胡雯艳，陈晓敏，吴嘉文，郑灿松，陈 韵，姚子升

（广州市食品检验所，广东广州 511400）

粉丝是不少家庭餐桌上常备的食品。为了迎合大众口感，不少粉丝加工企业在生产过程中添加明矾作为改良剂[1]，让粉丝烹饪后变得爽滑且有劲道，不仅成本低廉还能改善粉丝的食用品质，但研究表明，长期摄入过量的铝可能会导致运动和学习记忆能力下降，影响儿童智力发育，抑制胎儿的生长发育[2-4]。因此对粉丝中铝含量的检测很有必要。在铝的检测过程中，标准物质、仪器设备、试剂、技术水平等因素都会造成分析结果存在误差，需要进行不确定度分析。本文依据《测量不确定度的要求》[5]《测量不确定度评定和表示》[6]的要求和规定，对各不确定度分量和合成不确定度进行计算，并分析实验中影响误差因素，为提供检测水平提供参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

ICP OES 5110VDV电感耦合等离子体发射光谱仪（安捷伦）；BP221S 万分之一电子天平（赛多利斯上海贸易有限公司）；MARS 微波消解仪（培安·CEM微波化学中国技术中心）。铝元素标准溶液[编号GBW 04-1713-2004，（1 000±0.7）mg/L，国家有色金属及电子材料分析测试中心]；硝酸（UP级，苏州晶瑞化学有限公司）。散装粉丝：购于当地某市场。

1.2 实验方法

采用国家标准方法《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》（GB 5009.268—2016）[7]第二法 电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES），称取试样约0.3 g（精确至0.000 1 g）置于微波消解罐中，加入8 mL硝酸，旋紧罐盖，进行微波消解。冷却后取出，缓慢打开罐盖排气，用少量水冲洗内盖，将消解罐放在赶酸仪中赶酸，将消化液转移至25 mL容量瓶中，用纯水定容，混匀备用，同时做空白实验。用电感耦合等离子体发射光谱仪测定，标准曲线法定量，然后对检测结果进行不确定度评估。

2 数学模型

样品中的铝含量可用式（1）计算：

式中：X为试样中铝含量，mg/kg；C为试样溶液中测得的铝的浓度，mg/L；C0为试样空白液中测得的铝的浓度，mg/L；V为试样消化液定容体积，mL；f为试样稀释倍数；m为试样称取质量，g。

3 不确定度分量的主要来源

粉丝中铝含量测量不确定度的具体来源见表1。

表1 粉丝中铝含量测量不确定度的来源

4 标准不确定度的分析及评定

4.1 样品引入的不确定度

4.1.1 样品均匀性引入的不确定度u1

本实验依照《食品卫生检验方法 理化部分 总则》（GB/T 5009.1—2003）[8]规定，将样品四分法取样后充分混合，粉碎，可认为样品是均匀的，代表性充分，由此所致的不确定度可忽略不计，即u1=0，u1rel=0.

4.1.2 称量样品质量引入的不确定度u2

按GB/T 5009.1—2003的要求，称量使用的天平的最小刻度为0.000 1 g，采用B类方法评定，概率分布均匀，取k=则由天平分辨力引入的标准不确定度分量为：

天平的检定证书给出的最大允许误差为±0.5 mg，采用B类方法评定，概率分布均匀，取k=，则由天平的最大允许误差引入的标准不确定度分量为：

则由称量样品质量引入的标准不确定度为：

则由称量样品质量引入的相对标准不确定度为：

4.1.3 样品定容体积引入的不确定度u3

依据《常用玻璃量器》（JJG 196—2006），20 ℃时25 mL（A级）容量瓶的容量允差为±0.03 mL，概率分布均匀，取则容量瓶容量允差产生的标准不确定度分量为:

已知水的膨胀系数为2.1×10-4，温差为±5 ℃，按95%的置信概率（k=1.96），则由温度产生的标准不确定度分量为：

4.2 标准溶液引起的不确定度

4.2.1 标准溶液引入的不确定度u4

依据铝标准样品证书（1 000 μg/mL）可知其相对扩展不确定度为0.7%（包含因子k=2），因此，其相对标准不确定度为：

4.2.2 标准系列稀释配制过程引入的不确定度u5

（1）可调式移液器引入的不确定度。依据《移液器检定规程》（JJG 646—2006），100 μL移液器在移取50 μL、100 μL体积时的容量允许误差分别按3.0%、2.0%计算，200 μL移液器在移取200 μL体积时的容量允许误差按1.5%计算，1 000 μL移液器在移取500 μL、1 000 μL体积时的容量允许误差均按1.0%计算，概率分布均匀，按矩形分布，取则由移液器容量允差引入的标准不确定度分别为u1（0.050）=0.000 866，u1（0.100）=0.001 15，u1（0.200）=0.001 73，u1（0.500）=0.002 89，u1（1.000）=0.005 77。定容在温度为（20±5）℃进行，已知水的体积膨胀系数为2.1×10-4，按95%置信概率，取k=1.96，则由温度效应引入的标准不确定度为：u2（0.050）=（0.05×2.1×10-4×5）/1.96=0.000 026 8，u2（0.100）=（0.1×2.1×10-4×5）/1.96=0.000 053 6，u2（0.200）=（0.2×2.1×10-4×5）/1.96=0.000 107，u2（0.500）=（0.5×2.1×10-4×5）/1.96=0.000 268，u2（1.000）=（1.0×2.1×10-4×5）/1.96=0.000 536。

所以，由移液器引入的标准不确定度为：

因此，由移液器引入的相对标准不确定度为：

（2）容量瓶体积带来的不确定度。依据《常用玻璃量器检定规程》（JJG 196—2006），20 ℃时100 mL（A级）容量瓶的容量允差为±0.10 mL，概率分布均匀按矩形分布，取则容量瓶容量允差引入的标准不确定度分量为：

已知水的膨胀系数为2.1×10-4，温差为±5 ℃，按95%的置信概率（k=1.96），则由温度产生的标准不确定度分量为：

则容量瓶带来的标准不确定度为：

则容量瓶带来的相对标准不确定度为：

综上所述，标准系列稀释配制过程引入的相对标准不确定度为：

4.3 标准曲线拟合引入的不确定度u6

标准曲线的测定结果为当浓度（C1）为0.50 mg/L、1.00 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/L、10.00 mg/L时，Y=6 057.442 644 05X+175.174 684 67，检测结果及计算见表2。

表2 铝标准曲线的测量结果

将相关数据代入贝塞尔公式，得到回归曲线的剩余标准差为：

对于样品溶液中待测元素的浓度测量值，对该样品进行了6次独立测试，得平均值为=3.599 7 mg/L，则其标准不确定度为：

式中，n-测试标准溶液次数；p-测试待测样品次数；-测试标准曲线的均值，mg/L；C标-标准溶液中某一浓度，mg/L；α-标准曲线斜率。

则相对标准不确定度为：

4.4 测量重复性引入的不确定度u7：

对粉丝的铝含量进行6次重复测定，本实验中所采用仪器已设置样品自动扣空白，因此扣除空白所致的不确定度无须单独考虑。在重复性条件下，对该样品进行了6次独立测试（n=6），结果见表3

表3 样品重复测量结果

则样品中铝含量的算术平均值为：

单次测量的不确定度为：

算术平均值的不确定度为：

测量结果的相对不确定度为：

5 合成标准不确定度

最后合成的标准不确定度如下：

6 评定扩展不确定度及报告测量不确定度

取包含因子k=2，扩展不确定度U表示如下：

根据以上的不确定度评定，采用电感耦合等离子体发射法测定米粉中铝的含量结果表示为（288.9±15.1）mg/kg，k=2。

7 结论

影响不确定度的主要因素是标准曲线拟合、重复性测定，其次因素是样品称量、标准物质、样品定容、移液器本身。因此，在实际操作过程中，标准溶液可增加测定次数、在前处理方面加强检验人员的技术提升，减小不确定度范围，提升结果的准确度。