分光光度法测定配制酒中氰化物的不确定度评定_叶春常.pdf

DOI：10.13746/j.njkj.2022147作者简介：叶春常（1990-），女，广东阳西人，质量助理工程师，工学学士。通讯作者：陈桂云。分光光度法测定配制酒中氰化物的不确定度评定叶春常，陈桂云，黎颖欣，胡雯艳，陈韵(广州市食品检验所，广东 广州 511400)摘要：对分光光度法测定配制酒中氰化物的过程中不确定度的来源进行分析，并评定不确定度。结果表明，配制酒中氰化物含量为2.5 mg/L，扩展不确定度为0.1 mg/L(k=2)。各不确定度分量中，实测含量、测定重复性引入的不确定度最大，样品制备和酒精度引入的不确定度次之，试样体积、氰化物和氰离子的分子量引入的不确定度最小。不确定度评估可以用于分析和优化分光光度法测定配制酒氰化物含量的过程，对检测工作有重要的指导意义。关键词：分光光度法；配制酒；氰化物；不确定度中图分类号：TS262.8；TS261.7文献标识码：A文章编号：1001-9286（2023）03-0125-06Evaluation of Uncertainty in the Determination ofCyanide in Liqueur by SpectrophotometryYE Chunchang,CHEN Guiyun,LI Yingxin,HU Wenyan and CHEN Yun（Guangzhou Institute of Food Inspection,Guangzhou,Guangdong 511400,China）Abstract:The sources of uncertainty in the determination of cyanide in liqueur by spectrophotometry were analyzed,and the uncer-tainty was evaluated.The results showed that the content of cyanide in the liqueur was 2.5 mg/L,and the expanded uncertainty was0.1 mg/L(k=2).The main factors influencing the uncertainty were the actual measured content and the repeated measurement,fol-lowed by the sample preparation process and the alcohol content,while the sample volume and the molecular weight of cyanide andcyanide ion had the minimum effect.The evaluation of uncertainty is helpful to the optimization of the determination process of cya-nide in liqueur by spectrophotometry,and has instructive significance for the detection work.Key words:spectrophotometry;liqueur;cyanide;uncertainty酒中氰化物主要由原料(如木薯、代用品、豆类及其他果核或混入一些野生植物)中的氰甙类配糖体在发酵过程中水解产生1。氰化物属于有毒物质，极少量的氰化物就会导致人或者动物中毒甚至死亡。因此，氰化物是酒类一项非常重要的安全指标2。目前用于测定酒中氰化物的方法主要有分光光度法3-4、原子吸收法5-6、硝酸银滴定法7、气相色谱法8-9、离子色谱-脉冲安培检测法10等。国家标准方法 GB 5009.362016 食品安全国家标准 食品中氰化物的测定11中测定氰化物的方法就是分光光度法和气相色谱法。在上述的检测方法中，分光光度法是最常见的方法。本研究参考CNASGL006：2019 化学分析中不确定度的评估指南12，通过分析分光光度法测定配制酒中氰化物的过程中影响检测结果的不确定度因素，评估该检测的不确定度，为实验室质量控制提供科学、准确的依据13。1材料与方法1.1材料、试剂及仪器试验样品：市售配制酒。试剂及耗材：酚酞、氢氧化钠、磷酸二氢钾、冰乙酸、无水乙醇（均为AR），广州化学试剂厂；磷酸酿酒科技2023年第3期（总第345期）LIQUOR-MAKING SCIENCE&TECHNOLOGY2023 No.3(Tol.345)125125酿酒科技2023年第3期（总第345期）LIQUOR-MAKING SCIENCE&TECHNOLOGY2023 No.3(Tol.345)氢二钠（AR），广东光华科技股份有限公司；异烟酸（AR），阿拉丁；酒石酸、氯胺 T（均为AR），国药集团化学试剂有限公司；吡唑啉酮(AR)，上海晶纯化学试剂厂；氰化物标准溶液（50 g/mL），中国计量科学研究院。仪器设备：U-3010紫外可见分光光度计，日本日立公司；WD20A12E 数控水浴锅，美国 Poly-Science公司；C-MAG HP 10（S25）控温加热器，艾卡广州仪器设备有限公司。1.2试验方法1.2.1分析步骤参考GB 5009.362016中5.2配制酒的方法进行处理。1.2.2计算公式配制酒中氰化物（以HCN计，按100%酒精度换算）的含量按下式计算：X=X0100MHCN1000mVPMCN1000（1）式中：X为样品中氰化物含量，mg/L；X0为平均实测含量（以CN-计），g；m为试样体积，mL；V为样品稀释倍数；P 为酒精度，%vol；1000 为换算系数；MHCN为氰化氢（HCN）的摩尔质量，g/mol；MCN为氰离子（CN-）的摩尔质量，g/mol。1.2.3测量不确定的来源分析根据检验过程及计算公式，氰化物含量的不确定度来源及其分量如表1所示。试样体积、实测含量和样品制备的重复性合并为整体样品测定重复性考虑。样品配制酒为液体，取样时充分摇匀，可认为试样是均匀的，具有代表性，所以样品均匀性对不确定度的影响可忽略不计。相应的不确定度来源及其分量修正如表 2所示。合成标准不确定度可用各分量的标准不确定度合成：uc(X)=u2(1)+u2(2)+u2(3)+u2(4)+u2(5)+u2(6)+u2(7)(2)上式可转换为：uc,rel(X)=urel2(1)+urel2(2)+urel2(3)+urel2(4)+urel2(5)+urel2(6)+urel2(7)(3)2结果与分析2.1试样体积引入的不确定度urel(1)评定表2经过修正后的不确定度来源及其分量不确定度来源及表示试样体积u(1)实测含量u(2)样品制备u(3)酒精度u(4)测定重复性u(5)氰化氢摩尔质量u(6)氰离子摩尔质量u(7)不确定度分量及表示温度效应u(1.1)移液管校准u(1.2)标准曲线拟合u(2.1)标准溶液u(2.2)仪器示值u(2.3)样品定容u(3.1)馏出液移取u(3.2)酒精度u(4)重复性u(5)摩尔质量u(6)摩尔质量u(7)标准溶液浓度u(2.2.1)标准溶液稀释u(2.2.2)相对标准不确定度表示urel(1)urel(2)urel(3)urel(4)urel(5)urel(6)urel(7)表1氰化物的不确定度来源及其分量不确定度来源试样体积实测含量样品制备酒精度氰化氢摩尔质量氰离子摩尔质量各不确定度分量温度效应移液管校准均匀性重复性标准曲线拟合标准溶液仪器示值重复性馏出液移取样品定容重复性酒精度摩尔质量摩尔质量126126浑浊或有色样品，取 25.0 mL 试样进行蒸馏。不确定度来源为移液管的校准偏差和温度效应，校准偏差的计算可参照校准证书提供的扩展不确定度计算，温度效应根据公式（4）计算：T=2.110-4V(t1-t0)=2.110-4255=0.026(4)其中，2.110-4为水的膨胀系数，单位为/；t0为量器校准时的室温，20；t1为配制标准溶液时的室温，25。移液管引入的相对标准不确定度按公式（5）计算：urel(1)=(Uk)2+(T3)2V移液管=(0.0152)2+(0.0263)225=0.000676(5)其中，U为移液管校准证书提供的扩展不确定度U=0.015 mL，k为证书提供的包含因子k=2，V为移液管的体积。2.2样品实测含量引入的不确定度urel(2)评定2.2.1标准曲线拟合引入的不确定度urel(2.1)氰化物含量是通过最小二乘法拟合的曲线计算所得，不确定度与样品测定的次数和标准系列测定次数有关，同时和样品平均值与标准系列平均值的差值有关。检测过程中，配制6个浓度点（0.00 g、0.40 g、0.80 g、1.20 g、1.60 g、2.00 g）的标准系列，每浓度点平行测定3次，制备10个平行样，得到10个样品测定值，用最小二乘法计算标准曲线的回归方程：y=bx+a，根据拟合的回归曲线求得被测样品的氰化物含量。测定结果见表3、表4。根据拟合得到的曲线，按照表 3、表 4、公式（6）、公式（7）计算urel(2.1)，相关数据填入表5中。S=i=1ij=1j(yij-y)2ij-2(6)urel(2.1)=sb-X01p+1n+(-X0+-xi)2i=1i(xi-xi)2(7)2.2.2标准溶液引入的不确定度urel(2.2)评定标准溶液引入的不确定度包括标准溶液浓度的不确定度urel(2.2.1)和标准溶液配制过程引入的不确定度urel(2.2.2)，则：表3回归曲线的吸光度计算序号123456xi0.000.400.801.201.602.00yij0.0000.0000.0000.1300.1310.1310.2610.2660.2590.3920.3850.3910.5300.5260.5230.6520.6650.658-0.00120.13040.26200.39360.52520.6568yij0.00120.00120.0012-0.00040.00060.0006-0.00100.0040-0.0030-0.0016-0.0086-0.00260.00480.0008-0.0022-0.00480.00820.0012(yij)20.000001440.000001440.000001440.000000160.000000360.000000360.000001000.000016000.000009000.000002560.000073960.000006760.000023040.000000640.000004840.000023040.000067240.00000144xi1xixi-1-0.6-0.20.20.61(xixi)210.360.040.040.361注：1.回归方程：y=bx+a=0.3290 x-0.0012，相关系数R2=0.9997；2.上表中，xi为各标准点的含量；yij为测定的吸光度值；为回归方程计算的吸光度值，xi为标准系列各个浓度点的平均值。叶春常，陈桂云，黎颖欣，胡雯艳，陈韵 分光光度法测定配制酒中氰化物的不确定度评定127127酿酒科技2023年第3期（总第345期）LIQUOR-MAKING SCIENCE&TECHNOLOGY2023 No.3(Tol.345)urel(2.2)=urel2(2.2.1)+urel2(2.2.2)(8)2.2.2.1标准溶液浓度的不确定度urel(2.2.1)评定根据标准物质证书，氰化物标准溶液标准值为50.0 g/mL，相对扩展不确定度为1%（k=2），转换成相对标准不确定度：urel(2.2.1)=Urelk=1%2=0.00500(9)2.2.2.2标准溶液稀释过程引入的不确定度 urel(2.2.2)评定标液稀释：用单标吸管吸取2.00 mL 标准溶液至100 m