葡萄酒中总二氧化硫测定结果的不确定度探究

葡萄酒中总二氧化硫测定结果的不确定度探究

吴霞 栗甲 刘曼 蒲锦涛 周雪琴

甘肃紫轩酒业有限公司 甘肃 嘉峪关 735100

摘要：近年来，随着人们的生活水平不断提高，也越来越注重生活品质，各种酒类饮料在人们的日常生活当中越来越常见，其中葡萄酒备受人们的广泛欢迎。葡萄酒中总二氧化硫含量检测作为重要的质检指标，必须要进行严格控制。文章通过蒸馏法对葡萄酒中总二氧化硫的剩余残留量进行测定，并构建数学模型，综合全面的分析了该方法测定葡萄酒二氧化硫各分量以及不确定度，综合评定后，得出总二氧化硫测定结果的不确定度具体结果。

关键词：葡萄酒；二氧化硫；测定结果；不确定度

前言：葡萄酒是一种发酵酒，主要是以葡萄为原材料，经过一系列的发酵与加工，逐渐形成的一种酒精类饮料。在葡萄酒发酵加工过程中，二氧化硫是非常重要的添加剂，也是常见的保护添加剂，其能够有效杀灭葡萄表层可能残留的细菌等物质，杀菌效果显著，同时也具有抗氧化的作用，最大程度上保存水果的特质，避免酒液慢慢老化，维持酒液饮料的口感层次。比较常见的二氧化硫当中涵盖了硫磺、二氧化硫、亚硫酸盐、低亚硫酸盐等。葡萄酒当中的二氧化硫含量指标一直以来都是严格控制的重要指标之一，通过亚硫酸盐测定—蒸馏法进一步检测葡萄酒当中的总二氧化硫含量，并获取总二氧化硫含量的不确定度结果。该测试方法的基本原理为在密闭容器当中，对试样对象酸化以及进行热蒸馏，从而释放二氧化硫，并通过乙酸铅溶液进行吸收，之后酸化，通过碘溶液滴定，结合碘标准溶液量，计算得出总二氧化硫的具体含量。

1. 实验材料与方法

1. 1. 实验仪器

准备蒸馏体系、酸式滴定管、碘量瓶等，柠檬酸（用水稀释一倍），碘标准溶液（0.01mol/L）、乙酸铅溶液（20g/L）、淀粉指示剂（10g/L）。

1. 2. 检测具体方法

使用食品中亚硫酸盐—蒸馏法对葡萄酒当中的二氧化硫含量进行测定。

1. 3. 具体步骤

取10mL的葡萄酒样品，并在蒸馏系统当中陆续加入10mL柠檬酸，以及25ml的乙酸铅溶液进行吸收，并在吸收液当中慢慢的加入大约10ml的浓盐酸、淀粉指示剂。充分混匀以后，再使用碘标准滴定溶液使其逐渐变为蓝色，保障其在30s之内不会褪色，检测过程中同时进行空白试验。

1. 4. 数学模型

计算公式：X=[（A-B）×0.01×0.032×1000]/V

X是二氧化硫的实际总含量（mg/L），A为碘标准滴定溶液实际体积（ml），B为碘标准滴定溶液体积，V则为实验对象体积，1ml碘标准溶液与0.01mol/L的二氧化硫大致相等。

2. 测量不确定度的来源

结合数学模型与具体检测结果，可得出不确定度来源主要有以下几个方面：首先是碘标准滴定溶液浓度不确定度u，其次是滴定用量不确定度u，在这时试样称样体积不确定度，最后是重复性试验过程中引入不确定度^[1]。

1. 1. 碘标准滴定溶液浓度不确定度

      1. 数学模型

c（1/2 I₂)=(1 000×m×p)/(v×49.46)^[2]

C为滴定溶液浓度，m为三氧化二坤实际质量，P则为实际纯度，V则是溶液具体用量。

1. 1. 2. 主要来源

碘标准滴定溶液实际用量不确定度；溶血稀释不确定度；三氧化二坤纯度不确定度；质量不确定度。

1. 1. 1. 1. 引入不确定度

引入不确定度主要包含：针对获取的数据信息，确定可读性为0.1mg，如果均匀分布，K=3，u为不确定度，天平校正得出不确定度，根据检定的要求，得出称量误差在±0.3mg，如果均匀分布，其产生的不确定度则为u^[2]。

μ(m₁)=0.1/ =0.058 mg

1. 1. 1. 2. 三氧化二坤纯度不确定度

二氧化坤纯度在99.95-100%之间，如果分布均匀，二氧化坤纯度的引入标准不确定度在：

U（P）=0.05×10^-2/ =0.0289

1. 1. 1. 3. 点标准滴定溶液实际用量不确定度u

标定主要使用的是50mLA级滴定管，不确定度的主要来源包含：滴定管体积u，最大容差则为0.05mL，如果为分布均匀，温差标准不确定度，试验过程则为（20±5）℃环境条件下进行，水膨胀系数20℃条件下，则为2.1×10^-4℃^-1，碘标准滴定液用量则为30.02ml，根据具体的实际情况均匀分布，温差在5℃条件下的体积不确定度；引入标准不确定度，将液体输入到滴定管当中，根据刻度进行误差估读，结合经验得出结果^[3]。

u(v₁)=0.05/ =2.89×10^-2 mL

即为碘标准滴定溶液用量的不确定度

1. 1. 1. 4. 碘标准溶液稀释10倍不确定度u

整个过程中不确定主要来源主要包含以下方面：首先是10mL移液枪不确定度，根据检定证书得出允差在±0.06，根据均匀分布进行计算，生产标准不确定度则为u，其次，100mlA级容量瓶引入不确定度。由于最大容差在0.1ml，为了保障分布均匀，容量瓶引入标准不确定度则为u温差标准不确定度，试验在（20±5）℃环境条件下进行，如果为均匀分布，温差5摄氏度环境条件下的体积不确定度u为（v6）与（v7）^[4-5]。

μ(v4)=0.06/ =0.035 mL

μ(v5)=0.10/ =0.058 mL

1. 2. 碘标准溶液滴定用量不确定度

滴定管标准不确定度，主要使用50mLA级滴定管，最大容差在0.05ml，为保障分布均匀，标准不确定度则为u，温度发生变化情况下引入标准不确定度，试验则为（20±5）℃条件环境下进行，膨胀系数20℃情况下则为2.1×10-4℃，碘标准滴定液实际用量则为3.42与0.65ml，根据均匀分布，温差5℃环境下，体积不确定度则为（v3.42）与（v0.65）。

u(v8)=0.05/ =0.029 mL

3. 结束语

通过一系列的实验与不确定度评定可得出，二氧化硫摩尔质量因素对不确定度的影响比较小，同时也对结果没有明显的影响，可忽略不计。重复性导致的不确定度是最大的，其主要和检测工作人员的专业技术水平与实际经验有一定关系。其次，在对样品进行测量过程中，因碘标准溶液体积实际用量引入的不确定度也是比较大的，在测量过程中，应当尽可能的选择标称容量以及和测试值大致接近的，以及准确度实际等级比较高的滴定管。

参考文献：

[1]滕金兰, 宁方尧. 白砂糖中二氧化硫测定结果的不确定度分析[J]. 轻工科技, 2019(2):5-6.

[2]汪曼洁, 黄剑. 环境空气中二氧化硫的测定结果不确定度[J]. 现代测量与实验室管理, 2019, 11(003):23-25.

[3]饶毅, 刘玲, 刘琼,等. 离子色谱法测定大黄药材中二氧化硫残留量的不确定度评价[J]. 中国实验方剂学杂志, 2019, 17(22):32-37.

[4]樊春燕. 直接碘量法测定葡萄酒中总二氧化硫含量的不确定度评定[J]. 酿酒科技, 2019, 000(009):107-108.

[5]陈捷, 曾薇, 高裕锋. 酱腌菜中二氧化硫残留量测定的不确定度评定[J]. 现代食品, 2016, 5(9):66-70.