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电位滴定法测定巴氏杀菌乳中酸度的不确定度评估

2021-06-16王文敏刘立萍广东产品质量监督检验研究院

食品安全导刊 2021年15期
关键词:巴氏氢氧化钠酸度

□ 王文敏 刘立萍 罗 丹 广东产品质量监督检验研究院

牛奶总酸度包括固有酸度和真实酸度。固有酸度是指刚挤出来的新鲜牛乳本身具有的酸度,主要来源于鲜牛乳中酪蛋白、白蛋白、柠檬酸盐及磷酸盐等酸性成分;真实酸度又叫发酵酸度,指牛乳放置过程中在乳酸菌作用下,因乳糖发酵产生乳酸而升高的酸度。牛奶的总酸度包括未离解的酸的浓度和已离解的酸的浓度,其大小可借碱滴定来测定[1]。酸度测定是乳品合格与否的一项重要指标。牛奶是人们摄入优质蛋白的主要来源,常用牛奶酸度反映牛奶新鲜程度。《食品安全国家标准 巴氏杀菌乳》(GB 19645—2010)规定牛奶酸度为12~180T,一般市售牛奶的灭菌方式分为巴氏杀菌和超高温瞬时灭菌两种[2]。巴氏杀菌的牛奶一般包装较简易,保质期较短,需要冷藏保存,但营养损失少,开启后酸败速度较快。瞬时超高温灭菌的牛奶一般保质期长(可长达一年),可常温储存,牛奶中营养物质有一点的损失,开启后酸败速度较慢。

本文选择营养较为丰富,保质期较短的巴氏杀菌乳作为检测对象,按照国家标准《食品安全国家标准 食品酸度的测定》(GB 5009.239—2016)的第3法(电位滴定仪法)进行测定,依据《测量不确定度评定与表示》(JJF 1059.1—2012)和《化学分析中不确定度的评估指南》[3—4]对影响巴氏杀菌乳酸度测定结果的不确定度分量进行分析,通过计算得出其扩展不确定度,为日后对酸度的测量不确定度进行评定提供参考,以保证电位滴定法测定酸度的准确度。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

813型自动电位滴定仪(瑞士万通公司);DT—1002 A型分 析 天 平(常熟金羊砝码仪器有限公司);150 mL烧杯;NaOH标准滴定溶液(0.1 mol/L)。

1.2 测定方法

称取10 g试样,置于150 mL烧杯中,加20 mL新煮沸冷却至室温的水,混匀,用氢氧化钠标准溶液(0.1 mol/L)电位滴定至PH终点为8.3。滴定过程中,向锥形瓶中吹氮气,防止溶液吸收空气中的二氧化碳。记录消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积(V1)。用相应体积的蒸馏水做空白实验,读取耗用氢氧化钠标准溶液的体积(V0)。

1.3 数学模型

试样中酸度的含量按式(1)计算

式中:X—试样的酸度,0T;c—氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度,mol/L;V—滴定时所消耗氢氧化钠标准溶液的体积,mL;V0—空白实验所消耗氢氧化钠标准溶液的体积,mL;100—100 g试样;m—试样的质量,g;0.1—酸度理论定义氢氧化钠的摩尔浓度,mol/L。

2 结果与分析

2.1 不确定度来源

图1 不确定度来源

2.2 测量不确定度分量评估

2.2.1 酸度测量结果重复性引入的不确定度分量

测量的重复性以标准偏差表示,按贝塞尔公式计算:

计算结果以重复性条件下获得的2次独立测定结果的算术平均值表示,计n=2,利用预评估的标准偏差,计算本次测量平均值的标准偏差为:

2.2.2 系统效应导致的不确定度

2.2.2.1 氢氧化钠标准滴定溶液所引入的不确定度

由证书查询,0.1 mol/L的氢氧化钠标准滴定溶液的相对扩展不确定度为0.2%,置信概率P=95%。则相对标准不确定度urel(c)=0.2%/1.96=0.102 0%。

2.2.2.2 天平称取试样引入的不确定度

期待治疗指:不作任何处理,只是给予密切监测与随访,待疾病自愈的治疗方式[2]。异位妊娠患者由于胚胎着床部位不对,孕初期胚胎极易因供血营养不佳而死亡,而后自行吸收消失。对于缺乏临床症状或症状较轻、包块直径小、腹腔出血少、血清人绒毛膜促性腺激素检测值小于1500 m U/m L的异位妊娠患者而言,期待治疗方法可获得一定的疗效。与手术或药物治疗方法相比,期待治疗有效防止了因手术操作、麻醉等因素而引发的一系列并发症以及药物不良反应,治疗费用方面也大大减少了。但是,不可不提的是,期待治疗存在一定的风险,治疗前要严格掌握适应证,以免导致患者病情恶化而增加治疗难度。

由证书查询,ML204电子天平的允许误差为±0.5 mg,服从均匀分布,包括因子称量的时候分为2次,一次空盘,一次盘加试样,则称量试样时产生的标准不确定度为:

本次测量的样品质量平均值为m=10.136 4 g,重复性测量引入的相对标准不确定度为:

2.2.2.3 测定过程引入的不确定度

试样滴定消耗氢氧化钠标液体积的不确定度u(V),包括溶液温度与校正温度不同引起的不确定度。检测温度为(20±5)℃,在20 ℃时水膨胀系数为2.1×10—4/℃,滴定仪使用温度和校正计量温度差为5 ℃,设为正态分布,置信度为95%。

本次测量平均消耗氢氧化钠溶液体积V1为1.53 mL,由滴定体积引入的不确定度u(V1)为:

空白试验,由滴定体积引入的不确定度u(V0)为:

以上两项合成不确定度为:

相对标准不确定度为:

2.2.2.4 自动电位滴定仪引入的不确定度

采用813型全自动电位滴定仪测定,其pH示值误差为±0.02,按照均匀分布,取则所得示值误差的不确定度为:

滴定要求终点为pH=8.3,则示值的相对标准不确定度为:

2.3 不确定度分量统计图

如图2所示,不确定度的来源由大到小依次为:重复测试引入的不确定度u(rep)>滴定装置引入的不确定度u(V+)>标液浓度引入的不确定度u(c)>测定过程引入的不确定度u(V)>天平称取试样引入的不确定度u(m)。

图2 不确定度分量统计图

2.4 合成标准不确定度

2.4.1 合成相对标准不确定度u

2.4.2 合成标准不确定度

2.4.3 扩展不确定度

取包含因子k=2,扩展不确定度为:

3 巴氏杀菌乳酸度的扩展不确定度及测定结果的表示

在95%的置信水平下,取k=2,则牛奶中的酸度的扩展不确定度为:U=0.20T,本次牛奶中的酸度的测定结果可表示为(14.9±0.2)0T(k=2)。

4 结论

本文采用电位滴定法测定巴氏杀菌乳中的酸度。牛奶样品中酸度测量值为14.90T时,其扩展不确定度为0.20T(k=2)。通过评定巴氏杀菌乳中的酸度的不确定,分析对比不确定度分量结果可知,各测量不确定度分量中以重复测试引入的不确定度分量影响最大,即来自A类的不确定度影响贡献最大。其次为自动电位滴定仪终点识别的误差和标准滴定溶液,而由天平称取试样引入的不确定度影响最小。因此,为提高电位滴定法测定巴氏杀菌乳中的酸度时的准确度,检测员在实验操作过程中应:①严格按照标准或检验规程进行操作;②定期对电位滴定仪进行检定和期间核查;③定期对标准溶液进行重标定,保证标准溶液浓度的准确性。

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