食品接觸材料中三氯羥基二苯醚含量的不確定度評(píng)定

熊中強(qiáng)，李寧濤，胡新功，于艷軍（天津出入境檢驗(yàn)檢疫局工業(yè)品中心，天津300308）

食品接觸材料中三氯羥基二苯醚含量的不確定度評(píng)定

熊中強(qiáng)，李寧濤，胡新功，于艷軍
（天津出入境檢驗(yàn)檢疫局工業(yè)品中心，天津300308）

對(duì)氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定食品接觸材料中三氯羥基二苯醚含量的過(guò)程中可能引入的不確定度進(jìn)行分析和評(píng)定。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得出食品接觸材料中三氯羥基二苯醚含量的不確定度為：當(dāng)取置信概率為95%，包含因子k= 2，則其擴(kuò)展不確定度為urel=5.14%。通過(guò)對(duì)不確定度的分析，指出在檢測(cè)過(guò)程中質(zhì)量控制的關(guān)鍵在于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度和氣相色譜分析過(guò)程，并提出質(zhì)量控制改進(jìn)方法。

不確定度；三氯羥基二苯醚；氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用；食品接觸材料

校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室或進(jìn)行自校準(zhǔn)的檢查實(shí)驗(yàn)室，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27025-2008《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》［1］規(guī)定，需具有并應(yīng)用評(píng)定測(cè)量不確定度的程序，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)努力確定不確定度的所有分量并且進(jìn)行合理評(píng)定，以確保結(jié)果的報(bào)告方式不會(huì)對(duì)不確定度造成影響。合理的評(píng)定需依據(jù)對(duì)方法特性的理解和測(cè)量范圍，并利用以往經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)確認(rèn)的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)過(guò)程的不確定度評(píng)定是檢測(cè)工作領(lǐng)域的重要組成部分，也是重要的技術(shù)支撐，隨著我國(guó)對(duì)外貿(mào)易、交流、質(zhì)量控制要求的日益提高，測(cè)量不確定度受到更高的重視，尤其在食品領(lǐng)域，因同消費(fèi)者的健康安全密切相關(guān)，因此對(duì)于食品接觸材料的檢測(cè)不確定度評(píng)定顯得尤為重要。

作為抑菌材料的重要添加劑之一，羥基二苯醚類物質(zhì)作為抗菌抑制劑在抑菌包裝材料等領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用［2-3］，但其所殘留羥基二苯醚對(duì)人體健康有著很大危害。目前國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家如歐、美等已開(kāi)始限制羥基二苯醚的使用［4-6］。依據(jù)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF 1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》［7］，對(duì)氣相色譜質(zhì)譜法測(cè)量三氯羥基二苯醚的不確定度原因進(jìn)行分析，評(píng)定其不確定度。

1　材料與方法

1.1儀器與試劑

1.1.1儀器

CLARUS 600 GC/MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)PE公司。

1.1.2試劑

三氯羥基二苯醚標(biāo)準(zhǔn)溶液（50μg/mL）：Sigma公司；環(huán)己烷：色譜純，萃取、定容試劑；試驗(yàn)用水為二級(jí)水。

1.2色譜條件

HP-5MS色譜柱（60 m×0.25 mm），柱溫采用程序升溫模式，150℃（5 min），3℃/min升至250℃（30 min）。進(jìn)樣口溫度260℃，高純氦載氣，流速1 mL/min，分流比20∶1分流進(jìn)樣。質(zhì)譜條件：電離方式EI；電離能量70 eV；傳輸線溫度280℃，離子源溫度230℃，掃描范圍50 u～512 u。

1.3測(cè)定步驟

取試樣浸泡過(guò)濾液適量，經(jīng)濃縮、定容后進(jìn)行氣相色譜/質(zhì)譜分析。采用同樣方法配置標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，外標(biāo)法定量。

1.4數(shù)學(xué)模型

三氯羥基二苯醚含量的計(jì)算公式如下：

式中：x為試樣中三氯羥基二苯醚含量，mg/kg；Ai為試樣溶液中三氯羥基二苯醚峰面積；Cs為標(biāo)準(zhǔn)工作液中三氯羥基二苯醚濃度，mg/mL；V為樣品浸泡液定容體積；As為標(biāo)準(zhǔn)工作于中三氯羥基二苯醚峰面積；m為稱取樣品質(zhì)量，g。

2　不確定度來(lái)源

根據(jù)測(cè)量方法和計(jì)算公式，測(cè)定結(jié)果的不確定度分量來(lái)源可分為以下幾個(gè)方面：

1）試驗(yàn)過(guò)程中隨機(jī)效應(yīng)引入的不確定度，包括樣品均勻性、溫度、時(shí)間、試劑濃度及純度、進(jìn)樣器等帶來(lái)的不確定度。

2）儀器分析引入的不確定度，包括檢測(cè)器定量誤差引入的不確定度、樣品溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液采用同一儀器在相同條件下分析所引入的不確定度等。

3）樣品質(zhì)量引入的不確定度，包括測(cè)量的重復(fù)性、讀數(shù)的分辨率、天平校準(zhǔn)的不確定度。

4）樣品定容體積引入的不確定度，包括容量瓶及移液管不確定度、試驗(yàn)溫度與儀器校準(zhǔn)溫度不一致引入的不確定度。

5）標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度，包括標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液熔點(diǎn)不確定度、稀釋過(guò)程引入的不確定度。

3　不確定度評(píng)定

3.1樣品隨機(jī)檢測(cè)引入的不確定度

對(duì)未知樣品溶液進(jìn)行重復(fù)8次測(cè)定，結(jié)果如表1所示。

表1　未知樣品的三氯羥基二苯醚重復(fù)性測(cè)量結(jié)果Table 1　Cloxifenol test results of blind sample

三氯羥基二苯醚含量檢測(cè)平均值為0.030 1 mg/kg，自由度v=7，依據(jù)貝塞爾公示計(jì)算所得重復(fù)性檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.000 167 mg/kg，A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

A類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.2儀器定量分析引入的不確定度

儀器分析過(guò)程中，對(duì)同一樣品進(jìn)行重復(fù)進(jìn)樣、峰面積積分而引入的不確定度在公式（2）中已包括，試驗(yàn)過(guò)程中采用自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣、儀器工作站自動(dòng)積分，可忽略上述過(guò)程中的不確定度。試驗(yàn)檢測(cè)樣品峰面積引入的不確定度儀器檢測(cè)器校準(zhǔn)引起，依據(jù)儀器校準(zhǔn)證書(shū)提供，u=3.8%，k=2，則色譜峰面積引入的相對(duì)不確定度為：

3.3樣品稱量引入的不確定度

依據(jù)檢測(cè)方法要求，需稱量混合均勻的2.0 g樣品（精確至0.000 1 g），試驗(yàn)所用天平經(jīng)校準(zhǔn)，最大允許誤差為0.000 2 g，依據(jù)均勻分布計(jì)算不確定度為：

依據(jù)規(guī)范，分辨率引入的不確定度為：

樣品稱量過(guò)程分別稱量毛重、皮重，因稱量過(guò)程引入的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.4樣品濃縮、定容引入的不確定度

取試樣浸泡液50 mL于100 mL圓底燒瓶中，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，待蒸發(fā)至近干時(shí)取下，以溶劑正己烷分批、多次將圓底燒瓶中殘余物溶解、移至5 mL容量瓶中，正己烷定容。

試驗(yàn)過(guò)程中A級(jí)50 mL移液管最大允差為±0.050 mL，按均勻分布，50 mL移液管的不確定度為［8］：

定容所使用5 mL容量瓶，最大允許為0.003 mL，按均勻分布，5 mL容量瓶體積引入的不確定度為：

試驗(yàn)室通常溫度為25℃，變化溫度范圍±5℃，正己烷溶液膨脹系數(shù)1.36×10-3/℃，均勻分布條件下，50 mL移液管、5 mL容量瓶的合成不確定度分別為：

由樣品濃縮、定容過(guò)程中引入的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.5三氯羥基二苯醚標(biāo)準(zhǔn)工作液引入的不確定度

三氯羥基二苯醚標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為50 mg/L，經(jīng)1∶50（體積比）比例稀釋至1 mg/L的實(shí)際使用標(biāo)準(zhǔn)工作液。三氯羥基二苯醚標(biāo)準(zhǔn)溶液證書(shū)出具的相對(duì)擴(kuò)展不確定為2.0%（k=2），則標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的相對(duì)不確定度為：

稀釋過(guò)程中使用A級(jí)1 mL分度移液管最大允差±0.008 mL，實(shí)驗(yàn)室通常溫度為25℃，變化溫度范圍±5℃，正己烷溶液膨脹系數(shù)1.36×10-3/℃，以均勻分布，1 mL分度移液管的不確定度為：

稀釋使用A級(jí)50 mL容量瓶定容，20℃時(shí)允差為±0.050 mL，實(shí)驗(yàn)室通常溫度為25℃，變化溫度范圍±5℃，正己烷溶液膨脹系數(shù)1.36×10-3/℃，按矩形分布50 mL容量瓶定容體積引入的相對(duì)相對(duì)不確定度為：

則標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對(duì)不確定度為：

3.6回收率的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

空白樣品中添加0.05 mg/kg三氯羥基二苯醚，經(jīng)前處理后重復(fù)測(cè)定樣品回收率102.7%～96.9%，如表2所示。依據(jù)JJF 1059.1《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》計(jì)算樣品回收率的不確定度為：

表2 三氯羥基二苯醚回收率Table 2　Recovery rat experiment of colxifenol

3.7合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度與擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度

合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度包含上述各項(xiàng)不確定度，其計(jì)算結(jié)果為：

考慮食品接觸材料中三氯羥基二苯醚的各項(xiàng)不確定度分量，取置信概率為95%，包含因子k=2，則其擴(kuò)展不確定度為：

樣品中三氯羥基二苯醚含量測(cè)定結(jié)果為0.030 1 mg/kg，其擴(kuò)展不確定度為0.001 6 mg/kg，三氯羥基二苯醚含量測(cè)定結(jié)果表示為（0.030 1±0.001 6）mg/kg，k=2。

4　結(jié)語(yǔ)

對(duì)于食品接觸材料中三氯羥基二苯醚的檢測(cè)過(guò)程中，各個(gè)不確定度分量評(píng)估結(jié)果表明，對(duì)于合成不確定度貢獻(xiàn)最大的是色譜峰面積不確定度分量，其次為標(biāo)準(zhǔn)溶液定容、稀釋不確定度分量。標(biāo)準(zhǔn)溶液定容、稀釋過(guò)程涉及稀釋操作、人員因素、溫度、儀器條件限制等，可以通過(guò)增強(qiáng)人員培訓(xùn)、提升實(shí)驗(yàn)室硬件質(zhì)量控制因素改善。對(duì)于儀器分析而言，在采用自動(dòng)積分、自動(dòng)進(jìn)樣器操作的條件下，不確定度主要源于儀器性能的提升。

［1］中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可中心.GB/T 27025-2008檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求［S］//全國(guó)認(rèn)證認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社

［2］金洪，陳鷥，侯若彤，等.溴代二羥基二苯醚類化合物的合成與抑菌活性研究［J］.有機(jī)化學(xué)，2006（10）：1424-1428

［3］蔣莉，任哲，武雪冰，等.酸堿度對(duì)三氯羥基二苯醚復(fù)方消毒劑殺滅微生物效果的影響研究［J］.中國(guó)消毒學(xué)雜質(zhì)，2011（5）：531-533

［4］熊中強(qiáng)，杜宇，張媛媛，等.索氏提取-氣相色譜/質(zhì)譜法測(cè)定食品包裝材料中羥基苯醚［J］.食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2013，4（4）：1053-1056

［5］顧衛(wèi)春，吳義彪，陳忠平，等.4，4-二氨基二苯醚的研究進(jìn)展［J］.化工時(shí)刊，2012，26（5）：43-48

［6］Quimby B D，Sullivan J J，Alvarez E，et al.Model studies directed towards microalgal polyether toxins.Use of 2-phenyl-sulphonyl cyclic ethers in the preparation of trans，syn，trans α-alkyl，β-hydroxy-substituted tetrahydropyran subunits［J］.Tetrahedron Letters，1992，33（2）：3385-3388

［7］江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院.JJF 1059.1-2012測(cè)量不確定度評(píng)定與表示［S］.北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社

［8］河南省計(jì)量科學(xué)研究院.JJG 196-2006常用玻璃量器檢定規(guī)程［S］.北京：中國(guó)計(jì)量出版社

Evaluation of Uncertainty in the Measurement of Cloxifenol in Food Contact Material

XIONG Zhong-qiang，LI Ning-tao，HU Xin-gong，YU Yan-jun
（Technical Center of Industrial Product of Tianjin Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Tianjin 300308，China）

Uncertainties originated from the measurement of cloxifenol content in the food contact material by gas chromatography-mass spectrometry（GC/MS）were evaluated.The relative uncertainty（urel）of the cloxifenolether concentration was calculated to be 5.14%from the experimental data when the designed incredible probability was 95%and factor（k）was 2.From the results of uncertainty analyses，it was concluded that the key issures for quality control of the testing were reference materials and the porcess of GC/MS analysis.Based on these uncertainty analyses，some methods used to improve the quality control were also discussed.

uncertainty；cloxifenol；gas chromatography-mass spectrometry；food contact material

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.031

天津檢驗(yàn)檢疫局科研計(jì)劃項(xiàng)目（TK052-2013）

熊中強(qiáng)（1977—），男（漢），高級(jí)工程師，研究生，研究方向：化學(xué)分析檢測(cè)。

2015-04-21