲料中粗蛋白的测定[S].北京：中国标准出版社，2014.

[2] 国家质量技术监督局．JJFl059-2012测量不确定度评定与表示．北京，2012．

[3] 中国合格评定国家认可委员．CNAS-GL06：2006化学分析中不确定度的评估指南．北京，2006．6．

[4] 国家质量监督检验检疫总局．GB/T 601-2000化学试剂标准溶液的制备[S]．北京，2002．