火焰原子吸收法测定奶粉中铜含量的不确定度评估

1 范围

适用于本实验室火焰原子吸收法测定食品中铜含量结果不确定度的评定和表示。 2 引用文献

JJF 1059-1999《测量不确定度的评定和表示》 GB/T 5009.13-2003《食品中铜的测定》 JJG 6-2006《定移液器》 JJG 196-2006《常用玻璃量器》 3 试验方法和计算公式 3.1试验原理

试样经处理后，导入原子吸收分光光度计中，原子化以后，吸收324.8nm共振线，在一定范围内，其吸收值与铜含量成正比，与标准系列比较定量。 3.2 试验方法

食品试样磨碎后，混合均匀，称取5.00g试样，置于瓷坩埚中，加5ml，放置0.5h小火蒸干，继续加热碳化，移入马弗炉中，500℃±25℃灰化1h，再加入1ml浸湿灰分，小火蒸干，在移入马弗炉中，500℃灰化0.5h，冷却后取出，以1ml（1+4）溶解4次，移入10.0ml容量瓶中，用水稀释至刻度，导入原子吸收分光光度计测定。具体测定食品中铜含量所需步骤见图1。 取与消化试样相同量的，按统一方法同时做试剂空白。 试样磨碎、混均 铜标准使用 铜标准储备液 标准曲线的标液 火焰原子吸收测定 称重 碳化、马弗炉消化 转移定容 试剂空白 图1 食品中铜含量测定试验流程图

3.3计算公式

食品中铜的含量：

XCV1000……………(1)

m1000式中：X——食品中铜的含量，单位(mg/kg)； C——测定液中扣除空白后铜的浓度(mg/L)； V——试样消解后定容体积(ml)； m——试样质量(g)。 4 不确定度分量的主要来源

食品中铜含量测定不确定度的来源主要有4个方面，见因果关系图2。 4.1 重复性实验导致的不确定度：由样品的均匀性、天平重复性、体积重复性和回收率的重复性。

4.2 标准物质的不确定度：标准储备液的不确定度和稀释所引入的不确定度。 4.3 试样质量的不确定度：主要包括万分之一的天平本身最大允许误差（MPE），天平的分辨率、样品的均匀性等。

4.4 最小二乘法拟合标准曲线得出的试样液中铜的浓度C时产生的不确定度。不确定度来源。

4.5 因上述原因在计算公式中引入反映各种随即影响的重复性系数frep，其数值等于1，系数的标准偏差等于测量结果的相对标准不确定度。于是，评定不确定度的数学模型应写为如下形式：

CV1000Xfrep……………(2)

m1000m V 重复性frep 校准 温度 重复性frep 定容体积 消化回收率 温度 标准储备液（标准物质） 定容体积 重复性frep 标准曲线校准 试样的制备过程 标准曲线的稀释C

图2 食品中铜测定过程不确定度来源的因果关系图

5 标准不确定度的评定 5.1 测量重复性实验的不确定度

称取同一批次的食品试样6份，同时进行前处理后，并在相同的火焰原子吸收的条件下平行测定定容后试样液中铜的浓度，试验数据和分析结果见下表1。

表1 试样测量数据和计算结果 测量次数n 试样质量(g) 试样液中铜的浓度((mg/L) 试样液中铜浓度平均值(mg/L) 食品中铅含量(mg/kg) 算术平均值X(mg/kg) 单次测量不确定度S(X) 算术平均值不确定度u(frep) 1 5.0047 0.2072 2 5.1278 0.2169 3 5.02 0.2127 4 5.1347 0.2162 0.2105 0.414 0.423 0.418 0.421 0.415 0.00701 0.0119 0.409 0.405 5 5.0497 0.2065 6 5.0235 0.2034 单次测量的实验标准偏差为：

S(X)(Xi1niX)20.00701(mg/kg)

n1在日常分析中，测定两份样品报告平均值，所以两次测定食品中铜的含量平均值的相对标准偏差为：

urel(frep)S(X)0.007010.0119 X20.41525.2 标准物质的不确定度 5.2.1 标准储备液的不确定度

铜标准储备液为国家标物中心提供浓度为1000µg/ml，标准证书给出的扩展不确定度为1µg/ml，则铜标准储备液的标准不确定度为：

1u(C储)0.5(µg/ml)

2铜标准储备液的相对标准不确定度为：

urel(C储)u(C储)C储0.50000.0005 10005.2.2 稀释过程中引入的不确定度

5.2.2.1 标准溶液的稀释过程过程：用10ml刻度移液管移取10ml铜标准储备液于100ml容量瓶(A级)中，用0.5%溶液定容至刻度，得到浓度为100µg/ml(100mg/L)铜标准使用液，再用1ml可调移液器分别移取0.0,0.1,0.2,0.4,0.8,1.6ml铜标准使用液于100ml容量瓶(A级)中，得到浓度分别为

0.0,0.1,0.2,0.4,0.8,1.6mg/L的铜标准测定溶液。 5.2.2.2 10ml刻度移液管引入的不确定

由JJG 196-2006《常用玻璃量器》规定，在20℃时10ml刻度移液管（A级）10ml时容量允差为±0.05ml，取矩形分布，则10ml刻度移液管（A级）引入的不确定度为

u(V刻移)0.0530.02887(ml)

urel(V刻移)u(V刻移)V刻移0.028870.2887%0.002887 105.2.2.3 可调移液管产生的不确定度

由JJG 6-2006《移液器》规定1000µl可调移液器1000µl时容量允许差为±1.5%，取矩形分布，则移液器引入的不确定度为：

u(V移)10001.5%38.66(µl)

urel(V移）u(V移)V移8.660.866%0.00866 10005.2.2.4 容量瓶体积引入的不确定度

JJG 196-2006《常用玻璃量器》规定，在20℃时100ml容量瓶（A级）的容量允差为±0.10ml，取矩形分布，则容量瓶体积带来的不确定度为：

u(V容)0.1030.0577(ml)

urel(V容)u(V容)V容0.05770.0577%0.00058 100-1

5.2.2.5 实验室温度变化介于20±5℃之间，水的膨胀系数为2.1×10-4℃，假设为

均匀分布，由温度的变动性引入的铜标准物质的相对标准不确定度为：

urel(Ct)52.110430.00061

5.2.3 标准物质的相对标准不确定度urel(std)：

urel(std)urel(C储)urel(V刻移)urel(V移)urel(V容)urel（Ct)22222

2222urel(std)0.000520.0028870.008660.000580.000610.009185.3 试样制备过程中引入的不确定度 5.3.1 取样

本实验时依据GB/T 5009.1-2003《食品卫生检验方法 理化部分 总则》规定，把试样取可食部分，充分磨碎混匀后随即称取试样，可以认为试样是均匀的，产生的不确定可以忽略。 5.3.2 称重

按GB 5009.12-2010《食品安全国家标准 食品中铅的测定》，称重至0.001g，天平的检定证书扩展不确定度为0.2mg，取包含因子k=2，则天平产生的标准不确定为：

0.20.0001(g)2

u(m)0.0001urel(m)0.00002m5.0716u(m)5.3.3 消化回收率

由于试样消化不完全或消化过程导致铜的损失、污染及消化液转移过程中的损失等，则食品中铜不能100%的进入测定中，或是基质的干扰，此方法回收率在90%~110%，试样回收率的不确定度按JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》5.8节计算为下式：

(bb)2u(rec)12b(110100)%10%2

b(10090)%10%urel(rec)5.7735%0.057745.3.4 定容体积的影响

JJG 196-2006《常用玻璃量器》中规定，在20℃时，10ml（A级）容量瓶的容量允差为±0.020ml，取矩形分布，则10ml容量瓶产生的不确定度为：

u(V容)0.020urel(V容)3u(V容)V容0.01155(ml)

0.011550.001155105.3.5 试样制备过程中引入的不确定度为：

urel(pre)urel(m)urel(rec)urel(V容)222

222urel(pre)0.000020.057740.0011550.057755.4 最小二乘法拟合标准曲线校准得出试样液浓度C(mg/L)时产生的不确定度 采用5个不同浓度的铜标准溶液，用相同条件分别测定3次，得到相应的吸光度值yi，用最小二乘法进行拟合，得到直线方程。测量数据见表2。

表2 铜标准曲线测定数据和计算结果

铜标液浓度（mg/L） 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 吸光度y1 0.0077 0.0155 0.0298 0.0609 0.1222 吸光度y2 0.0085 0.0155 0.0307 0.0625 0.1211 吸光度y3 0.0079 0.01 0.0306 0.0622 0.1209 吸光度平均值 0.0080 0.0155 0.0304 0.0618 0.1214 得到直线方程为：y0.0758C0.0004，则a=0.0004，b=0.0758

对试样测定6次其试样液中铜的平均浓度为：C=0.2105(mg/L)。则C的标准不确定度为：

S(y)u(C)b11(CC)2……………(3) PnScc式（3）中：

[yS(y)j1ni(bxia)]2n2 0.000688标准溶液吸光度残差的标准差为：

CCj1njn0.10.20.40.81.60.62(mg/L)

5(CC)2(0.21050.62)20.1677 Scc(CjC)2=4.4624

j1nS(y)11(CC)20.00068110.1677u(C)0.00467(mg/L)bPnScc0.075861.4624 urel(C)u(C)0.004670.02218C0.21056 合成标准不确定度

urel(X)urel(frep)urel(std)urel(pre)urel(C)urel(X)0.011920.0091820.0577520.022182 urel(X)0.0637u(X)Xurel(X)0.4150.06370.02(mg/kg)22227 扩展不确定度和结果表示

食品中铜含量的扩展不确定度，根据国际惯例，取包含因子k=2，扩展不确定为：

U(X)2u(X)20.020.0528(mg/kg)

食品中铜含量结果表示：X(0.420.05)mg/kg,取k2。