电位滴定法测定复配甜味剂中氯化物含量的不确定度评定

张 伟，陈雪梅，汤 丹，李 欢，杨 敏

（1.湖南口味王集团有限责任公司，湖南益阳 413000；2.湖南中益食品化工检测院，湖南益阳 413000）

不确定度是表示被测对象结果分散程度大小的参数，与测量结果密切相关，它使各个机构的测量结果可以相互进行比对，增加不同机构间的信任度[1]。复配甜味剂是利用物理方法将不同的甜味剂和辅料通过搅拌的方式混匀而得到的一种食品甜味剂，它具有强化甜味、改善风味和弥补或掩盖不良口味的作用[2]。复配甜味剂是不同甜味剂通过科学搭配而得到的产品，它能够扬长避短，使其口感口味与蔗糖更相似，而且相互之间通常会有增效的作用。它们通过复合使用，可以增强甜度，改善单个甜味剂后味不足的作用，且还能掩盖单个甜味剂使用时的不良口味。在满足合规性要求的同时，又起到了降本增效的作用。甜味剂复合使用的效果是利用不同甜味剂相互之间的协同作用和味觉的生理特点达到的。复配甜味剂中除添加了各种甜味剂，还添加了各种辅料，如食盐。而食盐含量会影响口感，在日常工作中，除了检测各种甜味剂的成分外，也要监测复配甜味剂中食盐（以NaCl 计）添加的含量。该试验参考《食品安全国家标准 食品中氯化物的测定》（GB 5009.44—2016）第一法自动电位滴定仪法对复配甜味剂中食盐（以NaCl 计）含量进行不确定度分析[3]。本试验以饱和甘汞电极为参比电极，银电极（216-01）为指示电极，采用0.1 mol·L-1的硝酸银滴定溶液来滴定试样中的食盐（以NaCl 计）。仪器自动根据电位变化确定滴定终点，得到消耗的硝酸银滴定溶液的体积。同时进行空白试验，以试样消耗硝酸银滴定溶液的体积和空白试样消耗的硝酸银滴定溶液的体积差，计算复配甜味剂中食盐（以NaCl 计）的含量。

1 材料与方法

1.1 试剂

硝酸银滴定溶液，坛墨质检科技股份有限公司，浓度为0.139 1 mol·L-1，扩展不确定度（k=2）为0.000 2 mol·L-1；硝酸GR、丙酮AR，国药集团；复配甜味剂，南昌市新华食品科技研究所；25%硝酸溶液（量取25 mL 硝酸和75 mL 水，摇匀）。

1.2 仪器与设备

ZDJ-4B 自动电位滴定仪、232-01 饱和甘汞参比电极、216-01 银电极，雷磁；ME204/02 万分之一电子天平，梅特勒。

1.3 操作步骤

称取混匀后的试样5.00 g 到100 mL 容量瓶中，加70 mL 水超声溶解，加纯净水定容到刻度，摇匀。吸取5.00 mL 样品溶液到100 mL 烧杯中，加25%硝酸溶液5 mL、水5 mL 和丙酮25 mL，用电位滴定仪滴定[1]。

1.4 建立数学模型

样品中食盐含量的计算公式为

式中：X为样品中食盐（以NaCl 计）的含量，%；0.058 44 为与1.00 mL 1 mol·L-1硝酸银滴定溶液相当的NaCl 的质量，g；V为样品定容体积，mL；V1为用于滴定的样液体积，mL；V0为滴定空白时硝酸银滴定溶液的消耗体积，mL；C为硝酸银滴定溶液的浓度，mol·L-1；V2为滴定样品时硝酸银滴定溶液消耗体积，mL；m为试样的质量，g。

1.5 不确定度来源的识别

不确定度来源，如图1 所示。

图1 不确定度来源

1.6 不确定度分量

不确定度的分量主要为滴定溶液的不确定度u(c)、天平称量的不确定度u(m)、体积的不确定度u(V)、仪器的不确定度u(f)、氯化钠摩尔质量的不确定度u(MNaCl)和重复测定的不确定度u(rep)。

2 结果与分析

2.1 A 类不确定度

检测结果的重复性主要受操作人员的操作手法、样品的特性和仪器本身的性能等因素的影响，属于A 类不确定度，该试验独立测定8 次，结果见表1。

表1 重复性试验结果

8 次测量标准偏差为

重复性引入的标准不确定度为

重复性引入的相对标准不确定度为

2.2 B 类不确定度的评定

2.2.1 硝酸银滴定溶液带来的不确定度

本试验采用的是商品化的硝酸银滴定溶液，查看硝酸银滴定溶液的证书（编号：BW20022-0.14-500）， 浓度c=0.139 1 mol·L-1， 扩展不确定度U=0.000 2 mol·L-1（k=2），所以由硝酸银滴定溶液引入的标准不确定度为

其相对标准不确定度为

2.2.2 样品称量带来的不确定度

样品称样量为5.0 g，查电子天平（ME204/02（梅特勒））检定证书，线性示值误差为0.4 mg（0 g ≤m≤50 g），采用直接称量法，样品称量引入的误差可按矩形分布考虑，样品称量带入的标准不确定度为

2.2.3 量器具带来的不确定度

样品采用A 级容量瓶（100 mL）定容，并用A级移液管（5 mL）移取5.00 mL 试液进行测定，按照《常用玻璃量器检定规程》（JJG 196—2006）常用玻璃量器具检定规程的要求[4]，A 级容量瓶（100 mL）的容量允差为±0.10 mL，A 级5 mL 单标线移液管的容量允许差为±0.015 mL，按三角分布考虑。

容量瓶（100 mL）体积不准带入的相对标准不确

单标线移液管（5 mL）体积不准带入的相对标准不确定度为

则由量器具体积不准带入的相对标准不确定度为

2.2.4 仪器偏差带来的不确定度

查看电位滴定仪校准证书，给出的示值误差为+0.1%，示值误差服从均匀分布，则电位滴定仪带入的相对标准不确定度为

2.2.5 氯化钠摩尔质量的数值带来的不确定度

IUPAC 2001 年发表的原子量表中[5]，查得NaCl中Cl 和Na 的原子质量和不确定度，按矩形分布考虑，氯化钠摩尔质量详见表2。

表2 NaCl 中钠（Na）和氯（Cl）的相对原子量和不确定度

NaCl 的摩尔质量为MNaCl=58.442 47 g·mol-1，

2.3 不确定度的合成与扩展

2.3.1 合成标准不确定度

2.3.2 不确定度的扩展

扩展不确定度是标准不确定度u(X)与包含因子k的乘积。取扩展因子P95=2，则所测结果扩展不确定度为U=2×0.03%=0.06%。

3 结论

复配甜味剂中食盐（以NaCl 计）含量为（10.19±0.06）%，P95=2。本试验采用自动电位滴定法对复配甜味剂中食盐（以NaCl 计）含量进行测定，分析其不确定度来源，建立数学模型。通过计算，获得评定结果。从不确定度的评定过程可以看出，不确定度主要来源主要是由测量重复性带入的。