高效液相色譜法測定辣椒粉中辣椒素的不確定度評定

李卓，陳冬，舒蕊華，張亞峰

(西安市食品藥品檢驗所，西安 710054)

高效液相色譜法測定辣椒粉中辣椒素的不確定度評定

李卓，陳冬，舒蕊華，張亞峰

(西安市食品藥品檢驗所，西安 710054)

采用高效液相色譜法對辣椒粉中辣椒素含量進(jìn)行了不確定度分析評價。應(yīng)用不確定度理論分析數(shù)學(xué)模型，對辣椒素不確定度的來源進(jìn)行了分析和量化。辣椒粉中辣椒素的相對擴(kuò)展不確定度為8.4986%。結(jié)果表明：在影響檢測結(jié)果的5個不確定度分量中，擬合曲線求溶液中目標(biāo)離子引入的不確定度、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度是對結(jié)果影響較大的2個不確定度分量，可通過減少這些不確定度分量提高測量結(jié)果的質(zhì)量。

辣椒素；辣椒粉；不確定度

不確定度是表征被測量物質(zhì)真值所處的量值范圍的評定結(jié)果，它是與測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，是對數(shù)據(jù)真實性的客觀反映[1]。目前，我國正在按照ISO/IEC 17025《檢測和校準(zhǔn)實驗室能力的通用要求》的規(guī)定，開展實驗室認(rèn)可活動來規(guī)范實驗室管理[2]，可為檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性提供真實、有效的依據(jù)。分析測量結(jié)果的不確定度來源并定量，對測量結(jié)果進(jìn)行不確定度評定，了解被檢測指標(biāo)真值所處范圍及其大小，以及在實際檢測工作中嚴(yán)格控制影響不確定度的主要因素，盡可能降低測量結(jié)果的不確定度，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

辣椒粉：市售；辣椒素標(biāo)準(zhǔn)品：Toronto Research Chemical，批號1-HBN-170-1，純度98%；甲醇為色譜純，其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

Ultimate 3000型高效液相色譜儀(配有UV檢測器) 德國Thremo公司；MS105電子分析天平、ME204E電子分析天平 瑞士Mettler公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 美國Buchi公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確稱取辣椒素標(biāo)準(zhǔn)品5 mg于25 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容，配制成20 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。再分別用1，2，3，2，5 mL單標(biāo)移液管移取辣椒素標(biāo)準(zhǔn)溶液，用甲醇定容于10，10，10，5，10 mL容量瓶中，制成系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3.2 樣品制備

準(zhǔn)確稱取辣椒粉2.5 g于100 mL燒杯中，加入25 mL混合溶劑(甲醇∶四氫呋喃為1∶1)，用保鮮膜封口，用針孔扎幾個小孔，然后于60 ℃水浴下超聲波震蕩提取30 min，用濾紙過濾，收集濾液，然后將濾渣連同濾液重新加25 mL混合溶劑，超聲提取10 min，重復(fù)提2次，合并收集的濾液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在70 ℃下濃縮至20 mL左右，用混合溶劑定容至50 mL，經(jīng)0.45 μg/mL濾膜過濾上機(jī)。

1.3.3 色譜條件

流動相：甲醇∶水為65∶35；色譜柱：Agela，C18(4.6 mm×250 mm，5 μm)；柱溫：30 ℃；流速：1.0 mL/min；檢測波長：280 nm；進(jìn)樣體積：10 μL。

1.4 數(shù)學(xué)模型的建立與結(jié)果計算

式中：X為辣椒粉中辣椒素的含量(g/kg)；C為由標(biāo)準(zhǔn)曲線得到試樣溶液中辣椒素的濃度(μg/mL)；m為辣椒粉的質(zhì)量(g)；V為定容的體積(mL)。

2 來源分析

根據(jù)測定辣椒素的數(shù)學(xué)模型，其測定不確定的來源主要有：標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度；標(biāo)準(zhǔn)工作曲線擬合求濃度引入的不確定度；樣品稱量引入的不確定度；樣品定容引入的不確定度；樣品的重復(fù)測定引入的不確定度。

根據(jù)對上述不確定度分量的分析，合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度。在一定的置信概率下，得到擴(kuò)展不確定度，最終量化高效液相色譜法測定辣椒粉中辣椒素的不確定度。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱量引入的不確定度

2.1.3 配制25 mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液體積引入的不確定度

2.1.3.1 容量瓶校準(zhǔn)引入的不確定度

2.1.3.2 溫度引入的不確定度

2.1.4 稀釋標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

配制標(biāo)準(zhǔn)工作溶液引入的不確定度主要包括單標(biāo)移液管、容量瓶以及溫度效應(yīng)。與2.1.3同理，實驗涉及的量器容量允許差及相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋過程引入的相對不確定度

由表1中數(shù)據(jù)合成可知，配制辣椒素標(biāo)準(zhǔn)工作溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

100%=1.3478%。

2.1.5 標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的總不確定度

上述各因素互不相關(guān)，由辣椒素標(biāo)準(zhǔn)溶液配制所產(chǎn)生的不確定度為：

2.2 最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線求樣品濃度引入的不確定度

采用了5個水平的辣椒素標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別進(jìn)行1次測定，相應(yīng)的峰面積與標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度用最小二乘法進(jìn)行擬合，結(jié)果見表2。

表2 最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)

擬合曲線求樣品溶液中辣椒素平均濃度C產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線求樣品濃度引入的相對不確定度為：

2.3 樣品稱量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)JJG 1306-2008《電子天平檢定規(guī)程》，天平允許的最大誤差為±0.5 mg，稱取樣品2.5 g，按矩形分布，稱量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.4 樣品定容引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

樣品定容于50 mL容量瓶中，50 mL容量瓶(A)級容量允差為±0.05 mL，溫度在±5 ℃之間變動，與2.1.3同理，引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.5 樣品的重復(fù)性引入的不確定度

在重復(fù)條件下，對樣品進(jìn)行了6次獨(dú)立測定，含量分別是0.5844，0.5825，0.5855，0.5834，0.5826，0.5827 g/kg，平均值為0.5835 g/kg，則由樣品重復(fù)性引入的相對不確定度為：

2.6 測量不確定度的評定

2.6.1 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度根據(jù)上述不確定度分量的分析，合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.2493%。

2.6.2 相對擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2(置信概率95%)，則高效液相色譜法測定辣椒粉中辣椒素的相對擴(kuò)展不確定度為：

2.6.3 擴(kuò)展不確定度

U=0.5835×8.4986%=0.0496 g/kg。

2.6.4 結(jié)果表示

用高效液相色譜法測定辣椒粉中辣椒素含量，測定結(jié)果為：

3 結(jié)論

通過對不確定度分量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有5個不確定度因素影響高效液相色譜法測定辣椒粉中辣椒素的檢測結(jié)果：標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、標(biāo)準(zhǔn)工作曲線擬合求濃度、樣品稱量、樣品溶液定容、樣品的重復(fù)測定。在這5個分量中，對結(jié)果影響最大的分量主要為標(biāo)準(zhǔn)工作曲線擬合求濃度，次之為標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。而樣品稱量、樣品溶液的定容和樣品重復(fù)性引入的不確定度較小。針對這些不確定度因素，在實際檢測過程中可通過純度校正、穩(wěn)定儀器狀態(tài)、選擇適當(dāng)量器、增加標(biāo)準(zhǔn)溶液的實驗點(diǎn)數(shù)等措施減小測量結(jié)果的不確定度，提高測量結(jié)果的可信度。

[1]中國實驗室國家認(rèn)可委員會.化學(xué)分析中不確定度的評估指南[M].北京：中國計量出版社，2002.

[2]ISO/IEC 17025-2005，檢測和校準(zhǔn)實驗室能力的通用要求[S].

[3]JJG 1306-2008，電子天平檢定規(guī)程[S].

[4]JJF 196-2006，常用玻璃量器檢定規(guī)程[S].

Uncertainty Evaluation for Determination of Capsaicin in Cayenne Pepper by HPLC

LI Zhuo, CHEN Dong, SHU Rui-hua, ZHANG Ya-feng

(Xi'an Institute for Food and Drug Control, Xi'an 710054, China)

The uncertainty of capsaicin in cayenne pepper determined by high performance liquid chromatography is evaluated. By analyzing calculation capsaicin with uncertainty theories, the sources of uncertainty of determination are traced and quantitated. The related expanded uncertainty of capsaicin in cayenne pepper is 8.4986%. As the results show that among 5 factors of uncertainty, the content of targeted ions from linear fitting and standard solution preparation influences the results greatly. The quality of determination results could be increased by reducing the amount of these factors.

capsaicin；cayenne pepper；uncertainty

2017-01-02

李卓(1984-)，女，陜西西安人，碩士，研究方向：食品檢測。

TS264.2

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.05.031

1000-9973(2017)05-0135-03