王宏萍

（臨汾市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試所，山西臨汾 041000）

氣相色譜法測(cè)定果汁飲料中甜蜜素含量的不確定度評(píng)定

王宏萍

（臨汾市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試所，山西臨汾 041000）

采用氣相色譜法測(cè)定果汁飲料中甜蜜素的含量，對(duì)測(cè)定結(jié)果的不確定度進(jìn)行了分析，對(duì)各不確定度分量進(jìn)行了評(píng)定和量化，計(jì)算了合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度。不確定度主要來(lái)自量器校準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)引入的不確定度。果汁飲料中甜蜜素的含量結(jié)果表示為（0.350±0.023）g/kg，k=2。

果汁飲料；甜蜜素；不確定度；氣相色譜法

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》規(guī)定[1]，檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)開(kāi)展測(cè)量不確定度評(píng)定工作，尤其當(dāng)涉及檢測(cè)結(jié)果臨近臨界值時(shí)，測(cè)量不確定度分析評(píng)定是檢測(cè)工作的重要技術(shù)組成部分[2]。隨著我國(guó)對(duì)外貿(mào)易交流、對(duì)內(nèi)質(zhì)量控制要求的提高，測(cè)量不確定度日益受到重視，尤其在食品檢測(cè)領(lǐng)域。甜蜜素化學(xué)名為環(huán)己基氨基磺酸鈉，其稀溶液的甜度約為蔗糖的30倍，由于其價(jià)格低廉，在食品中多作為蔗糖的代用品，是國(guó)家批準(zhǔn)使用的添加劑。如果經(jīng)常食用甜蜜素含量超標(biāo)的食品，就會(huì)對(duì)人體的肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成危害，特別是對(duì)代謝排毒能力較弱的老人、孕婦、兒童危害更明顯。因此我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2760 《食品添加劑食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》嚴(yán)格規(guī)定了添加劑的使用范圍及用量[3]。

筆者依據(jù)國(guó)家技術(shù)規(guī)范《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[4]，對(duì)氣相色譜法測(cè)定果汁飲料的甜蜜素含量的不確定度進(jìn)行分析和評(píng)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：GC–2010型，配FID檢測(cè)器和自動(dòng)進(jìn)樣器，日本島津公司；

甜蜜素：純度99.3%，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院；

正己烷、亞硝酸鈉：優(yōu)級(jí)純；

硫酸、氯化鈉：分析純；

亞硝酸鈉溶液：50 g/L；

硫酸溶液：100 g/L；

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)溶液：10 mg/mL，精確稱(chēng)取1.000 0 g環(huán)己基氨基磺酸鈉，加入水溶解并定容至100 mL，低溫保存。準(zhǔn)確吸取10 mg/mL的甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)溶液0.2，0.5，1.0，2.0，5.0 mL于50 mL帶塞的比色管中，加水20 mL，置冰浴中，加5 mL 50 g/L亞硝酸鈉溶液，5 mL 100 g/L硫酸溶液，搖勻，30 min后，準(zhǔn)確加入10 mL正己烷，5 g氯化鈉，搖勻，取有機(jī)相配制成0.2，0.5，1.0，2.0，5.0 mg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)。

1.3 樣品處理

稱(chēng)取樣品20 g于50 mL比色管內(nèi)，置冰浴中，加5 mL 50 g/L亞硝酸鈉溶液、5 mL 100 g/L硫酸溶液，搖勻，30 min后，準(zhǔn)確加入10 mL正己烷，5 g氯化鈉，搖勻，30 min后吸取上清液進(jìn)樣，外標(biāo)法定量。

1.4 GC分析條件

色譜柱：Rtx-1（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；柱溫：80℃；汽化溫度：150℃；檢測(cè)器溫度：250℃；氮?dú)猓?.00 mL/min；氫氣：47.0 mL/min；空氣：400.0 mL/min；尾吹：30.0 mL/min；分流比：25∶1；進(jìn)樣量：1 μL。

2 數(shù)學(xué)模型

果汁飲料中甜蜜素含量按式（1）計(jì)算：

式中：X——樣品中甜蜜素的含量，g/kg；

m——試樣的質(zhì)量，g；

V——進(jìn)樣的體積，μL；

c——樣品溶液中甜蜜素的測(cè)定值，mg/mL；

10——定容體積，mL。

3 不確定度來(lái)源

從測(cè)量過(guò)程和數(shù)學(xué)模型分析，果汁飲料中甜蜜素含量不確定度主要來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn)溶液、儀器響應(yīng)值、測(cè)量和樣品處理操作過(guò)程，可歸納為A類(lèi)和B類(lèi)不確定度。

（1）A類(lèi)不確定度是由測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度。

（2）B類(lèi)不確定度主要包括以下幾個(gè)方面：

①標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度，主要包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的不確定度；標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱(chēng)量和量器校準(zhǔn)引入的不確定度；標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)引入的不確定度。②樣品稱(chēng)取過(guò)程使用的天平引入的不確定度。③樣品處理后定容體積引入的不確定度。

4 不確定度的評(píng)定

4.1 測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度屬于A類(lèi)不確定度，對(duì)本實(shí)驗(yàn)所用未知樣重復(fù)測(cè)定12次，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 樣品測(cè)定結(jié)果 g/kg

實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差u(X)為：

測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度

4.2.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的不確定度

甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度為99.3%，證書(shū)中給出其定值的擴(kuò)展不確定度為0.7%(k=2）［2］，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.2.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱(chēng)量引入的不確定度

分析天平檢定證書(shū)給出允差為±0.000 5 g，服從均勻分布，取包含因子，標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量為1.000 0 g，則標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱(chēng)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.2.3 量器校準(zhǔn)引入的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制過(guò)程中使用了A級(jí)單標(biāo)線(xiàn)100 mL容量瓶；A級(jí)5 mL，10 mL單標(biāo)線(xiàn)吸管；A級(jí)0.2，0.5，1，2 mL刻度吸管。經(jīng)查檢定證書(shū)A級(jí)單標(biāo)線(xiàn)100 mL容量瓶允差為±0.10 mL；A級(jí)5，10 mL單標(biāo)線(xiàn)吸管示值允差分別為±0.015 mL和±0.020 mL；A級(jí)1，2 mL刻度吸管示值允差分別為±0.008 mL，±0.012 mL[5]，按三角分布考慮，包含因子，量器校準(zhǔn)引入的不確定度列于表2。

表2 量器校準(zhǔn)引入的不確定度

由表2數(shù)據(jù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成得量器校準(zhǔn)引入的相對(duì)不確定度為：urel(Vj)=4.4×10–3。

4.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)引入的不確定度

對(duì)系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測(cè)定，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)回歸方程，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 校準(zhǔn)曲線(xiàn)擬合數(shù)據(jù)

應(yīng)用該曲線(xiàn)測(cè)定試樣處理液兩次，即P=2，測(cè)定處理液中甜蜜素的濃度c0為0.699 6 mg/mL，則校準(zhǔn)曲線(xiàn)擬合的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(cur)［2］：

式中：b——標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的斜率，b=108 161.2；

p——試樣處理液測(cè)定次數(shù)，p=2；

n——標(biāo)準(zhǔn)溶液的點(diǎn)數(shù)，n=5；

c0——試樣處理液甜蜜素的濃度，mg/mL；

ci——系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mg/mL；

s——峰面積的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

則標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)擬合引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、稱(chēng)量、量器校準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量合成得標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.3 樣品稱(chēng)取過(guò)程使用的天平引入的不確定度

稱(chēng)樣使用的天平校準(zhǔn)證書(shū)給出的允差為±0.000 5 g，取包含因子，試樣質(zhì)量為20.000 g，則試樣稱(chēng)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.4 樣品處理后定容體積引入的不確定度

樣品處理后準(zhǔn)確加入10 mL正己烷，A級(jí)10 mL單標(biāo)線(xiàn)吸管示值允差為±0.020 mL，按三角分布考慮，包含因子，樣品處理后定容體積引入的不確定度：

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度

果汁飲料中甜蜜素測(cè)定的相對(duì)不確定度各分量列于表4。

表4 相對(duì)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

表4中各不確定度分量相互獨(dú)立，互不相關(guān)，由此得合成相對(duì)不確定度urel(X)為：

根據(jù)測(cè)量不確定度評(píng)定指南對(duì)一般實(shí)驗(yàn)室的要求，在置信概率P=95%時(shí)，取測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度包含因子k=2，則相對(duì)擴(kuò)展不確定度：

測(cè)得果汁飲料中甜蜜素的含量為0.350 g/kg，則擴(kuò)展不確定度為0.065×0.350 g/kg=0.023 g/kg。測(cè)定結(jié)果表示為（0.350±0.023）g/kg，k=2。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析影響測(cè)量不確定度的各分量發(fā)現(xiàn)，氣相色譜法測(cè)定果汁飲料中甜蜜素的不確定度主要來(lái)自量器校準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。因此，在測(cè)定樣品時(shí)要嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，嚴(yán)格按照規(guī)范操作，確保檢驗(yàn)結(jié)果可靠。

［1］ GB/T 27025-2008 檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求［S］.

［2］ 李慎安，王玉蓮，范巧成.化學(xué)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量不確定度［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

［3］ GB2760 食品添加劑食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》［S］.

［4］ JJG 1069–1999 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示

［5］ JJG 196–2006 常用玻璃量器檢定規(guī)程［S］.

Uncertainty Evaluation of Determination of Cyclamate in Fruit Juice Drinks by GC

Wang Hongping
(Linfen Institute of Quality and Technical Supervision Inspection and Measurement, Linfen 041000, China)

Sodium cyclamate in juice beverages was determined by gas chromatography, and the uncertainty of determination result was analysed and quanti fi ed. It was found that the uncertainty mainly derived from the uncertainty of measuring vessel calibration and calibration curve. The determination result was （0.350±0.023）g/kg, k=2.

fruit juice drinks; sodium cyclamate; uncertainty; gas chromatography

O657.7+1

A

1008–6145(2012)03–0011–03

10.3969/j.issn.1008–6145.2012.03.003

聯(lián)系人：王宏萍；E-mail: lfwanghongping@126.com

2012–02–26