火焰原子吸收法测定奶粉中铁含量不确定度的评定

摘要 采用火焰原子吸收法测定奶粉中的铁元素浓度，对结果的不确定度来源进行评定。结果表明，不确定度来源主要有重复性试验导致的、标准物质、试样质量、最小二乘法拟合标准曲线得出试样液中铁的浓度时产生的不确定度。其中标准物质的不确定度和标准曲线拟合的不确定度相对较大，因此在试验过程中需要加强标液的配制技术。

关键词 铁元素浓度;不确定度;火焰原子吸收

中图分类号：TS252.51;Q657.31 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2019）05-122-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.05.052

Evaluation of Uncertainty in the Determination of Iron in Milk Powder by Flame Atomic Absorption Spectrometry

ZHANG Mi-mi（Anhui Food and Drug Inspection Institute， Hefei， Anhui 230051）

Abstract The concentration of iron in milk powder was determined by flame atomic absorption spectrometry， and the source of uncertainty was evaluated. The results showed that the uncertainty was mainly caused by repeated tests， reference materials， sample quality， and the least square fitting of the standard curve to obtain the concentration of iron in the sample solution. The uncertainty of standard material and standard curve fitting was relatively large， so it was necessary to strengthen the preparation technology of standard solution in the process of test.

Key words   Iron concentration; Uncertainty; Flame atomic absorption spectrometry

铁是生物体内多种蛋白质的组成成分，参与机体的各种生化反应，缺乏或者过多摄取铁元素对身体都会产生严重的生理反应。缺铁性贫血（Iron Deficiency Anemia，IDA）是由于体内铁缺乏导致储存铁耗尽，进一步引起血红蛋白合成减少并最终导致贫血的一种疾病。婴儿6个月内摄取铁元素的主要来源就是奶粉，奶粉中的铁元素含量多少对婴幼儿健康成长至关重要。在测定奶粉中铁元素浓度评估中，称样过程、前处理方法、标准物质的配制等都可能对结果产生影响。不确定度是衡量测试结果可靠程度的重要指标，明确检测结果的不确定度有着非常重要的意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

仪器有原子吸收分光光度计、湿发消解罐、湿发消解炉、移液管等;试剂有铁元素的标准物质、混合酸（硝酸∶高氯酸=4∶1）、蒸馏水等;气体为高纯度乙炔。

1.2 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，在248.3 nm处测定吸光度值，在一定范围内铁的吸光度值与铁含量呈正比，与标准系列比较定量。

1.3 湿法消解

称取1.00 g试样，置于湿法消解罐中，加入10 ml硝酸和0.5 ml高氯酸，在电热炉上消解，消解至冒白烟，消化液呈无色透明或者淡黄色，冷却取出消解罐定容至25 ml。按统一方法同时做试剂空白。

1.4 测定项目与方法

执行标准有GB 5009.90-2016 《食品中铁的测定》、JJF 1059.1-2012 《测量不确定度评定与表示》。

食品中铁的含量：

X=■（1）

式中，X为食品中铁的含量（mg/kg）;C-C0为测定液中扣除空白后铁的浓度（mg/L）;V为试样消解后定容体积（ml）;m为试样质量（g）;f为稀释倍数。

2 结果与分析

2.1 奶粉中铁含量测定不确定度的来源

不确度来源主要有以下几个方面：重复性试验导致的不确定度;标准物质的不确定度：标准母液的不确定度和标液配制所引入的不确定度;样品质量的不确定度：主要包括电子天平本身以及分辨率、样品的均匀性等;标准曲线得出的试样液中铁的浓度产生的不确定度。

2.2 测量重复性试验的不确定度

同样条件下称取样品6份并进行消解，在原子分光光度计上进行测量，得到试验数据和分析结果（表1）。6份試样液中浓度的平均值为3.141 5 mg/kg，食品中铅含量平均值为0.207 5 mg/kg。

计算得单次测量的试验标准偏差为0.001 1，6次测定奶粉中铁含量平均值的相对标准偏差为0.003 8。

2.3 标准物质的不确定度

铁标准母液浓度为1 000 μg/ml，其扩展不确定度为1 μg/ml，则铁标准母液的不确定度为0.5 mg/kg，相对标准不确定度为0.000 5。

2.4 标准物质配制过程的不确定度

2.4.1 标准溶液配制过程 吸取10 ml铁标准储备液于100 ml容量瓶中，用2%硝酸溶液定容至刻度，得到浓度为100 mg/L铁标准使用液，分别移取0、1、2、4、6、10 ml铁标准使用液于100 ml容量瓶中，得到浓度分别为0、1、2、4、6 mg/ml的铁标准溶液。

2.4.2 10 ml刻度移液管引入的不确定度 根据JJG 196-2006《常用玻璃量器》，在20℃时10 ml刻度移液管10 ml时容量允差为±0.05 ml，则10 ml刻度移液管引入的不确定度为0.028 9，相对不确定度为0.002 89。

2.4.3 移液枪不确定度 1 000 μl移液枪1 000 μl时容量允许差为±1.5%，移液枪引入的不确定度为8.66，相对不确定度为0.008 66。

2.4.4 容量瓶引入的不确定度 20℃时100 ml容量瓶的容量允差为±0.10 ml，则容量瓶体积带来的不确定度为0.057 7，相对不确定度为0.000 58。

综上，标准物质的相对标准不确定度为0.009 16。

2.5 样品前处理过程产生的不确定度

2.5.1 取样 取样过程中充分混合均匀，可忽略。

2.5.2 称重 按GB 5009.12-2017《食品中铅的测定》，称重至0.001 g，天平的扩展不确定度为0.2 mg，包含因子k=2，则天平产生的标准不确定为0.000 1 g，相对不确定度为0.000 05。

2.5.3 消解回收率 由于试样消解不完全以及污染等原因会使奶粉中铁元素有损，回收率在93%～108%，不确定度为0.001 87。

2.5.4 定容的影响 在20℃时，10 ml容量瓶的容量允差为±0.020 ml，则10 ml容量瓶产生的不确定度为0.011 55，相对不确定度为0.001 15。

综上，样品前处理过程中的不确定度为0.001 23。

2.6 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個不同浓度的铁标准溶液，用相同条件分别测定3次，得到相应的吸光度值（表2），得到直线方程为y=0.052 061X+0.004 000 9，a=0.052 061，b=0.004 000 9。对试样测定6次，其试样液中铁的平均浓度C为3.141 5 mg/kg，则C的标准不确定度为0.130 7。标准溶液吸光度残差的标准差为0.041 47，标准不确定度为0.012 59 mg/kg。

2.7 扩展不确定度

扩展不确定度是确定测量结果区间的量，是合成标准不确定度与包含因子的乘积，即0.025 mg/kg。

3 结论

从结果来看，火焰原子吸收法测定奶粉中铁元素浓度的不确定度的来源主要是称样过程中所用的天平、前处理消解过程中所用的移液管移液枪、标准溶液及其过程中所用的玻璃器皿以及标准曲线拟合所带来的不确定度，其中标准物质的不确定度和标准曲线拟合的不确定度相对较大，因此在试验过程中需要加强标液的配制技术。

参考文献

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责任编辑：郑丹丹

作者简介   张咪咪（1987-），女，安徽亳州人，硕士，从事食品检验工作。

收稿日期   2019-07-05