氣相色譜法測定大豆油脂肪酸組成不確定度的評定

李 萍

（廣東文理職業(yè)學(xué)院，廣東湛江 524400）

在我國，大豆油、棕櫚油、菜籽油占據(jù)了植物油市場的絕大部分份額[1-2]。大豆油富含油酸、亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸，油酸17.0%～30.0%，亞油酸48.0%～59.0%，亞麻酸4.2%～11.0%[3]，油酸作為植物油中最常見的不飽和脂肪酸，具有降低膽固醇、預(yù)防動(dòng)脈硬化的功能特性，并已引起越來越多人的關(guān)注，而亞油酸、亞麻酸是人體必需脂肪酸，其無法被人體自身合成，必須從飲食中攝取，是人體維持正常生命活動(dòng)所必需的[4]?？傊?，作為食用油，大豆油有著非常高的營養(yǎng)價(jià)值，而大豆油的市場價(jià)在所有植物油中有著不可比擬的價(jià)格優(yōu)勢，如此高的性價(jià)比也是大豆油在植物油市場不可被替代的原因之一。作為大豆油的特征指標(biāo)，脂肪酸組成檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性具有重要的生產(chǎn)及營養(yǎng)指導(dǎo)意義，目前關(guān)于脂肪酸組成檢測的不確定度評定很少有報(bào)道，試驗(yàn)參考GB 5009.168—2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪酸的測定》[5]測定植物油的脂肪酸組成，并對測定結(jié)果的不確定度進(jìn)行分析合成。

1 材料和方法

1.1 主要儀器和材料

日本島津氣相色譜儀： GC-2010Plus， 帶AOC-20i 自動(dòng)進(jìn)樣器，配置FID 檢測器。

脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品：40 組分，純度大于99%，異辛烷（色譜純）；氫氧化鉀（分析純）；甲醇（分析純）；一水合硫酸氫鈉（分析純）；一水合硫酸氫鈉（分析純）；無水硫酸鈉（分析純，使用前650 ℃灼燒4 h，降溫后存于干燥器中），一級大豆油。

氫氧化鉀甲醇溶液約2 mol/L。將13.1 g 氫氧化鉀溶于100 mL 無水甲醇中，可輕微加熱，加入無水硫酸鈉干燥、過濾，即得澄清溶液。

脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品（40 組分）溶液，將標(biāo)準(zhǔn)品瓶子打開，用異辛烷清洗瓶子內(nèi)壁并全部轉(zhuǎn)移至10 mL棕色容量瓶中，于4 ℃下避光保存6 個(gè)月內(nèi)穩(wěn)定，質(zhì)量濃度為2.5 mg/mL。

1.2 色譜條件

色譜柱：RT-2560 100 m×0.25 mm×0.2 μm；進(jìn)樣量1 μL，氣化室溫度250 ℃，氮?dú)饬魉?.0 mL/min，分流比50∶1；柱溫箱：升序升溫起始溫度170 ℃，保留時(shí)間40 min，以2.0 ℃/min 升至220 ℃，保留時(shí)間25 min；檢測器溫度280 ℃，尾吹（氮?dú)猓┝魉?14.0 mL/min，氫氣流速 40 mL/min，空氣流速400 mL/min。

1.3 樣品前處理

稱取60.0 mg 試樣于5 mL 具磨口玻璃塞試管中，加入4 mL 異辛烷溶解試樣，加濃度為2 mol/L 氫氧化鉀甲醇溶液200 μL，蓋上玻璃塞猛烈振搖30 s 后靜置至澄清透明，向溶液中加入約1 g 硫酸氫鈉猛烈振搖，中和氫氧化鉀，待鹽沉淀后，將含有甲酯的上層溶液倒入10 mL 刻度玻璃試管中，得到的異辛烷溶液中甲酯含量約為15 mg/mL，取上清液按照1.2色譜條件進(jìn)行氣相色譜分析[5]。

2 結(jié)果與分析

脂肪酸組成使用面積歸一化法，即假定試樣的所有組分都顯示在色譜圖上，因此各峰的面積總和即代表100%的組分（完全洗脫），其數(shù)學(xué)模型為：

式中：Yi——試樣中某個(gè)脂肪酸占總脂肪酸的百分比，%；

ASi——試樣測定液中各脂肪酸甲酯的峰面積；

FFAMEi-FAi——脂肪酸甲酯i 轉(zhuǎn)化成脂肪酸的系數(shù)；

∑A——試樣測定液中各脂肪酸甲酯的峰面積的總和。

3 測量不確定度的來源

不確定度的測定主要來源于樣品前處理引入的不確定度、重復(fù)測定引入的不確定度和氣相色譜儀引入的不確定度。

4 不確定度分量的評定

樣品前處理引入的不確定度包括稱量樣品引入的不確定度，移取異辛烷、氫氧化鉀甲醇溶液引入的不確定度。

4.1 稱量樣品引入的不確定度

準(zhǔn)確稱取植物油 60 mg， 所用天平為萬分之一，天平檢定證書給出在0～50 g 稱量范圍的擴(kuò)展不確定度為0.2 mg，標(biāo)準(zhǔn)不確定度= 0.2 mg/Ki=0.1 mg（按置信概率0.95，Ki 值取2），相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m）/m=0.1/60=0.001 667。

4.2 移取異辛烷、氫氧化鉀甲醇溶液引入的不確定度

（1）單道移液器的不確定度。移取4 mL 異辛烷使用量程5 mL 移液器，其校準(zhǔn)證書給出的擴(kuò)展不確定度為 0.1 μL，標(biāo)準(zhǔn)不確定度 0.1 μL/Ki=0.05 μL（按置信概率0.95，Ki 值取2），相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 0.5×0.000 1 mL/4 mL=0.000 012 5。

移取200 μL 氫氧化鉀甲醇溶液使用量程200 μL移液器，其校準(zhǔn)證書給出的擴(kuò)展不確定度為0.1 μL，標(biāo)準(zhǔn)不確定度0.1 μL/Ki=0.05 μL（按置信概率0.95，Ki 值取 2），相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 0.05 μL/200 μL=0.000 25。

（2）溫度偏差導(dǎo)致的不確定度。視實(shí)驗(yàn)室溫度的偏差為3 ℃，異辛烷的膨脹系數(shù)相同為1.2×10-3，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度：相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：0.008 314/4=0.002 078。

視氫氧化鉀甲醇溶液的膨脹系數(shù)與甲醇的膨脹系數(shù)相同為1.24×10-3，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度：200×相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：0.429 5/200=0.002 148。

（3）待測液體積的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度。合成上述不確定度分量，移取異辛烷引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u(V1)/V1=0.008 314/4=0.002 078；移取氫氧化鉀甲醇溶液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u(V2)=相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V2)/V2=0.432 4/200=0.002 162。

4.3 重復(fù)測定引入的不確定度

同一樣品（試驗(yàn)選取一級大豆油作為檢測對象）進(jìn)行8 次重復(fù)性試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)不確定度依據(jù)公式（2）進(jìn)行計(jì)算。

重復(fù)測定試驗(yàn)結(jié)果及對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度見表1。

4.4 氣相色譜儀引入的不確定度

氣相色譜儀的不確定度來源主要有進(jìn)樣室、柱溫箱、檢測器引入的不確定度等，依據(jù)校準(zhǔn)證書，將儀器的定量重復(fù)性2.6%作為氣相色譜儀的主要不確定度，依據(jù)JJF1059.1—2012[6]對重復(fù)性的要求，所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：0.026/2.83=0.009 187。

4.5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量分析

表1 重復(fù)測定試驗(yàn)結(jié)果及對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量見表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

脂肪酸組成的結(jié)果是依據(jù)面積歸一化進(jìn)行計(jì)算的，由脂肪酸組成的數(shù)學(xué)模型可看出，稱樣量、異辛烷體積、氫氧化鉀甲醇溶液體積不參與計(jì)算，三者引入的不確定度對脂肪酸組成結(jié)果的貢獻(xiàn)很小，可忽略。試驗(yàn)僅考慮測量重復(fù)性及氣相色譜重復(fù)性引入的不確定度分量。

5 測量結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

脂肪酸組成的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度依據(jù)公式（3）進(jìn)行計(jì)算。取置信水平為95%，包含因子K=2，則擴(kuò)展不確定度依據(jù)公式（4）進(jìn)行計(jì)算。

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度結(jié)果見表3。

表3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度結(jié)果

6 測量不確定度報(bào)告

大豆油中棕櫚酸C16∶0 的含量為10.3%±0.2%，硬脂酸C18∶0 的含量為3.80%±0.08%，油酸C18∶1的含量為22.8%±0.4%，亞油酸C18∶2 的含量為54.4%±1.0%，亞麻酸C18∶3 的含量為7.90%±0.16%。

7 結(jié)論

從試驗(yàn)對植物油脂脂肪酸組成不確定度的評定過程中可以看出，氣相色譜儀定量重復(fù)性、測定重復(fù)性是脂肪酸組成不確定度的主要來源，其中氣相色譜儀定量重復(fù)性引入的不確定度最大。在日常工作檢測過程中，應(yīng)關(guān)注氣相色譜儀的使用狀態(tài)及維護(hù)，避免因氣相色譜的不當(dāng)使用而放大檢測結(jié)果的偏差。