分光光度法测定乳粉中磷的不确定度评定

陶希芹

摘 要：采用钼蓝分光光度法进行乳粉中磷含量的测定，并对乳粉中磷含量进行不确定度评定。根据GB 5009.87—2016标准分析了乳粉中磷含量的关键测试步骤是样品称量、标准溶液配制、重复性实验、仪器测定，为此进行不确定度评定。结果表明，乳粉中磷含量测定结果为（180.63±1.66）mg/100 g，k=2。影响乳粉中磷含量测定的主要因素是磷质量浓度。

关键词：钼蓝分光光度法；乳粉；不确定度；磷

Uncertainty Assessment of Phosphorus Determination in Milk Powder Using Molybdenum Blue Spectrophotometric Method

TAO Xiqin

（Guizhou Industry Polytechnic College， Guiyang 551400， China）

Abstract： The molybdenum blue spectrophotometric method is used to determine the phosphorus content in milk powder， and uncertainty assessment is conducted on the phosphorus content in milk powder. According to the GB 5009.87—2016 standard， the key testing steps for phosphorus content in milk powder are sample weighing， standard solution preparation， repeatability experiments， and instrument measurement. Therefore， uncertainty assessment is conducted. The results showed that the phosphorus content in milk powder was determined to be

（180.63 ± 1.66） mg/100 g， with k=2. The main factor affecting the determination of phosphorus content in milk powder is the phosphorus mass concentration.

Keywords： molybdenum blue spectrophotometric method; milk powder; uncertainty; phosphorus

乳粉作为一种婴幼儿和成人的重要食品，其磷含量对于骨骼健康和营养平衡具有重要影响。在乳粉中进行磷检测是为了确保产品的质量和安全性。乳粉中磷含量检测的方法主要有显色法、分光光度法、离子色谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等。其中，分光光度法具有操作简单、成本低、方法稳定等优点，被广泛应用到分析检测中。不确定度评价在检测分析中发挥重要作用，有效的不确定度评价能够找出影响分析方法准确性的重要因素[1-5]。本文使用《食品安全国家标准 食品中磷的测定》（GB 5009.87—2016）[6]中分光光度法检测乳粉中磷含量，并进行不确定度评定，从而为后期方法检测提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

乳粉，来自市场抽样样本。基准试剂磷酸二氢钾（青岛青药生物工程有限公司）；硝酸、硫酸、盐酸、高氯酸，优级纯，成都市科隆化学品有限公司；磷标准溶液（50 mg·L-1）；实验用水为《分析实验室用水规格和试验方法》（GB/T 6682—2008）规定的三级水；15%硫酸溶液；5%硫酸溶液；3%硫酸溶液；盐酸（1∶1，V∶V）；钼酸铵（50 g·L-1）；对苯二酚溶液（5 g·L-1）；亚硫酸钠溶液（200 g·L-1）；氯化亚锡-硫酸肼溶液（取0.1 g氯化亚锡、0.2 g硫酸肼，用3%硫酸溶液稀释定容至100 mL）；5.0 mg·L-1磷标准溶液。

1.2 仪器与设备

UV-1601型紫外可见分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）；E12140型电子分析天平（美国Ohaus）；JRY-D450-D石墨电热板（金蓉园仪器设备有限公司）。

1.3 样品处理方法

根据GB 5009.87—2016方法，稱取0.5 g乳粉，置于200 mL广口烧杯中，加入10 mL硝酸、1 mL高氯酸、2 mL硫酸，在石墨炉中加热直至溶液澄清（溶解条件为120 ℃下溶解0.5 h，升温到180 ℃溶解2 h，升温到200 ℃溶解0.5 h），冷却后加入5 mL水，将溶液转移至50 mL容量瓶中定容，得到样品溶液，并做空白实验。移取10 mL样品溶液置于50 mL容量瓶中，加入2 mL钼酸铵（50 g·L-1）、1 mL亚硫酸钠溶液（200 g·L-1）、1 mL对苯二酚溶液（5 g·L），加水定容到50 mL，静置30 min，在600 nm波长处测定吸光度。

1.4 标准曲线配制

分别准确移取50 mg·L-1磷标准溶液0.00 mL、

2.50 mL、5.00 mL、7.50 mL、10.00 mL和15.00 mL置于50 mL容量瓶中，得到系列标准溶液中磷的浓度分别为0 mg·L-1、2.50 mg·L-1、5.00 mL·L-1、

7.50 mg·L-1、10.00 mg·L-1和15.00 mg·L-1。按照样品测试方法操作，以吸光度为纵坐标、磷浓度为横坐标绘制标准曲线。

2 结果与分析

2.1 数学模型

根据GB 5009.87—2016得到试样中磷含量的计算公式为

（1）

式中：ρ为根据磷标准溶液曲线方程查得试样溶液中磷的质量浓度，μg·mL-1。X为试样中的磷含量，mg/100 g；m为试样质量，g；V为样品定容后体积，mL；V1为吸取样品溶液体积，mL；V2为比色定容体积，mL。

2.2 不确定度来源

根据GB 5009.87—2016方法得到乳粉测量过程中不确定度主要来源于样品称量、磷质量浓度、测量重复性、分光光度计几个方面。

2.3 不确定度分量计算

2.3.1 样品称量引入的不确定度

称样量为0.5 g，根据天平提供证书得到允许误差为±0.1 mg，按照矩形分布（），得到样品称量（平行称取2次）引入的标准不确定度为

g

样品称量引入的相对标准不确定度为

2.3.2 磷质量浓度引入的不确定度

（1）分取标准溶液体积引入的不确定度。磷标准溶液标准物质证书提供了磷标准物质浓度

（50 mg·L-1）的扩展不确定度U=0.28（k=2），因此磷标准溶液浓度引入的标准不确定度为，磷标准溶液浓度引入的相对标准不确定度为。

标准曲线配制中使用25 mL移液管，根据检定证书得到25 mL移液管的体积允许误差为±0.03 mL，按照三角分布（），得到25 mL移液管引入的标准不确定度为 mL。则5次移液引入的相对标准不确定度为

由此得到分取标准溶液体积引入的相对标准不确定度为

（2）标准曲线拟合引入的不确定度。對系列标准溶液进行测试，以吸光度值为纵坐标、磷质量浓度为横坐标绘制标准曲线，得到拟合曲线方程为A=

0.036 93x+0.007 21，R2=0.999 9。

最小二乘法拟合标准曲线的相对标准不确定

度[7-12]的计算公式为

（2）

式中：p为乳粉试样测量次数，p=6；n为标准工作曲线溶液测量次数，n=3；c为乳粉中磷的质量浓度，c=3.72 μg·mL-1；c为标准工作曲线中磷质量浓度的平均值，c=9 μg·mL-1；a为拟合曲线斜率，a=0.036 93；b为拟合曲线截距，b=0.007 21；Ai为试样吸光度。

计算得到标准曲线拟合引入的相对标准不确定度为urel（c）=0.001 04。

因此，磷质量浓度引入的相对标准不确定度为

2.3.3 测量重复性引入的不确定度

对同一乳粉样品进行8次平行测定，8次测定结果分别为180.4 mg/100 g、181.2 mg/100 g、180.5 mg/100 g、

180.8 mg/100 g、181.7 mg/100 g、179.9 mg/100 g、180.2 mg/100 g和180.3 mg/100 g。乳粉中磷含量重复测定的相对标准不确定度计算公式[13-16]为

（3）

式中：xi为乳粉样品第i次测定结果，mg/100 g；x为乳粉样品测试平均值，mg/100 g；n为测试次数。

根据式（3）计算得到乳粉中磷含量重复测定引入的相对标准不确定度为urel（s）=0.001 07。

2.3.4 分光光度计引入的不确定度

分光光度计的分辨率（F）为0.001[5]，分光光度计的标准不确定度为u（A）=0.29F=0.000 29。对样品溶液进行8次测定，得到平均吸光度为0.139，由此得到分光光度计引入的相对标准不确定度

2.4 合成不确定度

计算得到合成相对不确定度为

0.004 6

合成标准不确定度为

u=180.63×0.004 6=0.83 mg/100 g

2.5 扩展不确定度

置信概率为0.95%时，得到置信因素k0.95=2，则扩展不确定度为U=0.83×2=1.66。因此，得到乳粉中磷含量测定结果为（180.63±1.66）mg/100 g，k=2。

3 结论

本文研究了钼蓝分光光度法测定乳粉中磷含量的不确定度，得出试样中磷含量的检测结果为（180.63±1.66）mg/100 g，k=2。在各不确定度分量中，磷质量浓度对含量测定的影响最大，建议在使用

GB 5009.87—2016中的钼蓝光度法测定乳粉时加强标准溶液配制管理，提高方法准确性。

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