凯氏定氮法测定食品中蛋白质的不确定度分析

在ISO/IEC17025《校准和检测实验室能力的通用要求》中明确指出实验室出具的检测报告应包含有关评定校准或测试结果的不确定度说明,故对测量结果进行不确定度的评定成为检测实验室的重要内容。本文试食品中蛋白质检测项目的检测结果作不确定度评定。

原理;含氮的有机化合物,与硫酸一同加热消化,使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵,然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后再以盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数即为蛋白质含量。

建立数学模型

1.1 盐酸标准溶液的相对标准不确定度u(CHCL)/CHCL 的分析盐酸标准溶液的不确定度来自三方面：第一,标定盐酸用基准无机碳酸钠纯度为100%± 0.05%,按均匀分布转换成标准偏差为0.0005/ √ 3=0.00029,u(p)/p=2.9 × 10-4。第二，基准称量的变动性,在50g 以内称量的变动性通过10 次重复测定统计,标准偏差为0.05mg，天平校正产生的不确定度,按检验证书给定的± 0.1mg,在置信概率95%(k=1.96)时，换算成标准偏差为0.1/1.96=0.051，即u ( m’) / m ’= 5 . 4 × 1 0 -4。第三，5 0 m L 滴定管的不确定度按检验证书给定的± 0.04mL,按均匀分布换算标准偏差为0.04/ √ 3=0.023mL，充满液体至滴定管刻度的变动性通过重复6次测定统计，标准偏差为0.012mL，滴定管与溶液温度校正时温度不同引起的体积不确定度，假设差为2℃，对水体积膨胀系数为2.1 × 10-4/℃,则95% 置信概率(k=1.96)时体积变化的区间为± 50 × 2 × 2.1 × 10-4= ± 0.021 mL,转换成标偏差为0.021/1.96=0.011。u(V50)/V50=5.6 × 10-4。根据以上三项得出的盐酸标准溶液的相对标准不确定度为：

1.2 样品称量的标准不确定度u(m)的分析称量不确定度来自两方面。第一，称量的变动性在50g 以内，称量的变动性通过10次重复测定统计，标准偏差为0.05mg。第二，天平校正产生的不确定度，按检验证书给定的± 0.1mg,在置信概率95%(k=196)时，换算成标准偏差为:0.1/1.96=0.051,此两项得出称量的不确定度为：

1.3 100mL 消化瓶体积的标准不确定度u(V100)的分析

100mL 消化瓶的不确定度来自三个方面,第一，消化瓶体积的不确定度，按检验证书给定为± 0.12 mL,按照均匀分布换算成标准偏差为0.12/ √ 3=0.069mL。第二,充满液体至消化瓶刻度的变动性通过6 次重复测定统计,标准偏差为0.019mL。第三,消化瓶和溶液的温度与校正温度不同而引起的体积不确定度，假设为2℃,对水体积膨胀系数为2.1× 10-4/℃，则95% 置信概率(k=1.96)时体积变化区间为± 100 × 2 × 2.1 × 10-4= ± 0.042mL,转换成标准偏差为0.042/1.96=0.021mL,该三项得出的不确定度为:

1.4 20mL 移液管的标准不确定度u(V20)的分析

20mL 移液管的标准不确定度来源为：第一，移液管体积的不确定度，按检验证书给定为± 0.03mL,按均匀分布换算标准偏差为0.03/ √ 3=0.017mL;第二,充满液体至移液管刻度的变动性,通过重复6次测定统计,标准偏差为0.012mL;第三,移液管和溶液的温度与校正时的温度不同引起的体积不确定度，假设差为2℃，对水体积膨胀系数为2.1 × 10-4/℃,则95% 置信概率(k=1.96)时体积变化的区间为± 20 × 2 × 2.1 × 10-4= ± 0.008mL,转换成标准偏差为0.008/1.96=0.004mL,以上三项合成得出的不确定度为：

1.5 样品扣除试剂空白(V1-V0)消耗盐酸标准溶液的不确定度u(V10)的分析

用盐酸标准溶液滴定样品和试剂空白是在10mL 滴定管中进行的。10mL 滴定管的标准不确定度来源为：第一，滴定管体积的不确定度，按检定证书给定为± 0.02mL，按均匀分布换算成标准偏差为0.02/ √ 3=0.012mL。第二，充满液体至滴定管刻度的变动性，通过重复6 次测定统计, 标准偏差为0 . 0 1 0m L 。第三，滴定管和溶液的温度与校正温度不同引起的体积变化的不确定度，假设差为2℃，对水体积膨胀系数为2.1 × 10-4/℃，则95% 置信概率(k=1.96)时体积变化的区间为± 10 × 2 × 2.1 × 10-4=0.004mL，换算成标准偏差为0.004/1.96=0.002mL,以上三项合成得出的不确定度为：

样品( 大豆粉)测得蛋白质含量为N=44.32g/100g,则u(N)=44.32 × 0.0023=0.10g/100g。当然，测定大豆蛋白质含量也有十分简便的方法，即直接用仪器测定，如粗蛋白测定仪就是一款测定蛋白质的仪器，采用了电热蒸汽发生器，能够连续不断地进行微量和常量蒸馏。含8孔数显型消化炉。

2 扩展不确定度分析

取包含因子k=2(95% 置信概率),则U(N)=2 × u(N)=2 × 0.10=0.20g/100g。

3 最后结果表示

N=N ± U(N)=(44.32 ± 0.20)g/100g。