氣相色譜法測定果汁飲料中甜蜜素含量的不確定度評定

王宏萍

（臨汾市質(zhì)量技術監(jiān)督檢驗測試所，山西臨汾 041000）

氣相色譜法測定果汁飲料中甜蜜素含量的不確定度評定

王宏萍

（臨汾市質(zhì)量技術監(jiān)督檢驗測試所，山西臨汾 041000）

采用氣相色譜法測定果汁飲料中甜蜜素的含量，對測定結(jié)果的不確定度進行了分析，對各不確定度分量進行了評定和量化，計算了合成標準不確定度和擴展不確定度。不確定度主要來自量器校準和標準曲線引入的不確定度。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

國家標準《檢測和校準實驗室能力的通用要求》規(guī)定[1]，檢測實驗室應開展測量不確定度評定工作，尤其當涉及檢測結(jié)果臨近臨界值時，測量不確定度分析評定是檢測工作的重要技術組成部分[2]。隨著我國對外貿(mào)易交流、對內(nèi)質(zhì)量控制要求的提高，測量不確定度日益受到重視，尤其在食品檢測領域。甜蜜素化學名為環(huán)己基氨基磺酸鈉，其稀溶液的甜度約為蔗糖的30倍，由于其價格低廉，在食品中多作為蔗糖的代用品，是國家批準使用的添加劑。如果經(jīng)常食用甜蜜素含量超標的食品，就會對人體的肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成危害，特別是對代謝排毒能力較弱的老人、孕婦、兒童危害更明顯。因此我國國家標準GB2760 《食品添加劑食品衛(wèi)生標準》嚴格規(guī)定了添加劑的使用范圍及用量[3]。

筆者依據(jù)國家技術規(guī)范《測量不確定度評定與表示》[4]，對氣相色譜法測定果汁飲料的甜蜜素含量的不確定度進行分析和評定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：GC–2010型，配FID檢測器和自動進樣器，日本島津公司；

甜蜜素：純度99.3%，中國計量科學研究院；

正己烷、亞硝酸鈉：優(yōu)級純；

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 標準溶液配制

甜蜜素標準溶液：10 mg/mL，精確稱取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。準確吸取10 mg/mL的甜蜜素標準溶液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，準確加入10 mL正己烷，5 g氯化鈉，搖勻，取有機相配制成0.2，0.5，1.0，2.0，5.0 mg/mL的系列標準工作曲線。

1.3 樣品處理

稱取樣品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，準確加入10 mL正己烷，5 g氯化鈉，搖勻，30 min后吸取上清液進樣，外標法定量。

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℃；檢測器溫度：250℃；氮氣：1.00 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；進樣量：1 μL。

2 數(shù)學模型

果汁飲料中甜蜜素含量按式（1）計算：

式中：X——樣品中甜蜜素的含量，g/kg；

m——試樣的質(zhì)量，g；

V——進樣的體積，μL；

c——樣品溶液中甜蜜素的測定值，mg/mL；

10——定容體積，mL。

3 不確定度來源

從測量過程和數(shù)學模型分析，果汁飲料中甜蜜素含量不確定度主要來源于標準溶液、儀器響應值、測量和樣品處理操作過程，可歸納為A類和B類不確定度。

（1）A類不確定度是由測量重復性引入的不確定度。

（2）B類不確定度主要包括以下幾個方面：

①標準物質(zhì)引入的不確定度，主要包括標準物質(zhì)純度引入的不確定度；標準溶液配制過程中標準物質(zhì)稱量和量器校準引入的不確定度；標準曲線引入的不確定度。②樣品稱取過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 不確定度的評定

4.1 測量重復性引入的相對標準不確定度

由測量重復性引入的不確定度屬于A類不確定度，對本實驗所用未知樣重復測定12次，測定結(jié)果見表1。

表1 樣品測定結(jié)果 g/kg

實驗標準偏差u(X)為：

測量重復性引入的相對標準不確定度為：

4.2 標準物質(zhì)引入的不確定度

4.2.1 標準物質(zhì)純度引入的不確定度

甜蜜素標準物質(zhì)純度為99.3%，證書中給出其定值的擴展不確定度為0.7%(k=2）［2］，標準物質(zhì)純度引入的相對標準不確定度為：

4.2.2 標準物質(zhì)稱量引入的不確定度

分析天平檢定證書給出允差為±0.000 5 g，服從均勻分布，取包含因子，標準品質(zhì)量為1.000 0 g，則標準物質(zhì)稱量引入的相對標準不確定度：

4.2.3 量器校準引入的不確定度

標準工作溶液配制過程中使用了A級單標線100 mL容量瓶；A級5 mL，10 mL單標線吸管；A級0.2，0.5，1，2 mL刻度吸管。經(jīng)查檢定證書A級單標線100 mL容量瓶允差為±0.10 mL；A級5，10 mL單標線吸管示值允差分別為±0.015 mL和±0.020 mL；A級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，量器校準引入的不確定度列于表2。

表2 量器校準引入的不確定度

由表2數(shù)據(jù)的相對標準不確定度合成得量器校準引入的相對不確定度為：urel(Vj)=4.4×10–3。

4.2.4 標準曲線引入的不確定度

對系列標準工作溶液進行測定，建立標準曲線回歸方程，結(jié)果見表3。

表3 校準曲線擬合數(shù)據(jù)

應用該曲線測定試樣處理液兩次，即P=2，測定處理液中甜蜜素的濃度c0為0.699 6 mg/mL，則校準曲線擬合的標準不確定度u(cur)［2］：

式中：b——標準曲線的斜率，b=108 161.2；

p——試樣處理液測定次數(shù)，p=2；

n——標準溶液的點數(shù)，n=5；

c0——試樣處理液甜蜜素的濃度，mg/mL；

ci——系列標準溶液的濃度，mg/mL；

s——峰面積的標準偏差。

則標準曲線擬合引入的相對標準不確定度：

由標準物質(zhì)、稱量、量器校準及標準曲線標準不確定度分量合成得標準物質(zhì)引入的相對標準不確定度：

4.3 樣品稱取過程使用的天平引入的不確定度

稱樣使用的天平校準證書給出的允差為±0.000 5 g，取包含因子，試樣質(zhì)量為20.000 g，則試樣稱量引入的相對標準不確定度：

4.4 樣品處理后定容體積引入的不確定度

樣品處理后準確加入10 mL正己烷，A級10 mL單標線吸管示值允差為±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 合成標準不確定度及擴展不確定度

果汁飲料中甜蜜素測定的相對不確定度各分量列于表4。

表4 相對相對標準不確定度分量

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

根據(jù)測量不確定度評定指南對一般實驗室的要求，在置信概率P=95%時，取測量結(jié)果的擴展不確定度包含因子k=2，則相對擴展不確定度：

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

6 結(jié)語

通過分析影響測量不確定度的各分量發(fā)現(xiàn)，氣相色譜法測定果汁飲料中甜蜜素的不確定度主要來自量器校準和標準曲線。因此，在測定樣品時要嚴格控制實驗條件，嚴格按照規(guī)范操作，確保檢驗結(jié)果可靠。

［1］ GB/T 27025-2008 檢測和校準實驗室能力的通用要求［S］.

［2］ 李慎安，王玉蓮，范巧成.化學實驗室測量不確定度［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2006.

［3］ GB2760 食品添加劑食品衛(wèi)生標準》［S］.

［4］ JJG 1069–1999 測量不確定度評定與表示

［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