紫外分光光度计测定食品中亚硝酸盐的不确定度评定

刘劲?钱思宏

摘 要：本文采用紫外分光光度计法来分析食品中亚硝酸钠含量测定的全过程，并对该方法进行不确定度评定。通过分析实验全过程影响食品中亚硝酸盐含量测定的各种因素，包括称量、定容、标准溶液配制、标准曲线拟合以及测量的重复性等，识别、评估实验过程中影响测量结果不确定度的主要原因。结果显示，食品中亚硝酸盐含量为（1.000±0.133）mg·kg-1。

关键词：食品；亚硝酸盐；不确定度；紫外分光光度法

Ultraviolet Spectrophotometric Method for Determination of Nitrite Content Uncertainty in Food

Abstract： In this paper， the whole process of determination of sodium nitrite in food was analyzed by ultraviolet spectrophotometer， and the uncertainty of the method was evaluated. By analyzing the various factors affecting the determination of nitrite content in food during the whole process of the experiment， including weighing， constant volume， dilution of standard solution， standard curve fitting and repeatability of measurement， the main reasons affecting the uncertainty of measurement results during the experiment were identified and evaluated. The results showed that the nitrite content in food was （1.000±0.133） mg·kg-1.

Keywords： food; nitrite; uncertainty; ultraviolet spectrophotometry

亚硝酸盐具有防腐和抗氧化的性质，被广泛应用于食品、医药、化工等领域。在食品工业中，亚硝酸盐通常作为防腐剂来防止细菌生长，延长食品的保质期，同时可以使食物更美味、颜色更鲜艳，是我国允许使用的食品添加剂之一[1]。日常生活中，亚硝酸盐也被广泛应用在各类食品中，如腌腊肉、酱腌菜等。然而，在酸性条件下，亚硝酸盐会在体内与蛋白质发生化学反应，产生致癌物质亚硝胺[2]。研究表明，亚硝酸盐本身在低剂量下对人体无害，但在高浓度下或与特定食物结合时，可增加形成亚硝胺的风险[3-4]。此外，亚硝酸盐也可以与血红蛋白发生化学反应，生成高铁血红蛋白，影响血液的携氧能力，造成人体缺氧。成人摄入量达0.2～0.5 g可致中毒，摄入量达3 g可致死[5]。

因此，尽管亚硝酸盐在食品加工和其他领域具有应用价值，但仍需谨慎使用，应严格控制亚硝酸盐的添加量以避免潜在的健康风险。为严格控制亚硝酸盐在食品中的添加量，应对亚硝酸盐残留量定量检测的准确性进行研究[1]。本次实验旨在对食品中亚硝酸盐的残留量进行定量测定，计算影响不确定度的每个分量，并合成相对标准不确定度，以完善食品中亚硝酸盐的精准定量技术。

1 材料与方法

1.1 仪器

T-9紫外分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；BSA2245电子分析天平，北京赛多利斯科学仪器有限公司；Milli-Q实验室专用超纯水机，美国密理博公司。

1.2 试剂

硼酸钠、亚铁氰化钾、冰乙醇、乙酸锌（分析纯），国药集团化学试剂有限公司；GBW（E）100156亚硝酸钠标准溶液（200 μg·mL-1），北京海岸鸿蒙标准物质技术有限公司；蒸馏水。

1.3 试样处理

参考GB/T 5009.33—2016分光光度法[6]，称取5.000 g均匀试样于250 mL锥形瓶中，再依次加入12.5 mL饱和硼砂溶液（硼酸钠，50 g·L-1）、150 mL 70 ℃左右的水，混合均匀，再沸水浴加热15 min，随即取出并置于冷水浴中冷却。待其降温至室温后，将以上提取液转移至200 mL容量瓶中，再依次加入5 mL亚铁氰化钾溶液（亚铁氰化钾，106 g·L-1）、5 mL乙酸锌溶液（乙酸锌、冰乙酸，220 g·L-1），每次加入试剂后涡旋振荡使试剂间充分接触，彻底反应。然后加水，摇匀后静置30 min，使脂肪充分析出（上层液体），再过滤并弃去30 mL初滤液，余下滤液则用于后续实验测定。

1.4 标准工作溶液的配制

（1）标准使用液的配制。准确移取5 mL亚硝酸钠标准溶液于200 mL容量瓶中，用水稀释定容，摇匀后即获得5 μg·mL-1的亚硝酸钠标准使用液。

（2）标准工作溶液的配制。在9支50 mL比色管中分别加入0 mL、0.20 mL、0.40 mL、0.60 mL、0.80 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.50 mL濃度为5.0 μg·mL-1的亚硝酸盐标准使用液，从而获得浓度为0～0.250 μg·mL-1的标准工作溶液。

1.5 仪器工作条件

将待测液、标准工作溶液于538 nm波长下进行测定。

2 结果与分析

2.1 测量模型

食品中亚硝酸钠的计算公式为

式中：W为食品中亚硝酸盐含量，mg·kg-1；C为待测试样中亚硝酸盐的含量，μg·mL-1；V为试样处理液总体积，mL；V1为测定用试样稀释体积，mL；V2为测定用试样体积，mL；m为试样质量，g。

2.2 测量不确定度的来源分析

根据《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》（GB/T 5009.33—2016）[6]紫外分光光度法測定亚硝酸盐的不确定度主要来源见表1。

2.2.1 样品前处理过程引入的不确定度

（1）制样。实验严格按照《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》（GB/T 5009.33—2016）[6]制样，可认为样品均一，具有充分的代表性，因此由处理样品处理引入的不确定度可忽略不计。

因此，样品定容引入的相对标准不确定度为

2.2.2 标液配制及测定过程引入的不确定度

（1）标准曲线配制过程引入的不确定度。实验过程中采用质量浓度为200 μg·mL-1的亚硝酸钠标准溶液，其扩展不确定度为2 μg·mL-1，k=2，因此亚硝酸钠标准储备液引入的标准不确定度为

u（c标储）=2/2=1 μg·mL-1，则urel（c标储）=1/200=0.000 5。

综上所述，配制亚硝酸钠标准使用液引入的相对标准不确定度为

因此，

（2）标准曲线拟合过程引入的不确定度（以最小二乘法拟合标准曲线计算）。如图1所示，亚硝酸钠标准溶液的标准曲线拟合方程为A=0.702 54c+0.000 43，线性相关系数r2=0.999 8，其中，A表示溶液吸光度，c表示溶液的质量浓度，μg·mL-1。标准工作溶液每个浓度测定次数均为3次，同时样品测定11次，通过曲线方程计算求得样品平均质量浓度为0.020 4 μg·mL-1。

实际吸光度A与理论残差的标准差为

则标准曲线拟合引入的标准不确定度为

对同一样品重复测定11次，结果显示亚硝酸盐平均浓度为（0.020 4±0.001 0）μg·mL-1，换算为样品的亚硝酸钠含量为1.0 mg·kg-1。则

urel（c2）=u（c2）/c0=0.001 32/0.020 4=0.064 7

综上所述，标液配制及测定过程引入的相对标准不确定度为

2.2.3 试剂空白

本试验所用试剂均严格按照GB 5009.33—2016的要求，因此，对于扣除空白造成的不确定度，可忽略不计。

2.3 合成标准不确定度

本实验过程各不确定度的分量见表3。

合成相对标准不确定度为

W=1.0 mg·kg-1，合成标准不确定度为u（W）=urel（W）×W=0.066 7。

2.4 扩展不确定度

按照国际惯例，在没有特殊要求下，包含因子k=2，由此可得U=k×u（W）=0.133。

2.5 结果及不确定度表示

结果表明，食品中亚硝酸钠含量测定结果为（1.000±0.133）mg·kg-1。

3 结论

通过分析主要不确定来源发现，标准曲线溶液的配制和标准曲线拟合是本试验主要的不确度来源，在配制标准溶液时必须规范操作，使用已经校准过的移液管和容量瓶进行移取和稀释，同时选用规范的标准溶液，从而降低实验误差。本研究进一步改善了食品中亚硝酸钠测量的精确度。

参考文献

[1]国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准 食品添加剂使用标准：GB 2760—2014[S].北京：中国标准出版社，2014.

[2]关昕.亚硝酸盐，隔夜菜里隐藏的杀手[J].中国食品工业，2021（13）：73.

[3]陈梦婷，罗秉俊，杨芳芳.食品行业控制硝酸盐及亚硝酸盐含量的重要性及相关研究[J].广东化工，2022，49（8）：72-73.

[4]次仁卓嘎，央拉，扎西穷达，等.紫外检测测定食品中的亚硝酸盐含量[J].现代食品，2023，29（14）：211-213.

[5]周海燕，岳峰，王丽丽，等.重大活动保障中快速检测食品及食品原料亚硝酸盐残留量现状分析[J].食品安全质量检测学报，2019，10（17）：5873-5877.

[6]国家食品药品监督管理总局，国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定：GB/T 5009.33—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.

[7]国家质量监督检验检疫总局.常用玻璃量器：JJG 196—2006[S].北京：中国标准出版社，2006.

[8]国家质量监督检验检疫总局.专用玻璃量器：JJG 10—2005[S].北京：中国标准出版社，2005.