石墨爐原子吸收法測(cè)定醬鹵肉中鉻的不確定度評(píng)定

戴璇，向俊，陳理，劉賽，張新，唐文杰

（湖南省食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，食品安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410000）

鉻是人體必需的微量元素之一，對(duì)于糖和脂肪的代謝起到重要作用［1］。但高含量的鉻具有較強(qiáng)的生物毒性，會(huì)刺激皮膚黏膜，而且還容易在肺部積累，對(duì)人體造成傷害［2］。GB 2762-2017 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》［3］規(guī)定肉及肉制品中鉻的最大限量值為1.0 mg／kg。醬鹵肉制品在生產(chǎn)過(guò)程中如果使用了鉻含量超標(biāo)的原料，例如原料豬、雞等飼料中鉻的污染及加工過(guò)程中使用的鹵料或各類(lèi)添加劑中鉻的污染，或生產(chǎn)設(shè)備污染等均會(huì)導(dǎo)致鉻含量超標(biāo)。因此對(duì)醬鹵肉制品中鉻含量的準(zhǔn)確檢測(cè)至關(guān)重要。

目前鉻的測(cè)定方法主要采用石墨爐原子吸收法。在測(cè)定過(guò)程中，因?yàn)槭艿讲僮魅藛T、器具、環(huán)境、試劑等各種因素的影響，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果不可避免地具有不確定性，因此評(píng)定測(cè)量不確定度對(duì)測(cè)量?jī)x器的精確度、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的質(zhì)量控制和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量評(píng)價(jià)具有重要意義。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外先后發(fā)布了《化學(xué)測(cè)量領(lǐng)域不確定度評(píng)定指南》［4］、JJF 1059.1-2012 《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》［5］以及CNAS-CL 07 《測(cè)量不確定度的要求》［6］等規(guī)范與要求。鉻含量是肉制品中重要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，而對(duì)石墨爐原子吸收法測(cè)定肉制品中鉻含量不確定度評(píng)定還沒(méi)見(jiàn)報(bào)道。筆者以石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定醬鹵肉中鉻含量為例，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，分析測(cè)量不確定度來(lái)源，并對(duì)各不確定度分量進(jìn)行評(píng)定，以期為醬鹵肉制品中鉻含量的準(zhǔn)確測(cè)定提供參考［7-17］。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

原子吸收分光光度計(jì)：240Z AA 型，美國(guó)安捷倫科技有限公司。

微波消解儀：Mars6 型，美國(guó)CEM 公司。

電子分析天平：BSA224S 型，感量為0.1 mg，德國(guó)賽多利斯公司。

硝酸：優(yōu)級(jí)純，美國(guó)費(fèi)希爾公司。

鉻溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：1 000 μg／mL，（Urel=0.3%，k=2），編號(hào)為GBW(E) 081584，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心。

實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2 溶液配制

鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：10 μg／mL，準(zhǔn)確移取1.00 mL 鉻溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用0.5%硝酸溶液（體積分?jǐn)?shù)，下同）稀釋定容至100.0 mL 容量瓶中，搖勻。

鉻標(biāo)準(zhǔn)中間溶液：100 ng／mL，準(zhǔn)確移取1.00 mL 鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用0.5%硝酸溶液稀釋定容至100.0 mL 容量瓶中，搖勻。

鉻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：16 ng／mL，準(zhǔn)確移取4.00 mL 鉻標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，用0.5%硝酸溶液稀釋定容至25.0 mL 容量瓶中，搖勻。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

參考GB 5009.123-2014 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉻的測(cè)定》［11］方法，將醬鹵肉樣品用攪打機(jī)攪打均勻，準(zhǔn)確稱(chēng)取0.5 g 左右（精確到0.1 mg）攪打均勻的醬鹵肉樣品于消解管中，加入5.0 mL 硝酸，置于微波消解儀中消解。消解完成后冷卻，取出，趕酸至0.5 mL 左右。將消解液轉(zhuǎn)移至25.0 mL 容量瓶中，用少量超純水多次洗滌消解管，洗滌液合并于容量瓶中，用超純水定容至標(biāo)線(xiàn)，搖勻，備用。同時(shí)進(jìn)行空白和平行試驗(yàn)。

1.4 數(shù)學(xué)模型

醬鹵肉中鉻含量按式(1)計(jì)算：

式中：X——樣品中鉻的含量，mg／kg；

c——樣品消解液中鉻的質(zhì)量濃度，ng／mL；

c0——空白溶液中鉻的質(zhì)量濃度，ng／mL；

V——消解后定容體積，mL；

m——稱(chēng)取樣品的質(zhì)量，g。

2 不確定度來(lái)源

根據(jù)數(shù)學(xué)模型及樣品中鉻含量測(cè)定過(guò)程，鉻含量測(cè)定結(jié)果的不確定度包括5 部分：（1）測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur；（2）鉻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc；（3）樣品消解液定容體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV；（4）稱(chēng)取樣品的質(zhì)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度um；（5）樣品消解處理過(guò)程引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uRec。

3 不確定度評(píng)定

3.1 測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.2 鉻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

鉻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要包括標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。其中標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

將鉻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液用0.5%硝酸溶液逐級(jí)稀釋?zhuān)玫?、2、4、8、12、16 ng／mL 6 個(gè)濃度點(diǎn)的系列鉻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。采用原子吸收光譜法測(cè)定每個(gè)濃度點(diǎn)的吸光度Ai，以鉻的質(zhì)量濃度ci為橫坐標(biāo)，以相應(yīng)的吸光度Ai為縱坐標(biāo)，采用最小二乘法擬合，得線(xiàn)性方程為A=0.029 33c+0.046 76，相關(guān)系數(shù)為0.999，斜率a=0.029 33，截距b=0.046 76。將各點(diǎn)濃度值帶入方程，得到計(jì)算的單個(gè)鉻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的吸光度值A(chǔ)′i；將儀器讀數(shù)Ai帶入方程，得到單個(gè)鉻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的濃度c′i，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)中各濃度點(diǎn)的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)中各濃度點(diǎn)的測(cè)定結(jié)果

根據(jù)CNAS-GL 06 《化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南》［12］，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式（5）計(jì)算：

其中：

式中：uc1——標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定 度；

SR——標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)的殘差；

a——標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)斜率，a=0.029 33;

p——樣品的測(cè)量次數(shù)，p=2;

n——標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定點(diǎn)數(shù)，n=6；

c0——樣品測(cè)定值，ng／mL；

c′i——由線(xiàn)性方程計(jì)算得到的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃 度，ng／mL；

Ai——儀器上讀取的單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度；

A′i——根據(jù)線(xiàn)性方程計(jì)算的單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液的 吸光度。

將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式(5) 和式(6)，計(jì)算得SR=0.001 88，uc1=0.053 5 ng／mL，則標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)擬合引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

uc1,rel=uc1／c0=0.012

3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

（1）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的相對(duì)不確定度uc21,rel。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)所提供的鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度為1 μg／mL（k=2），則標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度up=1／2=0.5 μg／mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

uc21,rel=up／1000=0.000 5

（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc22,rel。按照1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法，分別使用2 支1 mL 和1 支5 mL 移液管及1 只25 mL 容量瓶和2只100 mL 的容量瓶。

以上各不確定度分量互不相關(guān)，則1，5 mL 移液管和25 ，100 mL 容量瓶引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

由標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

因此，由標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

合成以上各不確定度分量，得鉻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.3 樣品消解液定容體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

樣品消解液定容于25 mL 容量瓶中，根據(jù)3.2.2中對(duì)25 mL 容量瓶的評(píng)估，其不確定度分別來(lái)源于容量允差、估讀誤差和溫度變化。因此，樣品消解液定容體積引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

uV，rel=u25mL，rel=0.001 1

3.4 稱(chēng)取樣品質(zhì)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

um,rel=um／500=0.002 4

3.5 樣品消解過(guò)程引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

uRec,rel=sa=0.031

3.6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

影響肉制品中鉻含量測(cè)定結(jié)果的不確定度的各個(gè)分量見(jiàn)表2。由表2 可知，對(duì)不確定度貢獻(xiàn)較大的是測(cè)量重復(fù)性、鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度和樣品消解處理過(guò)程，而定容體積與稱(chēng)樣質(zhì)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度較小。

表2 肉制品中鉻測(cè)定結(jié)果的各不確定度分量

上述各不確定度分量相互獨(dú)立，計(jì)算可得合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

即當(dāng)樣品中鉻含量為0.23 mg／kg 時(shí)，測(cè)量結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u=urel×0.23 mg／kg=0.008 5 mg／kg。

3.7 擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，置信水平為95%，計(jì)算出擴(kuò)展不確定度U=ku=0.017 mg／kg。故該肉制品試樣中鉻含量測(cè)定結(jié)果為（0.23±0.017） mg／kg，k=2。

4 結(jié)語(yǔ)

測(cè)定肉制品中鉻含量時(shí)，測(cè)量不確定度主要來(lái)源于測(cè)量重復(fù)性、鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度和樣品消解處理過(guò)程，而定容體積和樣品的稱(chēng)量質(zhì)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度較小。因此，在今后的檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這幾個(gè)方面的質(zhì)量控制，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。