GC-MS法測定白酒中鄰苯二甲酸酯含量的不確定度分析

楊軍林，鐘方達，陳明學(xué)，劉 明，田棟偉，尤小龍，張 健

（貴州茅臺酒廠（集團）習(xí)酒有限責(zé)任公司，貴州習(xí)水 564622）

鄰苯二甲酸酯類目前作為應(yīng)用于塑料工業(yè)中最廣泛的一類塑化劑，因其對機體健康存在致癌致畸等方面的安全隱患，并可遺傳影響后代的生長發(fā)育，加之我國白酒行業(yè)曾因“塑化劑”這一安全事件，致使消費者引發(fā)內(nèi)心的極大恐慌和高度關(guān)注[1-5]，因此，我國有關(guān)部門將可能違法添加于食品中的鄰苯二甲酸酯類塑化劑列入黑名單，并規(guī)定相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)且加強對此類塑化劑的監(jiān)督檢測管理[3]?！禛eneral requirements for the competence of testing and calibration laboratories》（ISO/IEC 17025:2017）中相關(guān)規(guī)則要求測量不確定度評定作為檢驗檢測實驗室必備的能力之一，還應(yīng)考慮實驗室相關(guān)檢測方法對評定測量不確定度的貢獻值大小情況[6-8]，同時，隨著檢測技術(shù)手段的發(fā)展，越來越多的研究文獻將檢測技術(shù)應(yīng)用于多種食品基質(zhì)中鄰苯二甲酸酯類的分析[9-11]，進而開展食品中鄰苯二甲酸酯類的測量不確定度評定可有效確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度和可信程度[12-17]，但對白酒中鄰苯二甲酸酯類的評定測量不確定度的內(nèi)容鮮有研究[13-15]。本研究結(jié)合最新國標(biāo)檢測方法，選取鄰苯二甲酸二正丁酯（Dibutyl phthalate，DBP）作為此次研究的代表性化合物，并根據(jù)不確定度評定的相關(guān)規(guī)定進行不確定度分量分析，進而達到有效識別影響測定白酒中鄰苯二甲酸酯類含量的不確定度大小的因素，以加強后續(xù)實驗室檢測過程中操作控制，也提高了實驗室測定白酒中鄰苯二甲酸酯類含量的準(zhǔn)確性和可靠度，為達到醬香型白酒的質(zhì)量安全控制和日常評定實驗檢測結(jié)果的質(zhì)量提供參考和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣：選用貴州茅臺酒廠（集團）習(xí)酒有限責(zé)任公司醬香型成品酒。

試劑及耗材：鄰苯二甲酸二正丁酯（Dibutyl phthalate，DBP）標(biāo)準(zhǔn)品（純度99.4%，德國Dr.Ehrenstorfer公司）；正己烷（色譜純，美國TEDIA公司）。

儀器設(shè)備：5975C—7890A GC-MS聯(lián)用儀，安捷倫科技有限公司；AR2140電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品前處理

參考GB 5009.271—2016[18]，略有修改，稱取酒樣4.6 g置于25 mL試管中并準(zhǔn)確加入2 mL正己烷進行提取，渦旋振蕩2 min后靜置5 min，取其上清提取液，供GC-MS分析，外標(biāo)法定量。

1.2.2 GC-MS儀器參數(shù)

依據(jù)GB 5009.271—2016[18]，對GC-MS儀器參數(shù)進行設(shè)置并優(yōu)化。

1.2.3 數(shù)學(xué)模型

白酒中DBP含量測定計算公式如下：

式中：X—表示試樣中DBP含量，mg/kg；

Ci—表示標(biāo)準(zhǔn)工作曲線中求得的DBP質(zhì)量濃度，μg/mL；

C0—表示標(biāo)準(zhǔn)工作曲線中得到的空白中DBP質(zhì)量濃度，μg/mL；

V—表示試樣容積提取最終定容體積，mL；

m—表示試樣稱取的質(zhì)量，g；

1000—表示單位換算系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不確定度來源分析

依上述數(shù)學(xué)模型，對GC-MS法分析白酒中DBP影響測量結(jié)果的不確定度各個可能分量進行分析并量化計算，具體情況如圖1所示。

圖1 白酒中DBP測定不確定度因素來源分析

2.2 不確定度評定

2.2.1 配制標(biāo)準(zhǔn)儲備液引起的不確定度u（1）

2.2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度u（1a）

參考文獻[12-14]，準(zhǔn)確稱取0.0559 g DBP標(biāo)準(zhǔn)品，加入正己烷溶解后轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶并定容至刻度（1.10 mg/mL），查其標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書可知，DBP標(biāo)準(zhǔn)品的純度及純度誤差分別為99.4 %和±0.7 %，假設(shè)按均勻分布，則urel(1aa)=u(1aa)/99.4 %=0.0041。由AR 2140電子天平檢定證書可知，其最大允許誤差為±0.0001 g，假設(shè)按均勻分布，則，urel(1ab)=u(1ab)/0.0559=0.0010。故

2.2.1.2 容量瓶引入的相對不確定度u（1b）

依玻璃量器的相關(guān)規(guī)定可知[19]，實驗室在（20±4）℃溫度范圍下50 mL A級容量瓶容量允差為±0.05 mL，假設(shè)為矩形分布，則定容體積引入的不確定度為查資料可得正己烷的體積膨脹系數(shù)為1.36×10-3/℃，則溫度變化引起的不確定度為因此，合成50 mL A級容量瓶定容體積引入的相對不確定度為

綜上可知，其配制過程引起的相對不確定度為：

2.2.2 配制標(biāo)準(zhǔn)中間液引入的不確定度u（2）

用1 mL分度吸量管取0.5 mL DBP標(biāo)準(zhǔn)儲備液于50 mL容量瓶中，用正己烷定容至刻度以配制成質(zhì)量濃度為11.00 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)中間液。

2.2.2.1 移液管引入的相對不確定度u（2a）

參考JJG 196—2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》的相關(guān)要求[20]，1 mL A級移液管的容量允差為±0.008 mL，假設(shè)按均勻分布，則

2.2.2.2 容量瓶引入的相對不確定度u（2b）

其不確定度分析同2.2.1.2，則urel(2b)=0.0032。

2.2.3 配制標(biāo)準(zhǔn)工作液引入的不確定度u（3）

分別取11.00 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)中間液200 μL、400 μL、600 μL、800 μL、1000 μL，正己烷定容至10 mL后配制0.22 μg/mL、0.44 μg/mL、0.66 μg/mL、0.88 μg/mL、1.10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作系列溶液。

2.2.3.1 移液管引入的不確定度u（3a）

使用已校正的1 mLA級移液管，其容量允差為±0.008 mL，假設(shè)按均勻分布，其不確定度為

2.2.3.2 容量瓶引入的不確定度u（3b）

在20 ℃±4 ℃溫度范圍內(nèi)，10 mL A級容量瓶容量允差為±0.020 mL，假設(shè)按矩形分布，則容量瓶定容體積引入的不確定度為；查其資料正己烷的體積膨脹系數(shù)為1.36×10-3/℃，則容量瓶溫度變化引起的體積不確定度為因此，其引入的相對不確定度為

2.2.4 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線擬合引入的不確定度u（4）

參考文獻[12-13]，本實驗配制了0.22 μg/mL、0.44 μg/mL、0.66 μg/mL、0.88 μg/mL、1.10 μg/mL的DBP標(biāo)準(zhǔn)工作系列溶液，并且每個質(zhì)量濃度平行測定3次，測定結(jié)果見表1，并對響應(yīng)值-質(zhì)量濃度值進行最小二乘法擬合，得到方程Yi=aCi+b。同時取一陽性基質(zhì)樣品，對被測物質(zhì)量濃度C0進行5次重復(fù)測定，其結(jié)果見表2。

則標(biāo)準(zhǔn)工作曲線擬合產(chǎn)生相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度按公式（1）—（5）計算可得。

表1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線數(shù)據(jù)

表2 陽性基質(zhì)樣品測定結(jié)果

式中：a為斜率；b為截距；Yi表示第i次測定標(biāo)準(zhǔn)溶液中被測物的峰面積；Ci表示第i次測定標(biāo)準(zhǔn)溶液中被測物的質(zhì)量濃度；p為對C0的5次測定次數(shù)；n為標(biāo)準(zhǔn)溶液測試次數(shù)，本實驗中5個質(zhì)量濃度重復(fù)測定3次共測試15次；C0為校準(zhǔn)方程求得的陽性酒樣溶液中被測物質(zhì)量濃度的平均值；C為標(biāo)準(zhǔn)溶液中被測物的平均質(zhì)量濃度。

因此，由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線產(chǎn)生的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（4）=0.0971。

2.2.5 樣品前處理引入的不確定度u（5）

2.2.5.1 稱量引入的相對不確定度u（5a）

稱取樣品質(zhì)量m為4.600 g，根據(jù)電子天平檢定證書，實驗所用天平最大允許誤差為±0.001 g，按B類評定，假設(shè)按矩形分布，其不確定度和相對不確定度分別為

2.2.5.2 提取液總體積引入的相對不確定度u（5b）

用1000 μL移液器準(zhǔn)確吸取2 mL正己烷（V）提取液，參考JJG 646—2006《移液器檢定規(guī)程》的要求[21]，移液器的刻度誤差按A類評定，其容量允差為±1.0%，假設(shè)按均勻分布，其不確定度為u(5ba)=若測量重復(fù)性為0.5 %，其不確定度為若溫度變化為20 ℃±4 ℃，由溫度變化引起的不確定度為u(5bc)==0.00628；則樣品提取液體積產(chǎn)生的不確定度和相對不確定度分別為u(5b)==0.0063，urel(5b)=u(5b)/2=0.0032。

則合成樣品前處理引入的不確定度為urel(5)==0.0032。

2.2.6 測量重復(fù)性引入的不確定度u（6）

參考文獻[12-13]，取一陰性基質(zhì)樣品（添加水平為0.6 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液），按前處理方法測定，重復(fù)測定6次，分析實驗重復(fù)性引入的不確定度和相對不確定度由含量平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差S(X)的結(jié)果分別代入公式可得，其結(jié)果見表3。

2.2.7 回收率引入的不確定度u（7）

測量加標(biāo)回收率結(jié)果如表3所示，按A類評定，其回收率引入的不確定度和相對不確定度由平均回收率R、標(biāo)準(zhǔn)偏差S(R)的結(jié)果分別代入公式計算可得。

表3 白酒中DBP含量的測定結(jié)果

2.2.8 進樣體積引入的不確定度u（8）

參考文獻[14]，GC-MS自動進樣器配置的進樣針容積的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差查其證書提供的不確定度為±1 %，假設(shè)為矩形分布，則0.0058。

2.3 合成不確定度

若不考慮各不確定度間的相關(guān)性，則通過GCMS分析白酒中DBP含量的合成不確定度由公式：

Ucrel(X)=計算可得。

2.4 擴展不確定度及結(jié)果表示

依據(jù)評估測量不確定度的相關(guān)規(guī)定要求[22-23]，對于大量檢測分析均選用包含因子k=2來衡量于95%置信區(qū)間，則由GC-MS分析白酒中DBP含量的擴展不確定度為因此，GC-MS分析白酒中DBP含量不確定度評定結(jié)果表示為X=（0.12±0.02）mg/kg。

3 討論

結(jié)合GB 5009.271—2016《食品中鄰苯二甲酸酯的測定》[18]，通過GC-MS對白酒中DBP含量的不確定度進行分析，對該實驗方法的操作過程中的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制及標(biāo)準(zhǔn)工作曲線擬合、實驗前處理過程、重復(fù)性試驗等因素進行綜合考慮。評定可知，檢測結(jié)果過程中主要的不確定度來源為標(biāo)準(zhǔn)工作液及標(biāo)準(zhǔn)中間液的配制過程、標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合。故在后續(xù)實驗室實際檢測過程中，可考慮減少人員前處理過程的操作及標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制次數(shù)，同時，采取增加標(biāo)準(zhǔn)曲線工作溶液濃度梯度，并保持儀器性能穩(wěn)定良好和定期開展對標(biāo)準(zhǔn)溶液和儀器的校準(zhǔn)或檢定活動，同時，不斷加強實驗員的操作技能和制定嚴(yán)格的作業(yè)指導(dǎo)書等途徑，以達到降低實驗室檢測過程中引起的不確定度，從而實現(xiàn)提高實驗室檢驗檢測結(jié)果的可信程度并滿足CNAS實驗室的相關(guān)實驗操作要求。