一种生乳冰点仪校准液的制备方法

童 骏，曹学思，纪坤发，何 瑛

广东燕塘乳业股份有限公司，广东广州 510700

0 引言

生乳冰点是判定其中是否掺水、掺杂的重要指标之一[1]。生乳掺水后，其物理状态和营养比例均发生变化，大大降低了牛乳的质量和品质，还会使乳制品质量安全风险增大。利用冰点检测可以推测出牛奶中掺水的含量[2]，确保生乳质量，防止掺假，保障乳品企业和消费者的权益。

根据《GB 5413.38—2016 食品安全国家标准生乳冰点的测定》的规定，目前我国测量生乳冰点的常用方法是热敏电阻冰点仪法[3]。该方法重复性好、灵敏度高，是一种实用性较强的检测方法，可以有效地帮助乳品企业控制生鲜乳中掺水、掺杂的问题[4]。该方法使用冰点仪对生乳冰点进行测定，但国内暂时未有冰点仪校准使用的有证标准物质，要求实验室根据标准自行配制冰点校准液。因为氯化钠溶液量值稳定、复现性好[5]，保存相对方便，所以一般采用氯化钠标准溶液作为冰点仪的校准液。

本文通过采用不同纯度的氯化钠来制备冰点校准液，然后对该过程实施质量控制，用精密度和稳定性的试验手段来验证冰点校准液的精密度和稳定性。该方法符合实验室使用的要求，可以在测量生乳冰点前对冰点仪进行校准时使用，具有一定的推广价值。

1 材料与方法

1.1 试剂

氯化钠（广州化学试剂厂，分析纯，纯度≥99.50%）；氯化钠（安谱，纯度99.90%）；乙二醇（广州化学试剂厂，分析纯）；校准液A（F U N K E，-408.0 m ℃）；校准液B（FUNKE，-557.0 m℃）。

1.2 仪器和设备

ML204型分析天平（梅特勒－托利多仪器有限公司，感量0.0001 g）；DHG-9023A型电热鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；CryoStarⅠ 冰点仪（FUNKE GERBER）；1000 mL容量瓶（BOMEX）。

1.3 方法原理

样品过冷至适当温度，当被测样液冷却至-3 ℃时，通过瞬时释放热量使样品产生结晶，待样品温度达到平衡状态，并在20 s内温度回升不超过0.5 m℃，此时的温度即为样品的冰点。

1.4 配制氯化钠标准溶液

1.4.1 称取氯化钠

取适量的氯化钠磨细后置于干燥箱中，（130±2）℃中干燥48 h，取出后置于干燥器内，冷却至室温。

1.4.2 标准溶液A（-408.0 m℃）

准确称取6.8680 g氯化钠，用煮沸冷却的二级水溶解并转移至1000.0 mL容量瓶中，在20 ℃的环境下放置24 h后定容。

1.4.3 标准溶液B（-557.0 m℃）

准确称取9.4220 g氯化钠，用煮沸冷却后的二级水溶解并转移至1000.0 mL容量瓶中，在20 ℃的环境下放置24 h后定容。

1.4.4 标准液贮存

将标准溶液分装贮存于250.0 mL的聚乙烯塑料瓶中，并置于（5±1）℃的冰箱中冷藏保存。

1.5 配制冷却液

准确量取330.0 mL乙二醇于1000.0 mL容量瓶中，用水定容至刻度并摇匀，其体积分数为33.0%。

1.6 仪器校准

1.6.1 仪器预冷

开启热敏电阻冰点仪，等待传感探头升起后，向冰点仪冷阱加入冷却液，仪器预冷30 min后，开始进行测量。

1.6.2 A校准

分别取2.5 mL的FUNKE校准液A，依次放入3 个样品管中，在启动后的冷阱中插入装有FUNKE校准液A的样品管。当重复测量值在（-408.0±2.0）m℃校准值时，完成校准。

1.6.3 B校准

分别取2.5mL的FUNKE校准液B，依次放入3 个样品管中，在启动后的冷阱中插入装有FUNKE校准液B的样品管。当重复测量值在（-557.0±2.0）m℃校准值时，完成校准。

1.7 氯化钠标准溶液的测定

1.7.1 测定标准液A的冰点

移取2.5 m L 标准溶液A 至一个干燥清洁的样品管中，将样品管放入已校准过的冰点仪中。开启冰点仪冷却试样，当温度达到-3 ℃时试样开始冻结，启动引晶的机械振动，金属搅拌棒开始振动引晶，温度开始上升[4]。当温度在20 s 内回升不超过0.5 m ℃时，冰点仪停止测量，显示温度即为标准溶液A 的冰点值。重复测定两次，当两次测定结果的绝对差值不超过4.0 m ℃时，取其平均值作为标准溶液A的冰点值。

1.7.2 测定标准液B的冰点

移取2.5 mL标准溶液B至一个干燥清洁的样品管中，重复1.2.1的测定步骤，测定标准溶液B的冰点。

1.7.3 测定和整理工作

测定结束后，移走样品管，并用二级水冲洗温度传感器和搅拌金属棒并擦拭干净。

2 结果与分析

2.1 精密度试验

分别取用氯化钠（广州化学试剂厂，分析纯，纯度≥99.50%）和氯化钠（安谱，纯度99.90%），按1.4的操作步骤配制标准溶液A和标准溶液B，测量前先按照1.6的步骤校准冰点仪，再按1.7的操作步骤连续10 次测定标准溶液A和标准溶液B的冰点值。

结果显示（表1），4 种标准溶液的10 次测定结果极差分别为2.4 m ℃、1.8 m ℃、1.8 m℃、1.3 m℃，极差均小于4 m℃；测定结果平均值与理论值的偏差分别为1.7 m ℃、1.9 m ℃、0.6 m ℃、-0.7 m ℃，偏差均小于±2.0 m℃；10 次测试的相对标准偏差分别为0.17%、0.09%、0.14%、0.09%，相对标准偏差均小于0.50%。试验结果的极差和偏差均符合《GB 5413.38—2016 食品安全国家标准 生乳冰点的测定》要求，相对标准偏差符合《JJF 1816—2020 生乳冰点仪校准规范》[7]中重复性的要求。

表1 冰点校准液的精密度试验结果 单位：m℃

其中，使用纯度≥99.50%的氯化钠配制的标准溶液A 和标准溶液B，测定结果极差为2.4 m℃和1.8 m℃，平均值与理论值的偏差为1.7 m℃和1.9 m℃；而使用纯度为99.90%的氯化钠配制的标准溶液A和标准溶液B，测定结果的极差为1.8 m℃和1.3 m℃，平均值与理论值的偏差为0.6 m℃和-0.7 m℃。说明使用高纯度氯化钠配制的标准溶液具有更好的精密度和准确度，更适合实验室对热敏电阻冰点仪的校准分析需求。

2.2 稳定性试验

根据《GB 5413.38—2016 食品安全国家标准 生乳冰点的测定》规定，将氯化钠标准溶液置于5 ℃左右的冷藏条件下，其保存期限为2个月。

由2.1精密度试验可知，使用高纯度氯化钠制备的冰点校准液具有更好的精密度和准确度，故取用由纯度99.90%氯化钠配制的冰点校准液（标准溶液A和标准溶液B），在规定的保存期限内测定其冰点值，以监测冰点校准液的保存期稳定性。试验结果显示（表2），在（5±1）℃的冷藏条件下保存73 天，标准溶液A和标准溶液B的冰点值与理论值的偏差均小于±2.0 m℃，说明使用该方法配制的冰点校准液在标准规定的保存期内量值稳定，且可以适当地延长其保存期限至73 天。

表2 冰点校准液的稳定性试验结果 单位：m℃

3 结论

本文参照《GB 5413.38—2016 食品安全国家标准 生乳冰点的测定》的规定，使用纯度≥99.50%和纯度99.90%的氯化钠分别制备了两种适用于生乳冰点仪的校准液，冰点校准液理论值分别为-408.0 m℃（标准溶液A）和-557.0 m℃（标准溶液B）。

通过精密度试验，使用纯度≥99.50%和纯度99.90%氯化钠配制的冰点校准液，测定结果与理论值的偏差均小于±2.0 m ℃，极差均小于4.0 m℃，相对标准偏差均小于0.50%，说明该方法制备的冰点校准液符合《GB 5413.38—20162016 食品安全国家标准 生乳冰点的测定》中精密度和《JJF 1816—2020 生乳冰点仪校准规范》中重复性的要求。其中，使用纯度99.90%氯化钠配制的冰点校准液，其测定结果的极差和偏差均优于使用纯度≥99.50%氯化钠配制的冰点校准液，说明使用高纯度氯化钠配制的标准溶液具有更好的精密度和准确度，更适合实验室对热敏电阻冰点仪的校准分析需求。通过稳定性试验，将冰点校准液放置在（5 ±1）℃的冷藏条件下保存73 天并持续测定其冰点值，73 天内的测定值与理论值的偏差均小于±2.0 m℃，说明使用该方法配制的冰点校准液在标准规定的保存期内量值稳定，重现性好。通过精密度和稳定性试验，证明了本方法的准确性和稳定性，是一种实用、可靠的生乳冰点仪校准液的制备方法。