高效液相色譜法測定果凍中阿斯巴甜含量的不確定度評定

王忠一李燕 吳帥

（煙臺市食品藥品檢驗檢測中心，山東煙臺264000）

高效液相色譜法測定果凍中阿斯巴甜含量的不確定度評定

王忠一*李燕 吳帥

（煙臺市食品藥品檢驗檢測中心，山東煙臺264000）

阿斯巴甜屬于人工合成的甜味劑，由于其甜度高，熱量低，故廣泛應用于食品生產中。我國GB 2760-2014《食品添加劑使用標準》中增加了對阿斯巴甜使用范圍和使用量的規定，其中在果凍中，阿斯巴甜允許最大使用量為1.0 g/kg，并規定添加阿斯巴甜的食品應標明：“阿斯巴甜（含苯丙氨酸）”。本試驗采用高效液相色譜法測定果凍中阿斯巴甜的含量，并參照相關不確定度評估的方法和文獻，建立數學模型，對其不確定度來源進行分析、評定，給出不確定度報告。為日常檢測工作中阿斯巴甜的檢測結果評估和提高檢測結果的準確度提供參考。

1　方法與材料

1.1儀器與試劑

1260高效液相色譜儀，Agilent公司；CPA225D電子天平，德國賽多利斯公司；CT18RT臺式高速冷凍離心機，天美生化儀器公司。

阿斯巴甜標準品，Dr.Ehrenstorfer公司；甲醇，色譜純，美國Fisher 公司。

1.2試驗方法

1.2.1標準溶液的配制

阿斯巴甜標準儲備液：稱取0.100 g阿斯巴甜標準品于100 mL容量瓶中，用蒸餾水溶解并定容至刻度。

阿斯巴甜標準使用液：分別移取2 mL、5 mL、10 mL、25 mL、50 mL標準儲備液至100 mL 容量瓶中，定容后作為標準使用液。

1.2.2樣品前處理

稱取攪碎的果凍樣品10.000 g，加30 mL水超聲波震蕩提取20 min，定容至50 mL，10 000 r/min離心10 min，取上清液經孔徑0.45 μm 濾膜過濾，備用。

1.2.3色譜條件

色譜柱：C18柱，250 mm×4.6 mm，5 μm；流動相：甲醇+水（40+60）；檢測器：二極管陣列檢測器；檢測波長：208 nm；流速：1.0 mL/min；進樣量：20 μL。

2　數學模型的建立

本試驗中，阿斯巴甜含量計算公式為：

式中：X——試樣中阿斯巴甜含量，g/kg；

c——樣液中阿斯巴甜質量濃度，mg/L；

m——取樣量，g；

V——試樣定容體積，mL；

frep——校正因子。

3　不確定度分量來源分析

通過數學模型和檢測方法分析，果凍中阿斯巴甜含量測定的不確定度主要影響因素為標準使用液的配制操作、試樣的稱量及定容操作、標準曲線的擬合過程、試樣非均勻性和試樣前處理操作的差異性等。

4　不確定度分量的量化分析

4.1樣液中阿斯巴甜含量測定值c的不確定度

4.1.1阿斯巴甜標準使用液引入的不確定度

4.1.1.1標準物質本身引入的不確定度

依據所用阿斯巴甜標準品證書，標準品本身的不確定度為0.5%，其包含因子為k=2，得出相對標準不確定度為：。

4.1.1.2天平的稱量引入的不確定度

依據所用稱量的電子天平檢定證書，稱量數值最大允差為±0.1 mg，阿斯巴甜標準品稱取0.100 g，假設符合矩形分布，，得出標準不確定度為：；相對標準不確定度為：。

4.1.1.3標準溶液配制操作引入的不確定度

a）標準溶液配制操作中玻璃量具引入的不確定度。

配制溶液時，先后使用了2 mL、5 mL、10 mL、25 mL、50 mLA級單標線吸量管和100 mLA級容量瓶。依據JJG 196—2006《常用玻璃量具檢定規程》的規定，A級2 mL、5 mL、10 mL、25 mL、50 mL單標線吸量管、100 mL 容量瓶的最大允許偏差分別為±0.010 mL、±0.015 mL、±0.020 mL、±0.030 mL、±0.05 mL、0.10 mL，假設符合矩形分布，，可得相對標準不確定度分量，結果見表1。

表1　標準溶液配制操作中玻璃量具引入的不確定度

標準使用液配制操作中玻璃量具引入的相對標準不確定度為：

b）標準溶液配制操作過程中試驗環境溫度變化引入的不確定度。

標準溶液配制操作過程中，試驗環境的溫度波動也會產生一定不確定度。依據JJG 196—2006《常用玻璃量具檢定規程》的規定，玻璃量器的檢定應在室溫20 ℃下進行。試驗過程中試驗室溫度保持在20 ℃±5 ℃，在此溫度變化范圍內，水的體積膨脹系數為2.1×10-4℃-1遠大于玻璃的體積膨脹系數，故忽略溫度對玻璃體積的影響，只考慮水的體積膨脹系數。假設溫度變化符合矩形分布，k=，由此計算不確定度，結果見表2。

表2　標準溶液配制操作過程中試驗環境溫度變化引入的不確定度

可得標準溶液配制操作中試驗環境溫度變化引入的相對標準不確定度為：

則阿斯巴甜標準溶液配制操作過程引入的不確定度為：

4.1.2最小二乘法擬合標準工作曲線求得樣液中阿斯巴甜含量過程所引入的不確定度

對5個濃度的阿斯巴甜標準使用液分別重復測定3次，結果見表3。

表3　阿斯巴甜標準使用液測定結果

根據表3中數據繪制標準曲線，所得擬合曲線為A=30.36C+7.99，式中A為峰面積，C為所測溶液中阿斯巴甜濃度，30.36為擬合曲線斜率b，7.99為擬合曲線截距a。

對試樣測定5次，測得峰面積A，由標準工作曲線的線性回歸方程計算得出樣液中阿斯巴甜濃度分別為117 mg/ L、118 mg/ L、117 mg/ L、116 mg/ L、119 mg/ L，平均值為c樣=117 mg/ L，則可得最小二乘法擬合標準工作曲線求得樣液中阿斯巴甜含量過程所引入的標準不確定度為：

式中：SA——標準使用液峰面積殘差的標準偏差；

Sc——標準使用液濃度殘差的平方和；

n——標準使用液的測定次數，此方法為15次，n=15；

P——樣液的測定次數，此方法為5次，P=5。

可得最小二乘法擬合標準工作曲線求得樣液中阿斯巴甜含量過程所引入的標準不確定度為：。

由阿斯巴甜標準使用液和擬合曲線的標準不確定度分量可得樣液中阿斯巴甜含量測定值c的相對標準不確定度為：。

4.2試樣稱量引入的不確定度

依據所用稱量的電子天平檢定證書，稱量數值最大允差為±0.1 mg，試樣稱取10 g，假設符合矩形分布，，可得標準不確定度為：；相對標準不確定度為：。

4.3試樣定容體積引入的不確定度

4.3.1試樣定容量器引入的不確定度

試樣定容使用50 mL容量瓶。依據JJG 196-2006《常用玻璃量具檢定規程》的規定，A 級50 mL容量瓶的最大允差為±0.05 mL。假設符合矩形分布，，可得標準不確定度為：；相對標準不確定度為：。

4.3.2試樣定容環境溫度變化引入的不確定度

容量瓶檢定環境溫度為20 ℃，實驗室環境溫度在20 ℃±5 ℃波動，水的體積膨脹系數2.1×10-4℃-1，假設溫度波動符合矩形分布，，可得標準不確定度為：；相對不確定度為：。

由4.3.1和4.3.2二項可得試樣最終定容體積的相對標準不確定度為：。

4.4試樣的非均勻性及試樣前處理操作過程產生的不確定度

用試樣中阿斯巴甜含量測定結果重復性和阿斯巴甜加標回收率重復性來量化試樣的非均勻性和試樣前處理操作過程引入的不確定度。

4.4.1試樣中阿斯巴甜含量測定結果重復性的不確定度

對試樣進行8次平行測定，測定結果見表4。

表4　試樣中阿斯巴甜含量重復測定結果

可得試樣中阿斯巴甜重復測定所的平均值的標

4.4.2阿斯巴甜加標回收率的不確定度

在試樣中添加一定量的阿斯巴甜標準儲備液，重復進行6次加標回收試驗，測得的阿斯巴甜加標回收率見表5。

表5　加標回收率重復測定結果

由4.4.1和4.4.2可得試樣非均勻性和試樣前處理操作過程引入的相對標準不確定度：。

4.5相對標準不確定度的合成

由各標準不確定度分量可得，試樣中阿斯巴甜含量測定結果的相對標準不確定度為：。

4.6擴展不確定度的評估

按照一般要求，取包含因子k=2，可得擴展不確定度為：U=uc（X）×2=0.01 g/kg。

4.7不確定度報告

被測果凍中阿斯巴甜含量不確定度報告如下：X=（0.58±0.01）g/kg；k=2。

5　討論

通過果凍中阿斯巴甜含量測定不確定度的評定，分析測定結果的主要影響因素。得出高效液相法測定果凍中阿斯巴甜含量的不確定度主要由阿斯巴甜標準品及標準使用液配制操作、標準工作曲線擬合過程、試樣前處理操作等分量引入。在日常檢測過程中，可以通過控制主要不確定度分量的來源對試驗方法和操作進行優化，從而降低測定的不確定度，提高測定的準確性。

［1］吳璞強，趙桂霞，張亞楠，等.阿斯巴甜的合成和應用研究［J］.中國調味品，2010，35（1）：30-32.

［2］中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會. GB 2760—2014 食品添加劑使用標準［S］.北京：中國標準出版社，2014：86-88.

［3］中華人民共和國衛生部. GB/T 22254-2008 食品中阿斯巴甜的測定［S］.北京：中國標準出版社，2008：1-3.

［4］李皓，陳長武，張培剛，等.HPLC法測定果凍食品中阿斯巴甜含量的研究［J］. 食品科學，2008，29（8）：520-522.

［5］國家質量技術監督總局. JJF 1059.1—2012 測量不確定度評定與表示［S］.北京：中國計量出版社，2012：1-53.

［6］袁輝，王建玲，遠輝.超高效液相色譜法測定葡萄酒中檸檬酸含量的不確定度評定［J］.釀酒科技，2014（8）：109-112.

［7］杜淑霞.高效液相色譜法測定含乳飲料中安賽蜜含量的不確定度評定［J］.食品研究與開發，2010，31（2）：142-145.

［8］國家質量技術監督檢驗檢疫總局. JJG 196—2006 常用玻璃量器檢定規程［S］. 北京：中國計量出版社，2006：1-22.

Assessment of the uncertainties in the determination of aspartame content in fruit jelly by UPLC

WANG Zhongyi*LI Yan WU Shuai
（Yantai testing center for food and drug，Shandong Yantai 264000，China）

按照JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》的方法，建立高效液相色譜法測定果凍中阿斯巴甜含量的數學模型，分析其中各不確定度分量的來源，并對其分別進行量化，最終合成果凍中阿斯巴甜含量測定結果的不確定度。通過分析得出，引入不確定度的主要分量有標準溶液的配制操作、標準曲線的擬合過程、試樣前處理操作等。果凍中阿斯巴甜含量測定結果可表示為（0.58±0.01）g/kg，k=2。

高效液相色譜；果凍；阿斯巴甜；不確定度

According to the approach in Measurement Uncertainty and Results Indication （JJF 1059.1—2012），a mathematical model had been set up to assess the uncertainties in the determination of aspartame content in fruit jelly by high performance liquid chromatography （HPLC）.The source of each uncertainty in the mathematical model was analyzed，quantified and synthesized. Results indicated that main influence factors of the uncertainties in the determination were the preparation of standard solution，standard curve fitting process and sample pretreatment. The content of aspartame in fruit jelly could be shown as（0.58±0.01）g/kg，k=2.

high performance liquid chromatography （HPLC）；fruit jelly；aspartame；uncertainty

TS207.5+1

A

1673-6044（2016）01-0023-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2016.01.008

* 王忠一，女，1988年出生，2011年畢業于西北農林科技大學食品科學與工程專業，助理工程師。

2016-01-14