指示剂法测定白酒中酸酯总量的不确定度评估

摘 要：按最新标准《白酒分析方法》（GB/T 10345—2022）采用指示剂法测定白酒中酸酯总量，依据《化学分析中不确定度的评估指南》（CNAS-GL006：2019）和《测量不确定度评定与表示》（JJF 1059.1—2012）对整个实验过程中的不确定度因素进行系统性分析，对不确定度分量进行计算，最终确定合成标准不确定度和扩展不确定度。结果显示，白酒中酸酯总量为41.57 mmol·L-1，合成标准不确定度为0.30 mmol·L-1，扩展不确定度为0.60 mmol·L-1（k=2）。标准溶液滴定体积为主要的不确定度来源。

关键词：白酒；酸酯总量；指示剂法；不确定度

Uncertainty Evaluation of the Determination of Total Acid Esters in Baijiu by Indicator Method

LI Zhen， HAO Juan， CHEN Mo， WANG Fanhong， WANG Lei

（Xinjiang Huachun Biopharmaceutical Co.， Ltd.， Urumqi 830000， China）

Abstract： According to the latest standard GB/T 10345—2022， the total amount of acid esters in liquor was determined by the indicator method. According to CNAS-GL006：2019 and JJF 1059.1—2012， the uncertainty factors in the whole experimental process were systematically analyzed， the uncertainty components were calculated， and the synthetic standard uncertainty and expanded uncertainty were finally determined. The results showed that the total amount of acid esters in liquor was 41.57 mmol·L-1， the synthetic standard uncertainty was 0.30 mmol·L-1， and the expanded uncertainty was 0.60 mmol·L-1 （k=2）. The titration volume of the standard solution was the main source of uncertainty.

Keywords： Baijiu; total acids and esters; indicator method; uncertainty

白酒是经发酵酿制而成的蒸馏酒，其内部化学组成因制作工艺的不同而不同，最终呈现出不同的香型[1]。随着贮藏时间的延长，酒中酯类组成会发生一定程度的变化，从而影响酒的口感风味。因此，可通过酸酯总量对白酒的等级和品质进行评定[2]。白酒的酸酯总量是指总酸和总酯的含量总和，其对酒的呈香、呈味起着至关重要的作用[3]。建立准确、可靠的酸酯总量测定方法，对于鉴别白酒的等级和品质具有重要意义。最新的白酒质量要求系列标准也新增加了对不同香型、不同等级白酒酸酯总量的指标要求[4-6]。目前，针对白酒酸酯总量主要采用指示剂法和电位滴定法测定。不论是哪种测量方法，测量过程中都存在不确定度。不确定度是一定置信水平下测量结果的置信范围，测量不确定度越小，则测量越精确，其对衡量测量过程的可靠性，测量结果的准确性具有重要意义[7-9]。

本研究按《白酒分析方法》（GB/T 10345—2022）[10]采用指示剂法对白酒中酸酯总量进行测定，依据《化学分析中不确定度的评估指南》（CNAS-GL006：2019）[11]和《测量不确定度评定与表示》（JJF 1059.1—2012）[12]对测量不确定度进行分析与评估，找出测量不确定度的主要影响因素，以期提高测定结果的可靠性，增强测量结果之间的可比性。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

NaOH（优级，天津市光复精细化工研究所）；硫酸溶液（优级，西陇化工科技有限公司）；酚酞指示剂（分析纯，天津市北联精细化学品开发有限公司）；乙醇溶液（优级，浙江天诺化学有限公司）。容量瓶（天波玻璃仪器）；25 mL滴定管、50 mL滴定管、50 mL单标吸量管（A级，天波玻璃仪器）。

1.2 实验方法

1.2.1 样品测定方法

参照GB/T 10345—2022 8.1中的前处理方式，取白酒50.0 mL于锥形瓶中，加2滴酚酞指示剂，用已标定的NaOH标液滴定至样液呈微红色，即为终点，记录消耗NaOH标液的体积。再加入标定过的NaOH标液25 mL，混匀，加几粒沸石，进行加热冷凝回流30 min，待降至常温，用标定过的H2SO4标液进行滴定，待红色褪去，记录消耗H2SO4标液体积。同时吸取50 mL乙醇（无酯）溶液，同法操作以作为空白，记录消耗H2SO4标液体积。白酒中酸酯总量计算公式为

（1）

式中：X为样品中酸酯总量，mmol·L-1；C2为NaOH标液的实际浓度，mol·L-1；V2为滴定总酸消耗NaOH标液的体积，mL；C1为H2SO4标液的实际浓度，mol·L-1；V0为空白试样消耗H2SO4标液的体积，mL；V1为样品消耗H2SO4标液的体积；mL；50.0为吸取样品的体积，mL。

1.2.2 标准溶液标定方法

参照《化学试剂 标准滴定溶液的制备》（GB/T 601—2016）[13]对0.1 mol·L-1的NaOH标液和0.1 mol·L-1的H2SO4标液进行配制和标定。

（1）NaOH标液。配制：称取110 g NaOH溶于100 mL无二氧化碳的水中，将其转入1 000 mL容量瓶，密闭放置至溶液清亮，用无二氧化碳水定容至刻度，摇匀，转移至聚乙烯容器中储存备用。标定：取经恒重的邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）基准试剂，用无二氧化碳水溶解，加2滴酚酞（10 g·L-1），用配制的NaOH标液滴定至溶液呈粉红色，并保持30 s不褪色，同时做空白试验。NaOH标液实际浓度的计算公式为

（2）

式中：C2为NaOH标液的实际浓度，mol·L-1；V氢氧化钠为NaOH标液体积，mL；V空白为空白消耗NaOH标液体积，mL；m为KHC8H4O4的质量，g；M为KHC8H4O4的摩尔质量，M（KHC8H4O4）=204.22 g·mol-1。

（2）H2SO4标液。配制：取H2SO4溶液3 mL于1 000 mL水中，冷却，混匀。标定：取经恒重的基准试剂无水Na2CO3于50 mL水中，加10滴溴甲酚绿-甲基红指示液，用配制的H2SO4标液滴定至溶液由绿色变为暗红色，煮沸2 min，加盖具钠石灰管的橡胶塞，待降至常温，滴定至溶液再呈暗红色，同时做空白试验。H2SO4标液实际浓度的计算公式为

   （3）

式中：C1为H2SO4标液的实际浓度，mol·L-1；V硫酸为H2SO4标液体积，mL；V空白为空白消耗H2SO4标液体积，mL；m为无水Na2CO3的质量，g；M为无水Na2CO3的摩尔质量，M（1/2Na2CO3）=52.994 g·mol-1。

2 结果与分析

2.1 不确定度来源的识别

根据酸酯总量计算公式，采用指示剂法测量的不确定度来源主要有4个方面。①重复测定试样的不确定度（A），主要由试样重复测定引入。②标准溶液滴定体积的不确定度（B），主要由总酸滴定体积、总酯滴定体积及空白滴定体积引入。③量取酒样体积的不确定度（B），主要由单标线吸量管的容量允差与温度引入。④酸碱标液的不确定度（B），主要由氢氧化钠标液、硫酸标液引入。

2.2 不确定度分量分析

2.2.1 重复测定试样引入的不确定度

实验操作过程中A类不确定度主要来源于重复性产生的不确定度分量，根据标准方法，测定过程中吸取50 mL酒样，平行测定8次，测量结果如表1所示。

依据表1中的测量数据，计算重复测定试样引入的标准不确定为

则重复测定试样引入的相对标准不确定度为

2.2.2 标准溶液滴定体积引入的不确定度

标准溶液滴定体积引入的不确定度主要来源于总酸、总酯及空白的滴定体积。

（1）由总酸滴定体积引入的不确定度主要来源于滴定管容量允差、读取体积误差和温度3个方面。依据《常用玻璃量器检定规程》（JJG 196—2006）[14]，25.0 mL滴定管（A级）在20 ℃时，允差为±0.04 mL，按三角分布，25.0 mL滴定管容量允差引入的标准不确定为

实验室的温度在±4 ℃变动，氢氧化钠标准滴定溶液的溶剂主要为水，则膨胀系数按2.1×10-4 ℃-1计算[15]，液体膨胀产生的不确定度为25×4×2.1×10-4=±0.021 mL，采用矩形分布，则由温度引入的标准不确定度为滴定管（25 mL）的最小度量值为0.1 mL，读数估计至0.01 mL，其引起的质量误差为±0.01 mL，按均匀分布进行计算，读取体积误差引入的标准不确定度为

经8次测得总酸的平均值为6.06 mL，则总酸滴定体积引入的标准不确定度和相对标准不确定度分别为

（2）总酯滴定体积引入的不确定度。总酯滴定体积引入的不确定度计算同（1），8次测量总酯滴定体积的平均值为3.62 mL，则总酯滴定体积引入相对标准不确定度为

（3）空白滴定体积引入的不确定度。空白滴定体积引入的不确定度计算同（1），8次测定得空白滴定体积平均值为24.35 mL，则空白滴定体积引入的相对标准不确定度为

综上，滴定体积引入的相对标准不确定度为

2.2.3 酒样体积引入的不确定度

酒样体积引入的不确定度主要来源于吸量管允差、温度两方面。依据JJG 196—2006，50 mL单标线吸量管（A级）在20 ℃时，允差为±0.05mL，按三角分布，50 mL单标吸量管产生的标准不确定度为

实验室的温度在±4 ℃变动，通过查表[16]知

50 %vol白酒体积膨胀系数为0.000 81 ℃-1，液体膨胀产生的不确定度为50×4×0.000 81=±0.162 mL，采用矩形分布，则由温度引入的标准不确定度为

则酒样体积引入的标准不确定度和相对标准不确定度分别为

2.2.4 酸碱标准滴定溶液的不确定度

（1）NaOH标液引入的不确定度。按1.2.2配制标定NaOH标液，可知标定0.1 mol·L-1 NaOH标液的不确定度主要由基准试剂和滴定液消耗体积组成。

称取0.75 g KHC8H4O4，查阅天平检定证书可知称取0.01～50.00 g时，最大允许误差范围为±0.000 2 g，按矩形分布，则称取KHC8H4O4引入的标准不确定度和相对标准不确定度分别为