高效液相色譜法測定白酒中糖精鈉含量的不確定度

□ 姚 敏 楊 翠 甘孜州食品藥品檢驗(yàn)所

糖精鈉，又稱糖精，化學(xué)名鄰苯甲?；酋啺封c，是食品工業(yè)中常用的合成甜味劑，其甜味高，甜度約為蔗糖的450—550倍，常代替蔗糖用在食品中[1]。為了提高檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，對高效液相色譜法測定白酒中糖精鈉各影響因素進(jìn)行評估。按照J(rèn)JF1059—2012《測量不確定度評定與表示》[2]，本文參照 GB 5009.28—2016[3]中的樣品前處理和儀器條件對白酒中的糖精鈉進(jìn)行測定，分析計(jì)算了本實(shí)驗(yàn)室白酒中糖精鈉的不確定度，為液相檢驗(yàn)項(xiàng)目的質(zhì)量控制提供科學(xué)的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試藥試劑

高效液相色譜儀（島津SPD—M20A）；超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司KQ—700DE）；色譜柱（Hypersil Gold 150 mm×4.6 mm，5 μm）；甲醇（色譜純）；甲酸（優(yōu)級純）；乙酸銨（色譜純）；亞鐵氰化鉀（分析純）；乙酸鋅（分析純）。

1.2 色譜條件

流動(dòng)相：甲醇+乙酸銨溶液=5+95；流速：1 mL/min；檢測波長：230 nm；進(jìn)樣量：10 μL。

1.3 標(biāo)液的配制

準(zhǔn)確稱取糖精鈉0.029 09 g（精確到0.000 1 g），用水溶解并分別定容至25 mL，作為儲(chǔ)備液。吸取糖精鈉標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液1 mL于10 mL容量瓶中,用水定容。準(zhǔn)確吸取糖精鈉混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液0、0.10、0.30、0.50、0.70 mL與 0.90 mL，用水定容至10 mL，配制成質(zhì)量濃度分別為 0、1.00、3.00、5.00、7.00 mg/L與9.00 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液。臨用現(xiàn)配。

2 數(shù)學(xué)模型

白酒中糖精鈉（以糖精計(jì)）含量按式（1）計(jì)算。

式（1）中：X—糖精鈉（以糖精計(jì)）含量，mg/kg；ρ—由標(biāo)曲折算的濃度，mg/L；V—稀釋倍數(shù)；m—試樣質(zhì)量，g；fmethod—回收率（%）。

3 不確定度來源分析

從測量過程和數(shù)學(xué)模型分析，飲料中糖精鈉含量不確定度主要來源于標(biāo)準(zhǔn)溶液、儀器的響應(yīng)值、測量和樣品處理操作過程的差異，每一種來源又分別受不同因素的影響。其不確定度來源可歸納為A類和B類不確定度。

3.1 A類不確定度

A類不確定度主要是重復(fù)測定引入的不確定度，對樣品進(jìn)行18次重復(fù)測定，計(jì)算測量重復(fù)性引入的不確定度。

3.2 B類不確定度

B類不確定度見表1。

表1 B類不確定度來源

4 計(jì)算

4.1 計(jì)算合成不確定度

4.1.1 樣品引入的不確定度

4.1.1.1 天平引入的不確定度

準(zhǔn)確性引入的不確定度（u1）：由檢定證書給出的天平最大允差為0.000 5 g；重復(fù)性引入的不確定度（u2）：由檢定證書給出的重復(fù)性誤差為0.000 2 g；偏載引入的不確定度（u3）：由檢定證書給出的誤差為0.001 g，假設(shè)為均勻分布。則天平稱量引入的合成不確定度（um）：

樣品稱量（m）為2 g，樣品稱量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為（ure（lm））：

4.1.1.2 樣品定容引入的不確定度

容量瓶定容誤差引入的不確定度（u4）：所用容量瓶為50 mL（v），容量瓶允差為±0.05 mL，按三角分布考慮；校準(zhǔn)容量瓶引入的不確定度（u5）：校準(zhǔn)容量瓶時(shí)溫度為20 ℃，實(shí)驗(yàn)室溫度變化范圍是（20±5）℃，假定溫度變化為矩形分布，根據(jù)水的膨脹系數(shù)計(jì)算。

定容引起的合成不確定度（uv）為：

樣品定容引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度（urel（v））為：

4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度計(jì)算

4.1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)本身的不確定度

本次使用的糖精鈉固體標(biāo)準(zhǔn)品，純度為86.24%（以糖精計(jì)），查標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書可知不確定度為1.74%，k=2，由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)本身引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度（u6）為：

相對不確定度（urel（6））為：

4.1.2.2 稱量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)過程中引入的不確定度

稱取標(biāo)準(zhǔn)品的量（m標(biāo)）為0.029 09 g。樣品稱量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度（urel（m標(biāo)））為：

4.1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)品定容至25 mL引入的不確定度

容量瓶定容誤差引入的不確定度（u10）：所用容量瓶為25 mL，容量瓶允差為±0.03 mL，按三角分布考慮；校準(zhǔn)容量瓶引入的不確定度（u11）：校準(zhǔn)容量瓶時(shí)溫度為20 ℃，實(shí)驗(yàn)室溫度變化（20±5）℃，假定溫度變化為矩形分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

定容引起的合成不確定度（uv標(biāo)）為：

樣品定容引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度（urel（v標(biāo)））為：

4.1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)品稀釋引起的不確定度

使用1.000 mL移液器移取標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液1 mL定容至10 mL，溶劑溫度波動(dòng)20±5 ℃，溶劑溫度膨脹系數(shù)為2.1×10—4/℃，移液器標(biāo)準(zhǔn)證書給出的擴(kuò)展不確定度為U=2 μL，k=2。相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度（urel（移））為：

移取溫度造成的相對不確定（urel（移溫））度：

容量瓶定容誤差引入的不確定度（u12）：所用容量瓶為10 mL，容量瓶允差為±0.020 mL,按三角分布考慮；容量瓶定容溫度引入的確定度（u13）：校準(zhǔn)容量瓶時(shí)溫度為20 ℃，實(shí)驗(yàn)室溫度變化（20±5）℃，由水的膨脹系數(shù)決定，假定溫度變化為矩形分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

定容引起的合成不確定度（uv容標(biāo)）為：

定容引起的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度（urel（容標(biāo)））為：

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稀釋引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度（urel（標(biāo)2））為：

4.1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對不確定度（urel（標(biāo)1））

4.1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配置引入的不確定度

配制標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度見表2。

可計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)曲線配制引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度（urel（標(biāo)線2））為：

4.1.4 糖精鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度urel（擬）

表2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度

由5水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別進(jìn)行2次測量，以濃度與峰面積進(jìn)行線性擬合，計(jì)算在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過程中移取體積、溫度、定容體積及容量瓶因素對標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合，標(biāo)準(zhǔn)溶液峰面積的相對偏差按式（3）計(jì)算，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式（2）計(jì)算。

式（2）（3）中：b—標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率；x’—樣品中糖精鈉濃度的平均值，mg/L；x樣—樣品中糖精鈉含量的平均值，mg/kg；p—測試樣品的次數(shù)，p=36；n—標(biāo)準(zhǔn)品測定次數(shù)，n=15；x—標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度平均值。

通過測定，樣品中糖精鈉（以糖精計(jì)）的含量為72.08 mg/kg，s=3 295.434；x=5.017 4。

4.1.5 回收率產(chǎn)生的相對不確定度

稱取空白樣品2 g，添加糖精鈉標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液250 μL，測定其回收率平均值為94.85%，標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）為0.860 4%?；厥章蕼y定的不確定度（urel（fmethod））為：

4.1.6 由高效液相色譜儀本身引入的不確定度

由儀器檢定證書知，二極管陣列檢測器U=0.052，k=2，其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.1.7 測量重復(fù)性引入的不確定度

由測量結(jié)果可知，其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.2 糖精鈉相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（x）的計(jì)算

4.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

U（c）=urel（x）×x=72.08×0.042 0=3.03

5 測量不確定度報(bào)告

取置信區(qū)間為95%，k=2，擴(kuò)展不確定度：

U=U（c）×k=3.03×2=6.06

樣品中糖精鈉含量為：（72.1±6.06）mg/kg。

6 討論

通過實(shí)驗(yàn)所知，影響高效液相色譜儀測定白酒中糖精鈉含量的主要因素在于高效液相色譜儀、測定結(jié)果的準(zhǔn)確性和標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。究其原因在于高效液相色譜儀并不能很好的分離白酒中的糖精鈉，形成的峰形不好，對于結(jié)果的準(zhǔn)確性有較大的影響。