嬰幼兒配方奶粉中左旋肉堿的測量不確定度評定

崔穎，肖亞兵，王淞，高云，陳文碩

（天津出入境檢驗檢疫局，天津300461）

嬰幼兒配方奶粉中左旋肉堿的測量不確定度評定

崔穎，肖亞兵，王淞，高云，陳文碩

（天津出入境檢驗檢疫局，天津300461）

依據CNAS-CL07：2011《測量不確定度的要求》、JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》和GB 29989-2013《食品安全國家標準嬰幼兒食品和乳品中左旋肉堿的測定》，建立嬰幼兒配方食品中左旋肉堿的測量不確定度的測量模型。根據模型分析并計算不確定度各個分量、結果的不確定度以及擴展不確定度。計算得到在嬰幼兒奶粉中左旋肉堿含量為11.2mg/100g時，擴展不確定度為1.21mg/100g，包含因子k為2。

測量不確定度；分光光度法；左旋肉堿；嬰幼兒配方奶粉

根據檢測結果判定某種樣品是否處于規定范圍內往往是帶有風險的，特別是當測量結果處于合格與不合格界限附近時更是如此。本研究根據CNASCL07：2011《測量不確定度的要求》和2013年6月3日實施的JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》的規定[1-2]，按照2014年6月1日實施的GB 29989-2013《食品安全國家標準嬰幼兒食品和乳品中左旋肉堿的測定》中分光光度法測定嬰幼兒食品中左旋肉堿含量的檢驗方法，結合實驗室日常檢測能力與條件，對分光光度法測定嬰幼兒食品中左旋肉堿含量進行測量不確定度分析與評定，體現更新后標準的合理性，為評價左旋肉堿測定結果的準確和可靠性提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 樣品

嬰幼兒配方奶粉。

1.1.2 試劑

左旋肉堿標準品：純度≥98%；5，5’-二硫雙（2-硝基苯甲酸）：純度≥98%；其余試劑均為分析純。

1.1.3 儀器

紫外可見分光光度計（型號：UV-1800）：購于日本島津公司、分析天平（型號：MS304S）：購于梅特勒托利多公司、離心機（型號：Thermo Sorvall Stratos）：購于美國賽默飛公司、pH計（型號：S400SevenExcellence）：購于梅特勒托利多公司、恒溫水浴鍋（型號：HB80）：購于德國IKA公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理

準確稱取m=5 g（精確0.000 1 g）混合均勻的試樣于燒杯中，用30mL 40℃溫水溶解，轉入100mL容量瓶中。加入10mL 13%高氯酸溶液，混合均勻后靜止20min。用蒸餾水定容至刻度，混勻，用定量濾紙過濾。取濾液V=20mL，用4mol/L氫氧化鉀溶液調pH為12.5~13.0后，置于40℃水浴60min。冷卻后用13%高氯酸調pH為7.0~7.5。將樣液轉入50mL容量瓶中，用蒸餾水定容。混勻后置于4℃冰箱中過夜。將試樣處理液從冰箱中取出放置至室溫，取上清液用0.45μm濾膜過濾后備用。

1.2.2 標準溶液配制

左旋肉堿標準儲備液（80μg/mL）：準確稱取20mg（精確0.000 1 g）于（102±2）℃烘箱中烘2 h的左旋肉堿，用水定容至250mL容量瓶中。此液置于4℃冰箱中可保存1個月。

左旋肉堿標準工作液：分別吸取左旋肉堿標準儲備液0.5、1、2、3、5mL于25mL容量瓶中，用水定容至刻度，混勻。此溶液僅限于當天使用。

1.2.3 標準溶液的繪制

吸取左旋肉堿標準工作液2.0mL于1 cm比色皿中，加入0.8mL顯色工作液和100μL乙酰輔酶A溶液，蓋上比色皿蓋，混勻后放入分光光度計中，波長調為412 nm，5min后歸零。迅速加入100μL乙酰肉堿轉移酶溶液，混勻后放入分光光度計中，反應10min后記錄吸光值。以左旋肉堿標準工作液的濃度c為橫坐標，以吸光值為縱坐標，制作標準曲線。

1.2.4 樣品測定

取2.0mL試樣處理液按1.2.3的步驟測定其吸光值。在標準曲線上查得試樣待測液濃度。

2 測量模型的構建

2.1 左旋肉堿含量的測量模型

式中：X為樣品中左旋肉堿含量，（mg/100 g）；c為從標準曲線上查得的試樣處理液濃度，（μg/mL）；V為濾液的體積，mL；m為試樣的質量，g。

2.2 左旋肉堿標準工作曲線的測量模型

式中：y為左旋肉堿標準工作液的吸光值；c為左旋肉堿標準工作液的濃度，（μg/mL）；a為斜率；b為截距。

3 結果與討論

3.1 試樣的質量m不確定度評定

質量m不確定度來自3個方面：第一，稱量的重復性，可以通過10次重復測量，采用A類評定方法求出；第二，由天平允差引入的不確定度，按B類方法評定；第三，天平標度的可讀性（數字分辨力），按B類方法評定。

3.1.1 重復性引入的標準不確定度分量uA（m）

對質量m進行n=10次重復測量，測量結果見表1。

表1 對樣品進行10次重復測量結果Table1 10 repeatedmeasurementson saMplesofMilk powder

10次重復測量的條件與以后實際稱量的情況應盡可能一致。

采用貝塞爾公式計算，標準不確定度等于一倍標準偏差：

3.1.2 天平允差引入的標準不確定度分量uB1（m）

分析天平的最大允差為±0.2mg，則區間半寬度a1（m）=0.2mg，m測量值落在該區間的概率分布為均勻分布，包含因子，因此標準不確定度為：

3.1.3 天平分辨力引入的標準不確定度分量uB2（m）

數字式測量儀器對示值量化（分辨力）導致的不確定度服從均勻分布。天平分辨力為0.1mg，區間半寬度a2（m）=0.1mg，包含因子，因此標準不確定度為：

3.1.4 質量m的合成標準不確定度u（m）

上述三個分量相互獨立，互不相關。因此合成標準不確定度為：

3.2 樣品定容V不確定度評定

使用100mL容量瓶、20mL吸量管和50mL容量瓶配置樣液，有三個主要不確定度來源：重復性、最大允差和溫度影響。

3.2.1 重復性引入的標準不確定度分量uA（100）、uA（20）和uA（50）

用A類方法評定，即通過對容量瓶和吸量管的重復實驗可以估算定容變動產生的不確定度。對100mL容量瓶、20mL移液管和50mL容量瓶進行n=10次定容，測定結果見表2。

表2 10次定容測定結果Table2 Resu ltsof 10Constant voluMe tests

采用貝塞爾公式計算，標準不確定度等于一倍標準偏差：3.2.2允差引入的標準不確定度分量uB1（100）、uB1（20）和uB1（50）

使用A級100mL容量瓶、20mL吸量管和50mL容量瓶允差分別為±0.10mL、±0.030mL、±0.05mL[2]，則區間半寬度a1（100）=0.10mL、a1（20）=0.030mL、a1（50）= 0.05mL。在沒有給出置信水平或分布的情況下，假設其服從三角分布，則包含因子，因此標準不確定度為：

3.2.3 溫度系數引入的標準不確定度分量uB2（100）、uB2（20）和uB2（50）

檢定或校準是在室溫20℃環境條件下進行的[2]，本研究在（20±4）℃條件下進行。因為液體的體積膨脹系數遠大于玻璃，因此只需考慮前者即可。水的體積膨脹系數為2.1×10-4/℃，100mL容量瓶、20mL吸量管和50mL容量瓶產生的體積變化分別為±（100.47× 4×2.1×10-4）=±0.084 4mL、±（20.14×4×2.1×10-4）= ±0.016 9mL和±（50.00×4×2.1×10-4）=±0.042 0mL。設為均勻分布，其標準不確定度為：

3.2.4 樣品定容的合成標準不確定度u（V）

3.3 左旋肉堿標準工作液配制的不確定度評定

3.3.1 標準品純度P引入的不確定度分量u（P）

采用的左旋肉堿標準品的純度是：P=99%±0.05%。

由于沒有關于不確定度的其他說明，故假設為均勻分布。其區間半寬度aP=0.0005，包含因子，因此標準不確定度為：

3.3.2 標準品質量引入的不確定度分量ur（m左）

標準品的質量不確定度評定方法與質量m的標準不確定度評定方法相同，不確定度來自2個方面：第一，由天平允差引入的不確定度，按B類方法評定，服從均勻分布；第二，天平標度的可讀性（數字分辨力），按B類方法評定，服從均勻分布。所采用的電子天平分辨力為0.1mg，最大允差為±0.2mg，因此該不確定度的合成標準不確定度u（m左）：

其相對不確定度為：

3.3.3 定容引入的不確定度分量ur（V左）

左旋肉堿標準工作液定容的不確定度評定方法與樣品定容的標準不確定度評定方法相同，其不確定度來源：一是最大允差，按B類方法評定，服從三角分布；二是溫度系數，按B類方法評定，服從均勻分布。但使用的是250、50mL容量瓶、0.5mL分度吸量管、1、2、3mL和5mL單標線吸量管，允差分別為±0.15mL、±0.05mL、±0.005mL、±0.007mL、±0.010mL、±0.015mL和±0.015mL[2]；檢定或校準是在室溫20℃環境條件下進行的[2]，本研究在（20±4）℃條件下進行。因此各分量的相對不確定度ur（V左i）：

其相對不確定度為：

3.3.4 左旋肉堿標準工作液配制的合成不確定度

3.4 測定左旋肉堿標準工作液的濃度c的不確定度評定

3.4.1 擬合標準工作曲線求得c時引入的不確定度分量u（y/c）

依據實驗，對一份樣品進行2次重復測量，即P= 2。并由表3左旋肉堿標準工作曲線的測定數據經最小二乘法擬合后得到的線性回歸方程得：y=0.056 53c+ 0.013 86，R2=0.999 5。

表3 左旋肉堿標準工作液的吸光值Table3 Absorption of L-carnitine standard working solution

線性回歸曲線的標準偏差[3]為：

根據線性最小二乘法擬合曲線程序的相對標準不確定度的計算公式[3-5]：

3.4.2 紫外-可見分光光度計讀取吸光值引入的不確定度分量u（412）

該不確定度有兩個來源：一是透射比重復性；二是透射比示值誤差[6]。檢定證書給出的透射比重復性為0；透射比示值誤差為0.2%，按均勻分布，其區間半寬度a412=0.002，包含因子，因此標準不確定度為

采用相對標準不確定度表示：

3.4.3 左旋肉堿標準工作液的濃度的合成標準不確定度u（c）

其相對不確定度為：

3.5 合成標準不確定度的評定

由表4，其合成相對標準不確定度為：

取包含因子k=2，嬰幼兒配方奶粉中左旋肉堿的擴展不確定度：

表4 不確定度各分量的分析結果Table4 Uncertainly in each quantity

該嬰幼兒奶粉中左旋肉堿的含量X為：（11.2± 1.21）mg/100g。

4 結論

不確定度對檢測結果臨界值的判斷和檢驗方法的確認具有重要意義[6]。通過各不確定度分量的分析與比較，得到其對測定結果的影響大小排序為：ur（c）＞ur（左）＞ur（V）＞ur（m）。由此可知擬合標準工作曲線求得濃度c時引入的不確定度是最主要來源。實驗人員在實際操作中應引起重視，定期做好儀器的計量檢定和期間核查工作，使儀器的技術性能處于良好狀態是保證測定結果準確的重要手段，同時擇優選擇移液器具，從而保證該標準方法可靠、準確、快速。

[1]全國法制計量管理計量技術委員會.JJF 1059.1-2012測量不確定度評定與管理[S].北京：中國質檢出版社,2012：8-9

[2]全國流量容量計量技術委員會.JJG 169-2006常用玻璃量器檢定規程[S].北京：中國計量出版社,2006：6-8.

[3]王勇.原子吸收分光光度計線性誤差的不確定度分析[J].中國科技博覽,2013(32)：575

[4]張丹妮,曹揚,張華燕,等.嬰幼兒奶粉中左旋肉堿測定的不確定度[J].實驗技術與管理,2011,253(8)：97.

[5]李在春.液相色譜法測定甲醛含量的不確定度評定[J].計量與測試技術,2013,40(3)：69

[6]秦立,陳詩慧,范亞剛.紫外分光光度法測定維生素B12注射液含量的不確定度分析[J].云南中醫學院學報,2013,36(6)：20

Evaluation of the Uncertainties in the Measurement of the Content of L-carnitine in Milk Powder for Infant and Young Children

CUIYing，XIAOYa-bing，WANGSong，GAOYun，CHENWen-shuo
（Tianjin Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau，Tianjin 300461，China）

According to requirements for measurement uncertainty（CNAS-CL07：2011），valuation and expression ofuncertainty inmeasurement（JJF 1059.1-2012）and themethod ofdetermination of L-carnitine in foodsandmilk power for infantand young children（GB 29989-2013），ameasurementmodelwasestablished. The independentuncertainty，standard uncertainty and expanded uncertainty coming froManalysis procedure were obtained.As L-carnitine content in pureewas11.2mg/100 g，the expanded uncertaintywas1.21mg/100 g and the coverage factorkwas.

measurement uncertainty；spectrophotometry；L-carnitine；milk powder for infant and young children

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.18.016

2014-09-15

天津出入境檢驗檢疫局資助項目（TK077-2013）

崔穎（1986—），女（漢），助理工程師，本科，研究方向：食品檢測。