高效液相色譜法測定白酒中紐甜含量的不確定度評定

孫 潔，孫立臻，秦鳳姣，汪靈巧，張 瑋，高 興

（山東景芝酒業(yè)股份有限公司，山東安丘262119）

高效液相色譜法測定白酒中紐甜含量的不確定度評定

孫 潔，孫立臻，秦鳳姣，汪靈巧，張 瑋，高 興

（山東景芝酒業(yè)股份有限公司，山東安丘262119）

采用高效液相色譜法測定白酒中紐甜含量，并對其測定結(jié)果進行不確定度分析，建立了不確定度來源分析因果圖和數(shù)學(xué)模型，通過計算各不確定度分量，得出紐甜的擴展不確定度，找出影響紐甜不確定度的主要因素并加以有效控制，該評定對提高白酒中紐甜檢測結(jié)果的準確度具有重要意義。

高效液相色譜； 白酒； 紐甜； 不確定度

紐甜是功能性甜味劑，對白酒香氣、口感有特殊的協(xié)調(diào)平衡作用。近幾年來，有些酒類企業(yè)為了自身利益，用液態(tài)發(fā)酵酒加紐甜等甜味劑勾兌冒充純糧釀造酒，對市場帶來不正當競爭。為了保障我國傳統(tǒng)純糧釀造酒釀酒工藝得以延續(xù)，鼓勵白酒生產(chǎn)企業(yè)提高并穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》GB 2760—2014規(guī)定白酒中不得添加甜味劑等任何非自身發(fā)酵物，即發(fā)酵酒中不得添加任何甜味劑，因此對白酒中紐甜含量的準確測定，將為企業(yè)白酒質(zhì)量控制和相關(guān)監(jiān)管部門規(guī)范市場行為提供重要依據(jù)。

測量不確定度是評定測量結(jié)果質(zhì)量的一個重要指標。在分析檢測工作中,由于種種原因,分析結(jié)果往往帶有誤差,而不能得到真值。為評價測定結(jié)果的質(zhì)量,需要進行不確定度的評定。不確定度愈小,結(jié)果與真值愈近,數(shù)據(jù)愈準確。ISO/IEC 17025《檢測和校準實驗室能力的通用要求》指出，當檢測結(jié)果處于產(chǎn)品標準要求的臨界值，有可能判定產(chǎn)品不合格時，應(yīng)給出測量不確定度。

根據(jù)GB/T 5009.247—2016《食品安全國家標準食品中紐甜的測定》原理，用高效液相色譜法測定白酒中紐甜的含量。根據(jù)CNAS—GL06《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》、JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》規(guī)定的方法，建立了數(shù)學(xué)模型，對高效液相色譜法測定白酒中紐甜進行不確定度分析，同時在不確定度評定過程中，找出主要影響因素并加以有效控制，對提高白酒中紐甜檢測結(jié)果的準確度具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

白酒樣品：加入紐甜的白酒樣品。

試劑：紐甜標準品(C20H30N2O5，純度≥99.8%)，上海安譜公司；甲醇(CH3OH，色譜純)，上海安譜公司；辛烷磺酸鈉(C8H17NaO3S，色譜純)，上海安譜公司；磷酸（H3PO4，優(yōu)級純），天津科密歐公司；甲酸（CH3COOH，色譜純）；三乙胺（C6H15N，色譜純），上海安譜公司。

儀器設(shè)備：高效液相色譜儀(1120 Compact LC)，美國安捷倫公司；電子分析天平(FA2004，感量0.0001 g)，上海上平儀器公司；超純水系統(tǒng)(M illi-Q)，美國密理博公司；0.22 μm濾膜，有機系。

1.2 實驗方法

1.2.1 色譜條件

色譜柱：Aglient TC-C18(2)柱 ，5 μm，250 mm×4.6 mm；流動相：甲醇+離子對試劑緩沖液(70+30)；檢測波長：218 nm；流速：0.8 mL/min；進樣量：50 μL；柱溫：30 ℃。

1.2.2 試劑的配制

混合提取液：分別吸取0.8 mL甲酸和2.5 mL三乙胺，加水定容至1000 mL，pH4.5。

離子對試劑緩沖液：稱取2.00 g辛烷磺酸鈉，用500 mL水溶解，加入1.0 mL磷酸，加水定容至1000 mL。

1.2.3 標準溶液的制備

標準儲備液：準確稱取0.1 g紐甜標準品，加混合提取液溶解定容至100 mL。標準工作液：分別吸取適量標準儲備液用混合提取液配制成濃度分別為0.2 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L的系列標準工作液。

1.2.4 實驗操作

準確稱取10 g白酒樣品(精確至0.0001 g)于25 mL離心管中，在40℃水浴中氮吹濃縮至微干，加2 mL混合提取液，振蕩搖勻，再經(jīng)0.22 μm微孔有機濾膜過濾待用，以外標法定量。

2 數(shù)學(xué)模型的建立和不確定度來源分析

2.1 數(shù)學(xué)模型

根據(jù)GB/T 5009.247—2016中測量結(jié)果的計算公式建立評定紐甜含量測量不確定度的數(shù)學(xué)模型。測量結(jié)果計算公式如下：

式中：X——樣品中紐甜的含量，mg/kg；

C——樣品中紐甜峰面積對應(yīng)的濃度，mg/L；

V——樣品定容總體積，mL；

F——回收率校正系數(shù)；

m——樣品質(zhì)量，g。

根據(jù)《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》白酒中紐甜含量測定的相對標準不確定度為：

2.2 確定和分析測量不確定度的主要來源

由上述公式可知，紐甜含量測定的不確定度主要來源可歸為以下幾個方面：標準品稱量、標準溶液的配制、標準工作曲線的擬合；樣品的稱量、定容體積、回收率等幾個方面，見圖1。

圖1 紐甜測定主要不確定度來源因果圖

3 不確定度分量評定

3.1 A類不確定度分析

取一白酒（無紐甜）樣品，加入1.5 mg/L紐甜標準品，在同樣條件下重復(fù)測定10次，測定結(jié)果見表1。

表1 n=10次獨立重復(fù)測量的測量值

由貝塞爾公式得出10次測定的實驗標準偏差的相對不確定度為：

3.2 B類不確定度分析評定

3.2.1 紐甜標準溶液配制引入的不確定度

標準物質(zhì)不確定度包含標準物質(zhì)的純度、天平的稱量和標準溶液配制引入的不確定度。

3.2.1.1 標準物質(zhì)純度P引入的不確定度UP

紐甜標準物質(zhì)的純度為99.8%，按矩形分布處理，則純度引起的不確定度為：

3.2.1.2 天平稱量引入的不確定度

根據(jù)電子天平檢定證書，最大允許誤差為±0.01 mg，m測量值落在該區(qū)間的概率分布為均勻分布，包含因子，其標準不確定度為：Um=

稱取標準物質(zhì)紐甜為0.0500 g，則相對標準不確定度為：

則標準物質(zhì)合成相對標準不確定度為：

3.2.1.3 標準工作液配制過程中引入的不確定度

3.2.1.3.1 配制系列標準液過程中玻璃量具引入的不確定度

配制系列標準液過程中使用了A級1 mL、2 mL、5 mL移液管和A級50 mL、10 mL容量瓶。按照JJG 196—2006《常用玻璃器皿檢定規(guī)程》都有相應(yīng)的容量允差。歐洲分析化學(xué)中心（EURACHEM）認定其服從三角形分布，包含因子，則計算的標準不確定度見表2。

由表2數(shù)據(jù)合成的相對標準不確定度：

3.2.1.3.2 配制系列標準溶液過程中溫度引入的不確定度

根據(jù)檢定規(guī)程JJG 196—2006規(guī)定，檢定是在室溫20℃環(huán)境條件下進行的，實驗室一般定容在20℃±5℃條件下進行。因為液體的膨脹系數(shù)遠大于玻璃，因此，只需考慮前者即可。水的膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃，按照矩形分布，則計算的不確定度見表3。

由表3數(shù)據(jù)合成的相對標準不確定度：

則標準溶液配制產(chǎn)生的不確定度：

表2 標準溶液配制中玻璃量具引起的不確定度

表3 標準溶液配制中溫度引起的不確定度

3.2.1.3.3 標準曲線擬合引入的不確定度分量U擬合

標準曲線產(chǎn)生的不確定度來源于其殘差的標準差，殘差為測量值與標準曲線擬合之差的絕對值分別配制濃度為 0.2 μg/mL、1.0 μg/mL、2.0 μg/mL、5.0 μg/mL、10.0 μg/mL的標準工作液。進行測量后建立的標準曲線的回歸方程及相關(guān)系數(shù)、紐甜的標準曲線測量值（x）、擬合值（）、擬合值（）以及所得殘差（x-），結(jié)果見表4。

表4 標準曲線的測量值(x)和擬合值()和殘差值(x-)以及回歸方程和相關(guān)系數(shù)(r2)

表4 標準曲線的測量值(x)和擬合值()和殘差值(x-)以及回歸方程和相關(guān)系數(shù)(r2)

注：y=4.34518e-007，x+0.0552854，r2=0.999979。

484576 6062404 12076081 23926892 48115144 0.272 2.72 5.24 10.48 20.96 498747 6132576 11932105 23991445 48110123 14171 70172 143976 64553 5021

標準曲線的殘差為：

由擬合引起的相對不確定度：

式中：b為斜率，N為測量標準溶液的總次數(shù)，P為測量樣品的總次數(shù)。帶入數(shù)據(jù)計算得到紐甜的擬和不確定度：

3.2.2 樣品稱量、定容的不確定度

3.2.2.1 樣品稱量的不確定度

被測樣品質(zhì)量的不確定度主要來源于天平的最大允許誤差，標準不確定度為0.00577，樣品稱量10 g，則相對不確定度為：

3.2.2.2 樣品定容的不確定度

樣品在40℃水浴中氮吹濃縮至微干，加2 mL混合提取液，由2 mL移液管引入的不確定度。主要是移液管的容量允差和溫度引起的不確定度，在表2和表3中已經(jīng)計算，分別為U校準=0.002041；U溫度=0.00061。

則V定容引起的不確定度：

3.2.2.3 回收率引起的不確定度

樣品前處理不完全或造成紐甜的損失，通過對酒樣（無紐甜）分別加入紐甜0.50 mg/L、1.00 mg/L、2.00 mg/L，對各濃度重復(fù)測定3次，計算加標回收率，見表5。

酒樣(無紐甜)加標0.50mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L，所得的回收率的標準相對偏差的平均值S=0.87%，則標準不確定度為相對不確定度為

3.3 相對不確定度各分量匯總

表5 酒樣（無紐甜）加標，重復(fù)測定3次所得回收率

表6 相對標準不確定度分量

由表6中各相對不確定度合成樣品中紐甜含量結(jié)果的相對標準不確定度為：

3.4 擴展不確定度

取置信概率P=95%，則k=2，計算擴展不確定度。

相對擴展不確定度 U=k×U（x）=2×0.0605=0.121 mg/L，由實驗數(shù)據(jù)計算的平均值為1.5，擴展不確定度U=0.121×1.5=0.182 mg/kg≈0.2 mg/kg，因此高效液相色譜法測定白酒中紐甜含量X=（1.5±0.2）mg/kg；k=2。

3 結(jié)論

通過對白酒中紐甜含量的不確定度各個分量的分析與評定，得出該檢測方法的擴展不確定度為0.2 mg/kg。由表6可以看出，標準溶液配制過程產(chǎn)生的相對不確定度分量對整個實驗的相對不確定度貢獻是最大的。因此，在實驗中對該環(huán)節(jié)要格外關(guān)注，嚴格執(zhí)行國家食品安全標準，使用計量檢定合格的計量器具減少不確定度分量，對提高檢測結(jié)果的準確性，規(guī)范食品添加劑在食品中的使用行為具有重要意義。

[1]楊君,王建華,劉靖靖,等.食品中甜味劑的檢測技術(shù)研究進展[J].化學(xué)分析計量,2013,22(5)：100-103.

[2]中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.食品安全國家標準食品中紐甜的測定：GB 5009.247—2016[S].北京：中國標準出版社,2016.

[3]全國食品工業(yè)標準化技術(shù)委員會釀酒分技術(shù)委員會.固液法白酒：GB/T 20822—2007[S].北京：中國標準出版社,2007.

[4]中國合格評定國家認可委員會.化學(xué)分析中不確定度的評估指南：CNAS—GL06：2006[S].2006.

[5]全國法制計量管理計量技術(shù)委員會.測量不確定度評定與表示:JJF 1059.1—2012[S].北京：中國標準出版社,2013.

[6]全國流量容量計量技術(shù)委員會.常用玻璃量器鑒定規(guī)程：JJG 196—2006[S].北京：中國計量出版社,2007.

[7]陳俊,黃瓊,萬紅梅,等.高效液相色譜法測定白酒中安賽蜜、糖精鈉的不確定度分析[J].釀酒科技,2011(8)：179-182.

[8]林子吉,李霞,易嘯,等.高效液相色譜法測定白酒中糖精鈉含量的不確定度評定[J].釀酒科技,2011(8)：179-182.

[9]柯潤輝,王麗娟,安紅梅,等.超高液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法直接測定白酒中8種甜味劑[J].釀酒科技,2016(5)：107-109.

[10]張瑩,遠輝,丁春瑞.超高效液相色譜法測定白酒中紐甜不確定度評定[J].釀酒科技,2016(12)：99-101.

Evaluation of the Uncertainties in the Determination of Neotame Content in Baijiu by HPLC

SUN Jie,SUN Lizhen,QIN Fengjiao,WANG Lingqiao,ZHANG Wei and GAO Xing
（Jingzhi Distillery Co.Ltd.,Anqiu,Shandong 262119,China）

The content of neotame in Baijiu was measured by HPLC,the uncertainty analysis of the measurement results was performed,and the cause-and-effect diagram and the mathematical model for analyzing the uncertainty source were set up.Each uncertainty component was calculated to obtain the expanding uncertainty,and the major factors influencing the uncertainties in the measurement were found out and they were effectively controlled.This evaluation had an important significance for improving the accuracy of measurement of neotame content in Baijiu.

HPLC;Baijiu;neotame;uncertainty

TS262.3；TS261.7；TS261.4

A

1001-9286（2017）12-0078-05

10.13746/j.njkj.2017285

2017-11-03

孫潔（1966-），女，高級工程師，從事白酒質(zhì)量分析工作20多年。

2017年1—10月中國白酒、啤酒產(chǎn)量

本刊訊：據(jù)《中國白酒網(wǎng)》和《中國國際啤酒網(wǎng)》報道，2017年10月，中國白酒行業(yè)產(chǎn)量118.7萬千升，同比增長8.2%。2017年1—10月，中國白酒行業(yè)累計產(chǎn)量1048.6萬千升，同比增長5.6%。2017年10月，中國啤酒行業(yè)產(chǎn)量292.5萬千升，同比下降1.9%。2017年1—10月，中國啤酒行業(yè)累計產(chǎn)量3988.1萬千升，同比增長0.2%。（江源薦，黃筱鸝編輯）

來源：中國白酒網(wǎng) 2017-11-16；中國國際啤酒網(wǎng) 2017-11-17