□ 赵卫京 上海宝桥食品有限公司

　　摘要：为了对食品加工用水中总碱度测量不确定度的来源进行分析，本文在总碱度测定过程中样品重复性测量、标准滴定溶液的稀释配制、滴定终点消耗盐酸溶液的体积、取样量等因素对水中总碱度测量不确定度的影响。通过计算得到加工日式生鲜面食品用水总碱度为9.30mg/L时，扩展不确定度为0.20mg/L，最终得出在总碱度的测量过程中，样品重复性测量和滴定终点消耗盐酸溶液的体积的准确度是影响加工食品用水总碱度测量不确定度的主要因素。

　　关键词：不确定度 总碱度 酸碱滴定 食品加工用水

　　不确定度是对测量结果可能误差的度量，也是定量说明测量结果质量好坏的一个参数。一个完整的测量结果，除了应给出被测量的最佳估计值外，还应同时给出测量结果的不确定度。不确定度的大小反映了测量结果的可信程度的高低，在理化分析过程中，一些测量结果都不可避免地具有不确定度，测量不确定度是对测量结果质量的定量表征。

　　水中总碱度的控制对日式生鲜切面食品品质的主要影响[1]：为保证生鲜切面的品质，必须对生活饮用水进行净化水处理，来限制其总碱度含量;只有维持一定的碱度才能降低水中碳酸根离子、碳酸氢根离子、氢氧根离子达到较好效果。本实验室采用不确定度的计算，将生鲜切面加工用水的总碱度控制在比较精确的数据范围内，以此来达到生鲜切面品质要求。

　　本文以滴定法测量日式生鲜切面食品加工用水中总碱度[2]的实例，具体阐述对国家计量技术规范JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的理解和实际评估应用[3][4]。

　　1 材料与方法

　　1.1 材料

　　生活饮用水;净化处理后食品加工使用水。

　　1.2 仪器

　　滴定管：25mL;移液管：50mL;锥形瓶：250mL。

　　1.3 试剂

　　盐酸滴定溶液;指示剂：甲基橙。

　　1.4 设备

　　电子分析天平;便携式快速水质检测仪;水处理器(净水器)。

　　2结果与讨论

　　2.1 测量步骤

　　样品的测定

　　吸取50.0mL水样于250mL锥形瓶中，加4滴甲基橙指示剂，用盐酸标准溶液滴定至试液由黄色突变为橙色。

　　2.2 建立数学模型

　　由计算公式得到数学模型

　　加工用水中总碱度:

　　V0为滴定水样消耗盐酸标准溶液的体积，mL;

　　V为水样体积，mL;

　　50.04为与1.00mL氢氧化钠标准溶液[c(NaOH)=1.000mol/L]相当的以克表示的总碱度(以CaCO3计)的质量。

　　3 测量不确定度各分量的来源及量化

　　从数学模型可见，加工用水中总碱度测量的不确定度分量由下式中几个因素组成：

　　urel(1)为样品重复性测量引入的不确定度;

　　urel(2)为标准溶液配制引入的不确定度;

　　urel(3)为滴定消耗HCL体积引入的不确定度;

　　urel(4)为水样体积引入的不确定度。

　　3.1 样品重复性测量引入的不确定度评定(urel(1))

　　由上表数据统计得，n=10，均值=9.30mg/L，相对偏差SD=0.234mg/L

　　样品重复性测量相对标准不确定度为：

　　3.2.1 标准溶液c(HCL)引入的不确定度评定

　　HCL标准溶液【c(HCL)=0.1000±0.0003mol/L】GBW(E) 080495,证书给出的标准不确定度为0.0003mol/L。按正态分布，其相对不确定度=0.003。

　　3.2.2 标准溶液稀释的不确定度

　　稀释过程：取10.00mLHCL标准溶液(0.1000mol/L)于100mL容量瓶，纯水定容至刻度。对10mL移液管、100mL容量瓶进行不确定度计算。

由鉴定证书给出10mL移液管、100mL容量瓶的最大允许误差分别为±0.02mL、±0.10mL，使用三角形分布，其校准不确定度分别为 0.008mL、0.041mL。10mL移液管、100mL容量瓶使用变动性的标准偏差分别为0.002mL，0.02mL。由于移取标准溶液的温度和稀释时的温度一致，故忽略温度对不确定度的影响。因此，10mL移液管的不确定度为
　　　　其相对不确定度为0.0082/10=0.00082;100mL容量瓶的不确定度为其相对不确定度为0.046/100=0.00046。

　　标准溶液配制引入的相对不确定度:

urel(2)=

　　3.3 滴定消耗HCL体积 引入的的不确定度(urel(3))

　　滴定体积1.45mL，取10mL滴定管5mL区间的允许差为±0.025mL，使用三角形分布，其标准不确定度为0.010mL。实验室温度在±2℃内变动，其体积的变化为2.1×10-4×2×1.45=6.09×10-4mL，按均匀分布计算，标准不确定为0.00035mL。

滴定消耗HCL体积V引入的的不确定度：U3=

　　其相对不确定：

　　urel(3)=0.010/1.45=6.89×10-3

　　3.4 水样体积引入的不确定度(urel(4))

　　水样用50.00mL移液管量取，证书给出，50.00mL移液管的允许差为±0.05mL，使用三角形分布，其校准不确定度为其标准不确定度为0.020mL。实验室温度在±2℃内变动，其体积的变化为2.1×10-4×2×1.45=6.09×10-4mL，按均匀分布计算，标准不确定为0.00035mL。

　　水样体积V引入的的不确定度：U4=

　　其相对不确定度：urel(4) =0.020/50.00=4.0×10-4

　　滴定终点判断、指示剂误差、取样体积等变动性，已经包括在样品重复性测量引入的不确定度评定中，这里不作计算了。

　　3.5合成不确定度的计算

上表中各分量不相关，则= 0.011

　　X=9.30mg/L，合成标准不确定度urel(c)=0.10mg/L;

　　3.6 扩展不确定度的评定Urel(X)

　　包含因子k=2，置信区间约95%时，扩展不确定度为：

　　Urel(X)=0.10×2=0.20mg/L。

　　3.7 测量不确定度的报告

　　加工用水中总碱度：9.30±0.20mg/L，(P = 95%)

　　生活饮用水总碱度： 116.67±1.14mg/L，(P=95%)(计算过程略)。

　　通过净水器进行加工前用水净化水处理，实时监测净化后水质总碱度，将碱度控制在10 mg/L以内，有效确保了食品的品质。

　　结论

　　由上图显示，在相对不确定的4个分量中，所占比重从大到小依次为重复性测量引入的不确定度、在滴定过程中消耗体积引入的不确定度、HCL标准滴定液配制引入的不确定度、取水样体积引入的不确定度，其中重复性测量引入的不确定度分量和滴定过程中消耗HCL体积引入的不确定度分量占了主要因素，相对而言，取样体积的不确定分量则占了极少部分。在实际测量过程中，占主要因素的不确定度分量的容易引起误差，占极少部分的不确定度分量不容易产生误差。

　　参考文献

　　1、蔡丽丽，陆启玉，张国印.水质对面条品质的影响.河南工业大学学报(自然科学版).2006，6 (27): 51-53.

　　2、GB/T8538—2008饮用天然矿泉水检验方法.

　　3、CSM01010101-2006滴定法测量结果不确定度评定规范.

　　4、JJF1059-1999国家计量技术规范《测量不确定度评定与表示》.