干银耳中二氧化硫测定的不确定度评定

摘 要：目的：对干银耳中二氧化硫含量的测定过程进行不确定度评定。方法：依据《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》（GB 5009.34—2022）第一法 酸碱滴定法，对干银耳进行二氧化硫含量的测定；参照《测量不确定度评定与表示》（JJF 1059.1—2012）的要求，建立不确定度评定的数学模型，分析各实验环节的不确定度分量，根据来源的不同分类，进行各类不确定度的评定和合成。结果：干银耳中的二氧化硫含量为186 mg·kg-1，扩展不确定度为5 mg·kg-1（k=2）。结论：通过对干银耳中二氧化硫含量测定过程进行不确定度评定，发现银耳中二氧化硫测试结果的不确定度主要来源于样品的均匀性和标准溶液，可为后续提升酸碱滴定法测定银耳中二氧化硫的准确度和可靠性提供参考。

关键词：干银耳；二氧化硫；滴定法；不确定度

Abstract： Objective： To evaluate the uncertainty of the determination process of sulfur dioxide content in dried Tremella fuciformis. Method： The sulfur dioxide content of dried Tremella fuciformis was determined according to the acid-base titration method of GB 5009.34—2022. According to the requirements of JJF 1059.1—2012， the mathematical model of uncertainty evaluation is established， the uncertainty components of each experimental link are analyzed， and all kinds of uncertainties are evaluated and synthesized according to different classification sources. Result： The sulfur dioxide content in dried Tremella fuciformis was 186 mg·kg-1 and the extended uncertainty was 5 mg·kg-1 （k=2）. Conclusion： By evaluating the uncertainty of sulfur dioxide in dried Tremella fuciformis， it is found that the uncertainty of sulfur dioxide in Tremella fuciformis mainly comes from the uniformity of the sample and the standard solution， which provides a reference for the subsequent improvement of the accuracy and reliability of sulfur dioxide in Tremella fuciformis by acid-base titration.

Keywords： dried Tremella fuciformis; sulfur dioxide; titration method; uncertainty

二氧化硫是国内外食品加工行业允许使用的一种食品添加剂，主要起到护色、防腐、漂白和抗氧化作用[1]。银耳又名雪耳、白木耳或银耳子等，中医认为银耳性平味甘，具有滋阴润燥、健脾胃、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老和改善记忆等多重益生作用，是典型的药食兼用菌，深受消费者的喜欢[2]。但是，银耳在正常的存储过程中会自然地发黄和长虫，影响销量。为减少银耳发黄、长虫等问题，部分商人利用二氧化硫熏蒸银耳原料，使制品色泽明亮美观[3]。不确定度是表征合理赋予被测量值的分散性，是与测量结果相联系的参数，为食品检验结果的准确性、可靠性提供客观依据，保证测量结果的完整性和意义[4]。同时二氧化硫是我国每年的食品安全监督必检项目，在《全国食品安全监督抽检实施细则（2024年版）》中有37种品类要求测试二氧化硫含量。但是目前，还未有关于用《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》（GB 5009.34—2022）第一法测试干银耳中二氧化硫含量不确定度的报道。本文以干银耳中二氧化硫含量测定为例，依据GB 5009.34—2022第一法酸碱滴定法进行测定，对食品中二氧化硫的测量过程中的不确定来源进行分析，评价各影响因素对检测结果的影响程度，建立干银耳中二氧化硫测量不确定度的评定方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

30%过氧化氢（分析纯），广州化学试剂厂；氢氧化钠（分析纯），上海强顺化学试剂厂；36%盐酸（分析纯），广州化学试剂厂；无水乙醇（分析纯），广州化学试剂厂；甲基红（分析纯），天津市科密欧化学试剂有限公司；高纯氮气（纯度＞99.9%），空气化工产品（深圳）有限公司；实验室三级水，实验室自制；氢氧化钠标准滴定液C1（1.008 mol·L-1），上海安谱实验科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

LE3002E/02分析天平，梅特勒托利多；JZ-3000T全自动二氧化硫蒸馏仪，山东菁工仪器有限公司；L10-L191粉碎机，九阳股份有限公司；LPR-11-15TXP超纯水机，四川优普超纯科技有限公司。

1.3 试剂配制

过氧化氢溶液（3%）：量取30%过氧化氢50 mL，三级水稀释至500 mL；盐酸溶液（6 mol·L-1）：量取36%盐酸100 mL，加入100 mL水中，搅拌均匀；甲基红溶液指示剂（2.5 g·L-1）：称取甲基红指示剂0.25 g，100 mL无水乙醇溶解。

1.4 标准溶液配制

氢氧化钠标准滴定溶液C3（0.010 08 mol·L-1）：用50 mL单标移液管取氢氧化钠标准滴定溶液C1（1.008 mol·L-1）50.00 mL于500.0 mL容量瓶中，三级水稀释成浓度为0.100 8 mol·L-1的氢氧化钠标准滴定溶液C2，再移取10.00 mL氢氧化钠标准滴定溶液C2（0.100 8 mol·L-1）于100 mL容量瓶中，三级水定容。

1.5 测定原理

根据《食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定》（GB 5009.34—2022）酸碱滴定法。先用全自动二氧化硫蒸馏仪蒸馏出试样中的二氧化硫，然后用氢氧化钠标准滴定溶液滴定，最后根据标准的计算公式得到试样中二氧化硫的含量。

1.6 样品测定

1.6.1 样品制备

干银耳用粉碎机粉碎，混合均匀，密封存于干净的聚乙烯瓶中，供检测用。

1.6.2 样品测定

称取约35 g样品于1 L蒸馏瓶中，加水200 mL，用全自动二氧化硫蒸馏仪蒸馏。全自动蒸馏仪的参数设置为冷凝水温度14 ℃，氮气流速1.0 L·min-1，盐酸（6 mol·L-1）10 mL，加热功率300 W，加热1.5 h，3%过氧化氢溶液（吸收液）50 mL，甲基红指示剂3～4滴。待全自动二氧化硫蒸馏仪程序运行停止后，待吸收液恢复至室温后，用氢氧化钠标准滴定溶液C3（0.010 08 mol·L-1）滴定吸收液至粉红色刚好变为黄色且20 s内不褪色，在相同条件下做平行和空白试验。

1.7 建立数学模型

二氧化硫含量的计算公式[5]为

式中：X为试样中二氧化硫（以SO2计）含量，mg·kg-1；V为试样溶液中氢氧化钠标准滴定溶液消耗体积，mL；V0为空白溶液中氢氧化钠标准滴定溶液消耗体积，mL；0.032为换算系数，g·mmol-1；c为氢氧化钠标准滴定液C3的摩尔浓度，为0.010 08 mol·L-1；m为试样质量，g。结果保留3位有效数字。

2 结果与分析

2.1 不确定度来源

干银耳中二氧化硫的不确定度来源主要包括：①样品的重复性测量引入的相对标准不确定度urel（x）；②样品的称量过程引入的相对标准不确定度urel（m）；③标准物质引入的相对标准不确定度urel（c）；④试样和空白滴定消耗标准溶液引入的相对标准不确定度urel（V-V0）；⑤数字修约引入的相对标准不确定度urel（δ）。各不确定度分量的因果关系如图1所示。

2.2 样品的重复性测量引入的相对标准不确定度urel（x）

重复性测量引入的不确定度的因素包括人员操作、实验过程的环境条件变化、仪器的稳定性等。在相同条件下对干银耳的二氧化硫含量进行了8次重复测定，结果见表1。

利用贝塞尔公式[6]计算得到实验标准差为

实际工作中进行两次平行测定，故取m=2，因此两次平行测定引入的标准不确定度为

样品的重复性测量引入的相对标准不确定度为

2.3 样品的称量过程引入的相对标准不确定度urel（m）

称量的天平校准证书给出的扩展不确定度为U=0.003 g，k=2。测量样品共测量8次，测得试样平均质量m=35.31 g。则样品的称量过程引入的相对标准不确定度为

2.4 标准物质引入的相对标准不确定度urel（c）

2.4.1 氢氧化钠标准滴定溶液引入的相对标准不确定度urel（c标）

氢氧化钠滴定溶液C1标准物质证书提供其相对扩展不确定度为Urel=0.10%，k=2，氢氧化钠滴定溶液C1浓度为1.008 mol·L-1。则氢氧化钠标准滴定溶液引入的相对标准不确定度为

2.4.2 氢氧化钠标准滴定溶液配制过程中容量瓶引入的相对标准不确定urel（cv）

500 mL容量瓶校准证书提供的扩展不确定度为U=0.08 mL，k=2，则其相对标准不确定度为。100 mL容量瓶校准证书提供的不确定度为U=0.03 mL，k=2，则其引入的相对标准不确定度为。

则合成相对标准不确定度为

2.4.3 测试环境温度引入的相对标准不确定度urel（ct）

因为容量瓶的校准温度为20 ℃，实验室的温度控制在20 ℃±5 ℃。水的体积膨胀系数为2.1×10−4 ℃−1，玻璃的体积膨胀系数为3.3×10−6 ℃−1，玻璃的膨胀系数远小于水的膨胀系数，因此忽略玻璃膨胀带入的影响，只需考虑水带入的影响。500 mL水的体积变化为±（500×5×2.1×10−4）=±0.525 mL；100 mL水产生的体积变化为±（100×5×2.1×10−4）=±0.105 mL，假设温度变化是矩形分布，k=，则测试温度引入的相对标准不确定度为

则合成相对标准不确定urel（ct）为

2.4.4 氢氧化钠标准滴定溶液配制过程中移液管引入的相对标准不确定度urel（c移）

50.00 mL单标吸量管校准证书提供的扩展不确定度为U=0.02 mL，k=2，则其引入的相对标准不确定度为。10.00 mL单标吸量管校准证书提供的扩展不确定度为U=0.02 mL，k=2，则其引入的相对标准不确定度为

实验室的温度控制在20 ℃±5 ℃，50.00 mL移液管的体积变化为±（50×5×2.1×10−4）=±0.052 5 mL；10.00 mL移液管的体积变化为±（10×5×2.1×10−4）=±0.010 5 mL，假设温度变化是矩形分布，k=，则温度引入的相对标准不确定度为

则合成相对标准不确定度为