酸度计法测定酱油中氨基酸态氮的不确定度评价

郭健波

（永城职业学院 经济贸易系，河南 永城 476600）

酱油独特的美味主要在于其鲜味，其中游离氨基酸是在钠盐存在的情况下，对鲜味具有重要作用的低分子化合物[1-2]。因此酱油中氨基酸态氮含量是评价酱油质量等级的重要指标[3-4]，所以酱油中氨基酸态氮含量在一定范围值内越高越好，其中特级酿造酱油的氨基酸态氮≥0.80 g/mL。国家酱油标准GB/T 18186—2000《酿造酱油》中要求氨基酸态氮≥0.40 g/mL[5-6]，因此对酱油中氨基酸态氮含量的测定显得尤为重要，但在实际操作中会出现一定的误差，使得检验结果出现差错，造成检验失误。

为得到更加真实客观的检测结果，提高检测结果的准确度，特别是当结果介于技术要求的临界值附近时，需要根据JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》要求对测定结果进行不确定度评定[7]。因此本试验根据GB 5009.235—2016《食品安全国家标准食品中氨基酸态氮的测定》第一法酸度计法进行酱油中氨基酸态氮的含量测定[8]，分析影响氨基酸态氮测定的各个因素不确定度来源，评估各个不确定度分量，找出对测量不确定度影响较大的来源。旨在为相关类似实验提供科学依据，确保检测结果的准确、可靠。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

甲醛、氢氧化钠（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；低盐固态发酵酱油（特级）：市售。

1.2 仪器与设备

PHSJ-4A型酸度计、XS204型电子天平：梅特勒利多（中国）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

移取5.0 mL酱油试样于100 mL容量瓶中，加水至刻度，混匀后吸取20.0 mL置于200 mL烧杯中，加入60 mL水，开动磁力搅拌器，用氢氧化钠标准滴定溶液[c（NaOH）=0.050 mol/L]滴定至酸度计指示pH为8.2，记下消耗NaOH标准滴定液的毫升数，可计算总酸含量。加入10.0 mL甲醛溶液，混匀。再用NaOH标准滴定液继续滴定至酸度计指示pH为9.2，记下消耗NaOH标准滴定液的毫升数。同时取80 mL水，先用NaOH标准滴定液调节至pH为8.2，再加入10.0 mL甲醛溶液，用NaOH标准滴定液继续滴定至酸度计指示pH为9.2，做试剂空白试验。

1.3.2 建立数学模型

氨基酸态氮的测定结果主要通过氢氧化钠滴定液的消耗体积来进行计算，计算公式如下：

式中：X为氨基酸态氮含量，g/100 g；Vi为测定用试样稀释液加入甲醛后消耗NaOH标准滴定液的体积，mL；V0为试剂空白试验加入甲醛后消耗NaOH标准滴定液的体积，mL；c为NaOH标准滴定液的浓度，mol/L；0.014为与1.00 mL NaOH标准滴定液[c（NaOH）=1.000 mol/L]相当的氮的质量，g；5.0为移取试样体积，mL；100为试样定容体积，mL；20.0为试样取用量，mL；100为单位换算系数；n为重复试验次数。

由于上述公式中c为非变量，可将NaOH标准滴定液消耗体积Vi除外的其他参数相互作用结果看作一个固定常数b，因此可等同于：

实际上，由于移取和滴定过程、环境温度等对测定结果都会产生一定影响，因此需要在公式中加入一个修正因子f，公式如下：

1.3.3 测定氨基酸态氮的不确定度来源分析

GUM定义测量不确定度是与测量结果相关的参数，为表征合理赋予被测值的分散性包含A类不确定度、B类不确定度、合成标准不确定度等[9-12]。结合实际检测过程及上述数学模型，氨基酸态氮测定的不确定度来源包括：①移液、定容、再移液以及滴定过程中引入的体积不确定度urel（v），来源于容量瓶、移液管和滴定管的精度、读数误差以及环境温度影响；②NaOH滴定液标定浓度不确定度urel（c）；③pH计引入不确定度urel（p），包括pH计示值误差以及分辨率对测定值的影响；④重复测定引入的A类相对标准不确定度urel（X）。

2 结果与分析

2.1 移液、定容、滴定等过程中引入的不确定度urel（v）

2.1.1 移取试样引入的相对标准不确定度urel（v1）

2.1.2 试样定容引入的相对标准不确定度urel（v2）

2.1.3 移取试样引入的相对标准不确定度urel（v3）

2.1.4 加入水和甲醛溶液引入的不确定度

样品滴定过程中加入60 mL水作为承载体，10 mL甲醛用于掩蔽氨基酸中的氨基，该过程引入的误差通过空白试验可基本消除，故其引入的不确定度忽略不计。

2.1.5 滴定引入的相对标准不确定度urel（v4）

2.2 NaOH标准滴定液浓度引入的不确定度urel（c）

NaOH标准滴定液是根据GB/T 601—2016《化学试剂标准滴定溶液的制备》进行配制标定[19]，标定浓度为0.050 91 mol/L，其相对扩展不确定度不大于0.2%，k=2，因此其相对不确定度为：

2.3 pH计指示终点引入不确定度urel（pH）

2.4 重复测定引入A类不确定度urel（ci）

表1 酱油样品氨基酸态氮含量测定结果Table 1 Determination results of amino acid nitrogen contents in soy sauce samples

2.5 评定合成相对标准不确定度uc（X）

综上所述，各个不确定度分量如表2所示，其中取样、定容及滴定过程引入的体积相对不确定度和pH计引入的标准不确定度是主要来源。由各不确定度分量可得合成相对不确定度为：

表2 酱油氨基酸态氮测定不确定度分量来源结果统计Table 2 Source statistics of uncertainty components in determination of amino acid nitrogen in soy sauce

2.6 评定扩展不确定度U及结果报告

酱油中氨基酸态氮含量平均值为0.813 g/100 mL，其合成标准不确定度为：

在95%置信概率下，取包含因子k=2，则扩展不确定度为：

故当酱油试样中氨基酸态氮含量接近国家标准限量值时，应进行扩展不确定度的分析，以便科学合理的进行判定。

3 结论

本试验分析了滴定法测定酱油氨基酸态氮不确定度来源，并对该过程可能引入不确定度的因素进行深入考量、评定。结果表明样品移取、定容和滴定引入的体积不确定度以及pH计示值误差和分辨率是测定过程中不确定度的主要来源。当酱油样品中氨基酸态氮含量结果为0.813 g/100 mL时，其扩展不确定度为0.046 g/100 mL。所以在测定酱油中氨基酸态氮含量时，应该保证所用玻璃器皿及酸度计经过严格检定，同时注意实验操作过程中对取样、定容、滴定等步骤进行严格控制，操作规范化，从而提高检测结果的准确性和可靠性。