HPLC法測定蜂蜜中羥甲基糠醛的不確定度評定

鹿　劍， 任水英

(1 新疆特種設(shè)備檢驗研究院, 新疆　烏魯木齊　830011；2 國家農(nóng)副產(chǎn)品監(jiān)督檢驗中心(新疆)，新疆　烏魯木齊　830011)

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HPLC法測定蜂蜜中羥甲基糠醛的不確定度評定

鹿劍1， 任水英2

(1 新疆特種設(shè)備檢驗研究院, 新疆烏魯木齊830011；2 國家農(nóng)副產(chǎn)品監(jiān)督檢驗中心(新疆)，新疆烏魯木齊830011)

建立了高效液相色譜法測定蜂蜜中羥甲基糠醛的不確定度評定方法。分析了不確定度的主要來源，并對各個分量進(jìn)行了量化，評定出本方法測定羥甲基糠醛的不確定度為1.7 mg/kg。方法準(zhǔn)確、客觀，在實際工作中有較強(qiáng)的實用性。

不確定度評定；羥甲基糠醛；高效液相色譜法

羥甲基糠醛是蜂蜜中的氨基化合物與葡萄糖在酸性條件下發(fā)生Mailard反應(yīng)或者蜂蜜中還原糖發(fā)生脫水反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)[1]。羥甲基糠醛的含量是評價蜂蜜及其制品的重要指標(biāo)[2]，因此其準(zhǔn)確的測定有著重要的意義。評價測量結(jié)果有效的方法是測定不確定度的評定[3]。本文對采用高效液相色譜法測定蜂蜜中羥甲基糠醛的含量進(jìn)行了不確定度評定。

1　測量原理

試樣經(jīng)稱樣定容，過濾后進(jìn)高效液相色譜儀，經(jīng)反相色譜柱分離后，測定羥甲基糠醛的含量，根據(jù)保留時間和峰面積進(jìn)行定性和定量。

2　實　驗

2.1主要儀器與試劑

Waters 2695系列高效液相色譜儀，美國沃特世公司；New classic MF電子分析天平：梅特勒托利多公司；ULUP-Ⅱ超純水儀：開普勒公司。

羥甲基糠醛標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，Sigma公司；甲醇(HPLC級),美國Fisher公司；實驗用水為超純水。

2.2標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

精密稱取10 mg 羥甲基糠醛標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用甲醇溶解并定容至100 mL容量瓶中，得到標(biāo)準(zhǔn)儲備液。分別移取適量標(biāo)準(zhǔn)儲備液，用純水稀釋定容至100 mL，得到質(zhì)量濃度為2.0,4.0, 6.0, 10.0 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

2.3樣品前處理

準(zhǔn)確稱取蜂蜜產(chǎn)品10 g(精確至0.01 g),加適量甲醇超聲約10 min，轉(zhuǎn)移至100 mL量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻，用0.45 μm的濾膜過濾，待測。

2.4色譜條件

色譜柱：Hypersil ODS色譜柱(4.6 mm×200 mm, 4.6 μm)；流動相：甲醇-水(40:60,V/V)；流速：1 mL/min；柱溫：30 ℃；檢測波長：285 nm；進(jìn)樣量：10 μL。

3　不確定度分量的主要來源及其分析

高效液相色譜法測定羥甲基糠醛的不確定度主要有以下幾個來源：一是樣品稱量時天平帶來的不確定度；二是樣品定容時溶液體積帶來的影響；三是最小二乘法標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合帶來的不確定度。

4　數(shù)學(xué)模型

試樣中羥甲基糠醛含量的計算公式為：

式中：X——試樣中羥甲基糠醛的含量，g/kg

m1——進(jìn)樣體積中羥甲基糠醛的質(zhì)量，μg

m—— 試樣質(zhì)量，g

V——試樣稀釋液總體積，mL

V1——進(jìn)樣體積，μL

5　不確定度分量

5.1試樣質(zhì)量m

標(biāo)準(zhǔn)要求稱樣質(zhì)量為10.00 g，所用天平分辨力為0.01 g；按矩形分布原則，稱樣時天平分辨力帶來的不確定度為：

JJG539-1997《數(shù)字指示秤》規(guī)定，該準(zhǔn)確級的天平最大允許誤差為±0.005 g，按矩形分布原則，稱樣時由天平的最大允許誤差導(dǎo)致的樣品質(zhì)量不確定度為：

將上述兩個分量合成，則：

urel(m)=0.006455/10=0.0006455

5.2試樣稀釋液總體積V

(1)溫度

樣品處理液定容時環(huán)境溫度為(26 ± 2) ℃。溫度變化同時會引起溶液體積和容器容積的變化。由于水的體積膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于容器容積的膨脹系數(shù)，因此可以忽略溫度對容器容積與玻璃量器校準(zhǔn)時的溫度有差距。水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4℃-1，試樣稀釋液總體積V=100 mL，按照矩形分布原則，溫度對體積測量的影響為：

(2)容量瓶校準(zhǔn)

由JJG 196-2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》可知，100 mL容量瓶(A級)最大允差為 ± 0.10 mL，按三角分布估計，于是由此引入的不確定度分量為:

將上述兩個分量合成，則：

urel(V)=0.06336/100=0.0006337

5.3進(jìn)樣體積中羥甲基糠醛的質(zhì)量m1

(1)羥甲基糠醛標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度

由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書提供其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.5%，由此引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為U1(m1)=0.005。

(2)通過最小二乘法得到校準(zhǔn)曲線計算進(jìn)樣體積中羥甲基糠醛的質(zhì)量

配制出質(zhì)量濃度為2.0,4.0, 6.0, 10.0 μg/mL四個校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液，用最小二乘法擬合校準(zhǔn)曲線。由于校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度的不確定度小到足夠可以忽略，因此采用最小二乘法擬合校準(zhǔn)曲線時，計算得到的食品中羥甲基糠醛含量m1的不確定度僅與色譜峰面積的測量不確定度有關(guān)，而與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度無關(guān)。同時也不考慮校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度之間的相關(guān)性。對四個校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液各測量三次，共計12次。測量得到的色譜峰面積A,見表1。

表1　校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積測定結(jié)果

擬合校準(zhǔn)曲線的方程為：

Ai=B0+B1m1i

式中：Ai——色譜峰面積

m1i——校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣體積中羥甲基糠醛的質(zhì)量

B0——擬合校準(zhǔn)曲線的截距

B1——擬合校準(zhǔn)曲線的斜率

由下式可得B0和B1分別為：

由下式可得色譜峰面積測量的實驗標(biāo)準(zhǔn)差為：

對樣品處理液中的羥甲基糠醛共測量六次，即p=6。測得樣品處理液進(jìn)樣體積中羥甲基糠醛的質(zhì)量m1=0.01836 μg。于是其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(m1)為:

其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度U2(m)為：

U2(m1)=u2(m1)/m0=0.0008352/0.01836=0.04549

將上述兩個分量合成，則:

5.4進(jìn)樣體積V1

該方法為相對定量方法，根據(jù)試樣稀釋液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的響應(yīng)值(峰面積)之比來定量。由于試樣稀釋液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的進(jìn)樣體積V1相同，其產(chǎn)生的不確定度已相互抵消。

將各測量不確定度分量匯總?cè)绫?所示。

表2　測量不確定分量匯總表

6　合成不確定度

試樣中羥甲基糠醛含量的平均值為X=18.37 mg/kg

最后得到:

uc(X)=ucrel(X)×X=0.04576×18.37=0.8406 mg/kg

7　擴(kuò)展不確定度

取包含因子K為2，擴(kuò)展不確定度:

u(X)=0.08406×2=1.6812 mg/kg

8　不確定度報告

試樣中羥甲基糠醛含量為18.37 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)要求保留兩位有效數(shù)字，所以飲料中羥甲基糠醛含量不確定度報告為：(18.4±1.7) mg/kg，包含因子K=2。

[1]劉靜，曹煒. 蜂蜜中羥甲基糠醛的研究進(jìn)展[J].中國蜂業(yè),2011,62(1):11-12,35.

[2]龍光明，裘璐，馬麗等. HPLC測定6種蜂蜜中5-羥甲基糠醛的含量[J].數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志，2012,25(6):643-645.

[3]劉建沖,朱家平,鄭榮華. 測量不確定度評定研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2013(5):12-17.

Uncertainty Evaluation in the Determination of 5-Hydroxymethylfurfural in Honey by HPLC

LU Jian1, REN Shui-ying2

(1 Xinjiang Uygur Autonomous Region Inspection Institute of Special Equipment, Xinjiang Urumqi 830004;2NationalQualitySupervisionTestCenterofAgriculturalByproducts(Xinjiang),XinjiangUrumqi830004,China)

A method of uncertainty evaluation was developed for the determination of 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) in honey by high performance liquid chromatography (HPLC). Main factors contributing to the uncertainty were analyzed and quantified, and the uncertainty of HMF was synthesized as 1.7 mg/kg. The method is accurate and objective, and it could be applied in practice.

uncertainty evaluation; HMF; high performance liquid chromatography (HPLC)

鹿劍(1975-)男，高級工程師，主要從事特種設(shè)備檢驗工作。

任水英(1981-)，女，高級工程師，主要從事食品質(zhì)量監(jiān)督和科研開發(fā)工作。

TS207.3

A

1001-9677(2016)016-0155-03