刘 佳，袁 河，赵志友，夏延斌

（1.湖南省槟榔加工与食用安全工程技术研究中心，湖南宾之郎食品科技有限公司，湖南 湘潭 411201；2.湖南农业大学 食品科技学院，湖南 长沙 410128）

钠是人体中一种重要的无机元素，是维持机体正常生理机能和内环境稳定的必要元素之一[1]，钠通常以氯化钠的形式存在，是钠摄入的主要来源（约90%）[2-3]。钠离子是人体体液中浓度最高、交换最迅速的离子。其主要功能是调节体内的渗透压并保持细胞内的最佳水平。同时，葡萄糖、氨基酸等营养物质随着“钠泵”功能输入细胞，还对传递神经信息和维持血液和肾脏的酸碱平衡至关重要[4-6]。

槟榔（Areca catechuL.）为棕榈科（Palmaceae）槟榔属（Areca）常绿乔木，又名仁频、宾门、橄榄子、大腹子、青仔、榔玉等，广泛分布于我国南部热带、亚热带地区及南亚、东南亚等国家[7-11]。槟榔药用历史悠久，是我国四大南药之一，其种子、花、果皮均可入药[12]。《本草纲目》记载，槟榔具有“降水肿、强筋骨、健脾调环境、治心绞痛”等功效[13-14]；性味辛、苦，性温，属胃大肠经，具有消积、杀虫、行湿、降气之功效。主要治疗人体肠道寄生虫、积食、腹痛、水肿等[15-17]。随着槟榔产业的不断发展，槟榔不再局限于药用，而越来越成为一种休闲食品。据统计，全世界约有6 亿人咀嚼槟榔，在印度和中国等地区广为人知[18]。研究基于GB/T 5009.91—2017《食品国家安全标准 食品中钾、钠的测定》中第一法 火焰原子吸收光谱法测定食用槟榔钠含量，然后依据JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》[19]，分析评估测量过程中可能出现的不确定性，为以后的理论决策提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂

槟榔（张三疯槟榔），湖南宾之郎食品科技有限公司提供；钠标准溶液（1 000 μg/mL），国家有色金属及电子材料分析测试中心提供；氯化铯（分析纯），上海麦克林生化科技有限公司提供；硝酸（分析纯），国药集团化学试剂有限公司提供。

1.2 仪器与设备

AA-6880F/AAC 型原子吸收分光光度计，日本岛津企业管理有限公司产品；SX-4-10 型马弗炉，天津市泰斯特仪器有限公司产品；AR224CN 型分析天平，奥豪斯仪器有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 试验标准GB/T 5009.91—2017《食品国家安全标准 食品中钾、钠的测定》第一法火焰原子吸收光谱法。

1.3.2 标准溶液的配制

（1）钠标准储备液（100 μg/mL）。准确移取10.0 mL 钠标准溶液于100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，贮存于容量瓶中，于4 ℃下保存。

（2）钠标准系列工作液。准确吸取钠标准储备液（100 μg/mL）0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 mL 于50 mL 容量瓶中，加氯化铯溶液2.0 mL，用水定容至刻度，混匀。此标准系列工作液中钠质量浓度分别为0，0.200，0.400，0.600，0.800，1.000 μg/mL。

1.3.3 样品的前处理

准确称取已切碎的槟榔样品0.5 g（精确至0.001 g）置于坩埚中，在电炉上微火炭化至无烟，将坩埚转移至马弗炉中，于525±25 ℃下灰化5～8 h，冷却，取出，对于灰化不彻底的试样，加数滴硝酸，小火加热小心蒸干，再转入马弗炉中继续灰化至试样呈白灰状，冷却至室温，取出，用适量硝酸溶液溶解，转移至容量瓶中，用少量水洗涤坩埚内罐和内盖2～3 次，合并洗涤液并用水定容至刻度。根据试样溶液中被测元素的含量，需要时将试样溶液用水稀释至适当浓度，并在空白溶液和试样最终测定液中加入一定量的氯化铯溶液，使氯化铯质量分数达到0.2%。同时，做空白试验。

1.3.4 光谱条件

波长589.0 nm，狭缝0.5 nm，灯电流8 mA，燃气流量1.1 L/min，测定方式为吸收。

1.4 数学模型的建立

槟榔中钠含量计算公式：

式中：X——样品中钠的含量，mg/100 g；

C——试样待测液中钠的质量浓度，mg/L；

C0——空白溶液中钠的质量浓度，mg/L；

V——试样消化液的体积，mL；

f——试样消化液的稀释倍数；

100，1 000——换算系数；

m——样品质量，g。

计算结果保留3 位有效数字。

2 不确定度分量的主要来源

槟榔钠含量测定的不确定度主要是由于标准曲线、样品称量、样品定容、样品测量重复性、设备提供的不确定度。

3 不确定度的分量的评估

3.1 标准曲线引入的不确定度Urel(C)

（1）钠标准溶液引入的不确定度Urel(p)。钠标准溶液物质证书给出的钠标准质量浓度为1 000 μg/mL，其相对扩展不确定度为0.7%（k=2），则其相对不确定度为：Urel(p)=0.7%/2=0.035 0。

（2）标准溶液稀释过程引入的相对不确定度Urel(s)。试验过程中，由钠标准溶液稀释配制成钠标准储备液的过程中，使用10 mL 移液管1 次，100 mL容量瓶1 次；由钠标准储备液稀释配制成钠标准系列工作液的过程中，使用1 mL 移液管1 次，2 mL移液管1 次，50 mL 容量瓶1 次，其不确定度均含有容量允差引入的不确定度及温度引入的不确定度。

①容量允差引入的不确定度，试验过程中所使用的玻璃器皿均为A 级，根据中华人民共和国国家计量检定规程JJG 196—2006《常用玻璃量器检定规程》[20]，在20±5 ℃时，10 mL 移液管、2 mL 移液管、1 mL 移液管、100 mL 容量瓶、50 mL 容量瓶的容量允差分别为±0.05，±0.012，±0.008，±0.10，±0.05，假设其为矩形分布，则该类容量器皿引入的不确定度分别为：

②温度引入的不确定度。在JJG 196—2006《常用玻璃量器检定规程》中规定容量瓶及移液管的标准温度为20 ℃，实验室温度为20±5 ℃，水的膨胀系数为2.08×10-4℃-1，则10 mL 移液管、2 mL 移液管、1 mL 移液管、100 mL 容量瓶、50 mL 容量瓶由温度差异引起的体积变化分别为：

假设符合矩形分布，则温度影响所引入的不确定度分别为：

在标准溶液稀释配制过程中，10 mL 移液管、2 mL移液管、1 mL 移液管、100 mL 容量瓶、50 mL 容量瓶，引入的相对标准不确定度分别为：

故标准溶液稀释配制过程中引入的相对标准不确定度为：

（3）标准曲线拟合引入的相对不确定度Urel(q)。配制一系列钠标准工作液，每个质量浓度平行操作3 次，注入原子吸收分光光度计测定其相应的吸光度，用最小二乘法对浓度和吸光度进行拟合得到标准曲线方程：Y=0.305 74X+0.022 862，R2=999 6。

钠标准工作液质量浓度及其吸光度见表1。

表1 钠标准工作液质量浓度及其吸光度

试验对待测样品平行测定6 次，最终计算出待测液中钠质量浓度C0的标准不确定度为：

Scc——标准溶液浓度的残差的平方和，Scc=

C0——试样中钠元素质量浓度，mg/L；

a——标准曲线斜率；

b——标准曲线截距；

n——标准溶液的测量次数，试验为15 次；

p——C0的测量次数，试验为6 次。

故标准曲线引入的相对不确定度为：

标准曲线拟合引入的不确定度U(q)和相对标准不确定度Urel(q)见表2。

表2 标准曲线拟合引入的不确定度U(q)和相对标准不确定度Urel(q)

故标准曲线引入的相对不确定度为：

3.2 样品质量引入的相对不确定度Urel(M)

槟榔中钠含量测定称样量为0.5 g（精确到0.000 1 g）使用天平的最小分度为0.000 1 g，根据分析天平校准证书给出的示值误差为0.000 3 g，假设其为矩形分布，故由分析天平分辨率误差引入的相对不确定度为：

3.3 待测样品的定容体积引入的相对不确定度Urel(V)

3.3.1 配制待测样浓溶液引入的不确定度Urel(V1)

容量瓶的不确定度，包括容量瓶容量允差引入的不确定度及温度对定容体积的影响所引入的不确定度。

①容量允差引入的不确定度。待测液采用50 mL容量瓶配制，试验过程中所使用的玻璃器皿均为A级，根据中华人民共和国国家计量检定规程JJG 196—2006《常用玻璃量器检定规程》，在20±5 ℃时，50 mL 容量瓶容量允差为±0.05，假设其为矩形分布，则此类容量器皿引入的不确定度为：

②温度引入的不确定度。在JJG 196—2006《常用玻璃量器检定规程》中规定容量瓶标准温度为20 ℃，实验室温度为20±5 ℃，水的膨胀系数为2.08 10-4℃-1，则50 mL 容量瓶由温度引起的体积变化为：

假设其为矩形分布，则温度影响所引入的不确定度为：

在配制待测样浓溶液的过程中，50 mL 容量瓶引入的相对标准不确定度为：

3.3.2 浓溶液稀释成测试样品时引入的不确定度Urel(V2)

容量瓶和移液管引入的不确定度，包括容量瓶和移液管的容量允差引入的不确定度，以及温度对定容体积的影响所引入的不确定度。

（1）容量瓶定容体积引入的不确定度。

①容量瓶的不确定度，待测液采用50 mL 容量瓶稀释定容，实验过程中所使用的玻璃器皿均为A级，根据中华人民共和国国家计量检定规程JJG 196—2006《常用玻璃量器检定规程》，在20±5 ℃时，50 mL 容量瓶容量允差为±0.05，假设其为矩形分布，则此类容量器皿引入的不确定度为：

②温度引入的不确定度，在JJG 196—2006《常用玻璃量器检定规程》中规定容量瓶标准温度为20 ℃，实验室温度为20±5 ℃，水的膨胀系数为2.08 10-4℃-1，则50 mL 容量瓶由温度引起的体积变化为：

假设其为矩形分布，则温度影响所引入的不确定度为：

在浓溶液稀释成测试样品的过程中，50 mL 容量瓶引入的相对标准不确定度为：

（2）移液管引入的不确定度。根据中华人民共和国国家计量检定规程JJG 196—2006，1 mL 移液管（A 级）容量允差为±0.008 mL，按矩形分布，则1 mL分度吸量管不确定度：

②温度引入的不确定度，在JJG 196—2006《常用玻璃量器检定规程》 中规定容量瓶标准温度为20 ℃，实验室温度为20±5 ℃，水的膨胀系数为2.08×10-4℃-1，则1 mL 移液管（A 级）由温度引起的体积变化为：

取矩形分布，则温度对定容体积影响所引入的不确定度为：

在浓溶液稀释成测试样品的过程中，1 mL 移液管引入的相对标准不确定度为：

因此，在浓溶液稀释成测试样品的过程中，定容体积引入的相对标准不确定度为：

因此，提取液的定容体积引入的相对不确定度为：

3.4 样品重复测量引入的相对标准不确定度Urel（ω）

试验过程中随机效应所引入的相对不确定度的测量。试验中同一样品平行测定6 次得到待测液中钠含量的平均值ω 及单次测量的标准不确定度S（ω）。

槟榔样品平行测定结果见表3。

表3 槟榔样品平行测定结果/mg·（100 g）-1

取矩形分布，则测量重复性引入的相对标准不确定度为：

3.5 仪器设备引入的相对不确定度Urel(E)

试验所用的设备是原子吸收分光光度计，其校准证书显示扩展不确定度为0.005 μg/mL（k=2），因此原子吸收分光光度计引入的相对不确定度为:

3.6 合成相对标准不确定度

试验中钠含量测量的各个不确定度分量汇总表见表4。

表4 试验中钠含量测量的各个不确定度分量汇总表

待测样中钠含量测定结果的相对合成标准不确定度为：

3.7 扩展不确定度

取包含因子k=2，得相对扩展不确定度为:

槟榔样品中钠含量为531 mg/100 g，得扩展不确定度为：

综上可得槟榔样品中钠含量的测量结果可表示为531±28.46 mg/100 g（k=2）。

4 结论

槟榔钠含量测定的不确定度主要是由于标准曲线、样品称量、样品定容、样品测量重复性、设备提供的不确定度。通过对评价结果进行分析可以看出，标准曲线引入的不确定度对试验结果的影响最大的，影响率为73%，而标准曲线引入的不确定度主要来源是标准曲线的拟合；样品的定容体，影响率为13%；测量重复性和仪器设备影响率分别是5%和7%；最后，样品质量引入的不确定度影响最小，只有1%，基本可以忽略不计。在未来的工作中，可以通过一些方式来达到降低测量结果不确定度的目标：①加强对原子分光光度计的维护保养，提高设备的精度和准确度；②使用高精度仪器配制溶液；③保持环境温度和湿度的稳定，设备在适当的工作环境中；④加强操作人员的专业能力。