嬰幼兒配方奶粉中左旋肉堿的測量不確定度評(píng)定

崔穎，肖亞兵，王淞，高云，陳文碩

（天津出入境檢驗(yàn)檢疫局，天津300461）

嬰幼兒配方奶粉中左旋肉堿的測量不確定度評(píng)定

崔穎，肖亞兵，王淞，高云，陳文碩

（天津出入境檢驗(yàn)檢疫局，天津300461）

依據(jù)CNAS-CL07：2011《測量不確定度的要求》、JJF1059.1-2012《測量不確定度評(píng)定與表示》和GB 29989-2013《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)嬰幼兒食品和乳品中左旋肉堿的測定》，建立嬰幼兒配方食品中左旋肉堿的測量不確定度的測量模型。根據(jù)模型分析并計(jì)算不確定度各個(gè)分量、結(jié)果的不確定度以及擴(kuò)展不確定度。計(jì)算得到在嬰幼兒奶粉中左旋肉堿含量為11.2mg/100g時(shí)，擴(kuò)展不確定度為1.21mg/100g，包含因子k為2。

測量不確定度；分光光度法；左旋肉堿；嬰幼兒配方奶粉

根據(jù)檢測結(jié)果判定某種樣品是否處于規(guī)定范圍內(nèi)往往是帶有風(fēng)險(xiǎn)的，特別是當(dāng)測量結(jié)果處于合格與不合格界限附近時(shí)更是如此。本研究根據(jù)CNASCL07：2011《測量不確定度的要求》和2013年6月3日實(shí)施的JJF1059.1-2012《測量不確定度評(píng)定與表示》的規(guī)定[1-2]，按照2014年6月1日實(shí)施的GB 29989-2013《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)嬰幼兒食品和乳品中左旋肉堿的測定》中分光光度法測定嬰幼兒食品中左旋肉堿含量的檢驗(yàn)方法，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室日常檢測能力與條件，對分光光度法測定嬰幼兒食品中左旋肉堿含量進(jìn)行測量不確定度分析與評(píng)定，體現(xiàn)更新后標(biāo)準(zhǔn)的合理性，為評(píng)價(jià)左旋肉堿測定結(jié)果的準(zhǔn)確和可靠性提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 樣品

嬰幼兒配方奶粉。

1.1.2 試劑

左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)品：純度≥98%；5，5’-二硫雙（2-硝基苯甲酸）：純度≥98%；其余試劑均為分析純。

1.1.3 儀器

紫外可見分光光度計(jì)（型號(hào)：UV-1800）：購于日本島津公司、分析天平（型號(hào)：MS304S）：購于梅特勒托利多公司、離心機(jī)（型號(hào)：Thermo Sorvall Stratos）：購于美國賽默飛公司、pH計(jì)（型號(hào)：S400SevenExcellence）：購于梅特勒托利多公司、恒溫水浴鍋（型號(hào)：HB80）：購于德國IKA公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理

準(zhǔn)確稱取m=5 g（精確0.000 1 g）混合均勻的試樣于燒杯中，用30mL 40℃溫水溶解，轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中。加入10mL 13%高氯酸溶液，混合均勻后靜止20min。用蒸餾水定容至刻度，混勻，用定量濾紙過濾。取濾液V=20mL，用4mol/L氫氧化鉀溶液調(diào)pH為12.5~13.0后，置于40℃水浴60min。冷卻后用13%高氯酸調(diào)pH為7.0~7.5。將樣液轉(zhuǎn)入50mL容量瓶中，用蒸餾水定容?；靹蚝笾糜?℃冰箱中過夜。將試樣處理液從冰箱中取出放置至室溫，取上清液用0.45μm濾膜過濾后備用。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（80μg/mL）：準(zhǔn)確稱取20mg（精確0.000 1 g）于（102±2）℃烘箱中烘2 h的左旋肉堿，用水定容至250mL容量瓶中。此液置于4℃冰箱中可保存1個(gè)月。

左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作液：分別吸取左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液0.5、1、2、3、5mL于25mL容量瓶中，用水定容至刻度，混勻。此溶液僅限于當(dāng)天使用。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的繪制

吸取左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作液2.0mL于1 cm比色皿中，加入0.8mL顯色工作液和100μL乙酰輔酶A溶液，蓋上比色皿蓋，混勻后放入分光光度計(jì)中，波長調(diào)為412 nm，5min后歸零。迅速加入100μL乙酰肉堿轉(zhuǎn)移酶溶液，混勻后放入分光光度計(jì)中，反應(yīng)10min后記錄吸光值。以左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作液的濃度c為橫坐標(biāo)，以吸光值為縱坐標(biāo)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.4 樣品測定

取2.0mL試樣處理液按1.2.3的步驟測定其吸光值。在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得試樣待測液濃度。

2 測量模型的構(gòu)建

2.1 左旋肉堿含量的測量模型

式中：X為樣品中左旋肉堿含量，（mg/100 g）；c為從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的試樣處理液濃度，（μg/mL）；V為濾液的體積，mL；m為試樣的質(zhì)量，g。

2.2 左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的測量模型

式中：y為左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作液的吸光值；c為左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作液的濃度，（μg/mL）；a為斜率；b為截距。

3 結(jié)果與討論

3.1 試樣的質(zhì)量m不確定度評(píng)定

質(zhì)量m不確定度來自3個(gè)方面：第一，稱量的重復(fù)性，可以通過10次重復(fù)測量，采用A類評(píng)定方法求出；第二，由天平允差引入的不確定度，按B類方法評(píng)定；第三，天平標(biāo)度的可讀性（數(shù)字分辨力），按B類方法評(píng)定。

3.1.1 重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uA（m）

對質(zhì)量m進(jìn)行n=10次重復(fù)測量，測量結(jié)果見表1。

表1 對樣品進(jìn)行10次重復(fù)測量結(jié)果Table1 10 repeatedmeasurementson saMplesofMilk powder

10次重復(fù)測量的條件與以后實(shí)際稱量的情況應(yīng)盡可能一致。

采用貝塞爾公式計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于一倍標(biāo)準(zhǔn)偏差：

3.1.2 天平允差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uB1（m）

分析天平的最大允差為±0.2mg，則區(qū)間半寬度a1（m）=0.2mg，m測量值落在該區(qū)間的概率分布為均勻分布，包含因子，因此標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.1.3 天平分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uB2（m）

數(shù)字式測量儀器對示值量化（分辨力）導(dǎo)致的不確定度服從均勻分布。天平分辨力為0.1mg，區(qū)間半寬度a2（m）=0.1mg，包含因子，因此標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.1.4 質(zhì)量m的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m）

上述三個(gè)分量相互獨(dú)立，互不相關(guān)。因此合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.2 樣品定容V不確定度評(píng)定

使用100mL容量瓶、20mL吸量管和50mL容量瓶配置樣液，有三個(gè)主要不確定度來源：重復(fù)性、最大允差和溫度影響。

3.2.1 重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uA（100）、uA（20）和uA（50）

用A類方法評(píng)定，即通過對容量瓶和吸量管的重復(fù)實(shí)驗(yàn)可以估算定容變動(dòng)產(chǎn)生的不確定度。對100mL容量瓶、20mL移液管和50mL容量瓶進(jìn)行n=10次定容，測定結(jié)果見表2。

表2 10次定容測定結(jié)果Table2 Resu ltsof 10Constant voluMe tests

采用貝塞爾公式計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于一倍標(biāo)準(zhǔn)偏差：3.2.2允差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uB1（100）、uB1（20）和uB1（50）

使用A級(jí)100mL容量瓶、20mL吸量管和50mL容量瓶允差分別為±0.10mL、±0.030mL、±0.05mL[2]，則區(qū)間半寬度a1（100）=0.10mL、a1（20）=0.030mL、a1（50）= 0.05mL。在沒有給出置信水平或分布的情況下，假設(shè)其服從三角分布，則包含因子，因此標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.2.3 溫度系數(shù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uB2（100）、uB2（20）和uB2（50）

檢定或校準(zhǔn)是在室溫20℃環(huán)境條件下進(jìn)行的[2]，本研究在（20±4）℃條件下進(jìn)行。因?yàn)橐后w的體積膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于玻璃，因此只需考慮前者即可。水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃，100mL容量瓶、20mL吸量管和50mL容量瓶產(chǎn)生的體積變化分別為±（100.47× 4×2.1×10-4）=±0.084 4mL、±（20.14×4×2.1×10-4）= ±0.016 9mL和±（50.00×4×2.1×10-4）=±0.042 0mL。設(shè)為均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.2.4 樣品定容的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（V）

3.3 左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作液配制的不確定度評(píng)定

3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)品純度P引入的不確定度分量u（P）

采用的左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)品的純度是：P=99%±0.05%。

由于沒有關(guān)于不確定度的其他說明，故假設(shè)為均勻分布。其區(qū)間半寬度aP=0.0005，包含因子，因此標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量引入的不確定度分量ur（m左）

標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)量不確定度評(píng)定方法與質(zhì)量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定方法相同，不確定度來自2個(gè)方面：第一，由天平允差引入的不確定度，按B類方法評(píng)定，服從均勻分布；第二，天平標(biāo)度的可讀性（數(shù)字分辨力），按B類方法評(píng)定，服從均勻分布。所采用的電子天平分辨力為0.1mg，最大允差為±0.2mg，因此該不確定度的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m左）：

其相對不確定度為：

3.3.3 定容引入的不確定度分量ur（V左）

左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作液定容的不確定度評(píng)定方法與樣品定容的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定方法相同，其不確定度來源：一是最大允差，按B類方法評(píng)定，服從三角分布；二是溫度系數(shù)，按B類方法評(píng)定，服從均勻分布。但使用的是250、50mL容量瓶、0.5mL分度吸量管、1、2、3mL和5mL單標(biāo)線吸量管，允差分別為±0.15mL、±0.05mL、±0.005mL、±0.007mL、±0.010mL、±0.015mL和±0.015mL[2]；檢定或校準(zhǔn)是在室溫20℃環(huán)境條件下進(jìn)行的[2]，本研究在（20±4）℃條件下進(jìn)行。因此各分量的相對不確定度ur（V左i）：

其相對不確定度為：

3.3.4 左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作液配制的合成不確定度

3.4 測定左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作液的濃度c的不確定度評(píng)定

3.4.1 擬合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線求得c時(shí)引入的不確定度分量u（y/c）

依據(jù)實(shí)驗(yàn)，對一份樣品進(jìn)行2次重復(fù)測量，即P= 2。并由表3左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的測定數(shù)據(jù)經(jīng)最小二乘法擬合后得到的線性回歸方程得：y=0.056 53c+ 0.013 86，R2=0.999 5。

表3 左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作液的吸光值Table3 Absorption of L-carnitine standard working solution

線性回歸曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差[3]為：

根據(jù)線性最小二乘法擬合曲線程序的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算公式[3-5]：

3.4.2 紫外-可見分光光度計(jì)讀取吸光值引入的不確定度分量u（412）

該不確定度有兩個(gè)來源：一是透射比重復(fù)性；二是透射比示值誤差[6]。檢定證書給出的透射比重復(fù)性為0；透射比示值誤差為0.2%，按均勻分布，其區(qū)間半寬度a412=0.002，包含因子，因此標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

采用相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度表示：

3.4.3 左旋肉堿標(biāo)準(zhǔn)工作液的濃度的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（c）

其相對不確定度為：

3.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

由表4，其合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

取包含因子k=2，嬰幼兒配方奶粉中左旋肉堿的擴(kuò)展不確定度：

表4 不確定度各分量的分析結(jié)果Table4 Uncertainly in each quantity

該嬰幼兒奶粉中左旋肉堿的含量X為：（11.2± 1.21）mg/100g。

4 結(jié)論

不確定度對檢測結(jié)果臨界值的判斷和檢驗(yàn)方法的確認(rèn)具有重要意義[6]。通過各不確定度分量的分析與比較，得到其對測定結(jié)果的影響大小排序?yàn)椋簎r（c）＞ur（左）＞ur（V）＞ur（m）。由此可知擬合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線求得濃度c時(shí)引入的不確定度是最主要來源。實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)際操作中應(yīng)引起重視，定期做好儀器的計(jì)量檢定和期間核查工作，使儀器的技術(shù)性能處于良好狀態(tài)是保證測定結(jié)果準(zhǔn)確的重要手段，同時(shí)擇優(yōu)選擇移液器具，從而保證該標(biāo)準(zhǔn)方法可靠、準(zhǔn)確、快速。

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Evaluation of the Uncertainties in the Measurement of the Content of L-carnitine in Milk Powder for Infant and Young Children

CUIYing，XIAOYa-bing，WANGSong，GAOYun，CHENWen-shuo
（Tianjin Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau，Tianjin 300461，China）

According to requirements for measurement uncertainty（CNAS-CL07：2011），valuation and expression ofuncertainty inmeasurement（JJF 1059.1-2012）and themethod ofdetermination of L-carnitine in foodsandmilk power for infantand young children（GB 29989-2013），ameasurementmodelwasestablished. The independentuncertainty，standard uncertainty and expanded uncertainty coming froManalysis procedure were obtained.As L-carnitine content in pureewas11.2mg/100 g，the expanded uncertaintywas1.21mg/100 g and the coverage factorkwas.

measurement uncertainty；spectrophotometry；L-carnitine；milk powder for infant and young children

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.18.016

2014-09-15

天津出入境檢驗(yàn)檢疫局資助項(xiàng)目（TK077-2013）

崔穎（1986—），女（漢），助理工程師，本科，研究方向：食品檢測。