液相色譜法測定餅干中回蕩黃含量的測量不確定度評定

魏大偉，程江山，鄭玉芝

(北京市食品及釀酒產品質量監督檢驗一站，北京100075)

液相色譜法測定餅干中回蕩黃含量的測量不確定度評定

魏大偉，程江山，鄭玉芝

(北京市食品及釀酒產品質量監督檢驗一站，北京100075)

利用外標法測定日落黃含量的公式，建立了一個利用高效液相色譜法測定餅干中日落黃含量結果不確定度評定的數學模型，通過該模型對測量過程中不確定度的來源進行了逐層的分析和合成，對標準曲線的不確定度評定采用了最小二乘法，并通過t檢驗結果的判斷，對結果用加標回收率進行了修正。通過對各變量的分析，計算各變量的不確定度，最后計算得出合成標準不確定度0.618mg/kg，擴展標準不確定度1.24mg/kg。

高效液相色譜，不確定度，日落黃

測量不確定度的定義是表征合理地賦予被測量值的分散性，與測量結果相聯系的參數［1］，它是判斷測量結果的依據和評定測量水平的指標。以標準偏差表示的測量結果的不確定度為標準不確定度。擴展不確定度是指確定測量結果區間的量，合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區間。不確定度在計量領域廣泛應用，校準實驗室的報告中大多含有不確定度的結果。但是，在檢測實驗室不確定度的評估還處于不斷完善階段。在實際工作中，測量結果的不確定度來源很多，涉及實驗的各個環節及相關因素。因此，對某一測量參數，準確找出不確定度來源，對其進行不確定度評定，是控制檢測結果質量的重要工作。為此，本文以液相色譜法測定餅干中日落黃色素含量為例，對其結果的不確定度進行了評定。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

餅干 市售;檸檬黃、日落黃標準溶液 北京市標準物質中心;甲醇、甲酸、乙醇、氨水 天津化學試劑公司，分析純;乙酸銨 天津市光復科技發展有限公司，優級純;甲醇 J.T.Baker，色譜純。

高效液相色譜儀 島津LC－2010A，日本島津公司;SHZ－Ⅲ型循環水真空泵 上海亞榮生化儀器廠;MEA－3型耐酸堿數顯恒溫熱板 北京金北德工貿有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 色譜條件 色譜柱:Hypersil C18(250mm×4.6mm，5μm);流動相:乙酸銨:80%～65%(3%/min)，65%～2%(9%/min)，2%繼續 6min;檢測波長:254nm;流速:1.0mL/min;進樣量:10μL。

1.2.2 標準溶液的配制 吸取5.00mL有證標準溶液(濃度:0.50mg/mL)，定容到50.00mL容量瓶中，得到濃度為0.05mg/mL的標準溶液，再用10.00mL刻度吸管分別吸取 2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL 濃度為0.05mg/mL的標準溶液，分別定容到100.00mL容量瓶中，得到標準溶液系列:1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mg/L。1.2.3 實驗步驟 稱取樣品2.5g八組，作為樣品中日落黃含量測定的平行實驗，再稱取樣品1.0g六組，加入濃度為5.0mg/L的標準溶液10mL，作為加標實驗樣品，分別按照 GB/T5009.35－2003［2］方法提取，并濃縮定容至 50.00mL，經過 0.45μm膜過濾，進樣10μL。

2 數學模型的建立和不確定度的分析

2.1 建立數學模型

根據GB/T5009.35－2003中測量結果的計算公式建立日落黃含量測量不確定度評定的數學模型。

測量結果計算公式為:

式中:x:樣品中日落黃含量(g/kg);c:樣品試液濃度(mg/L);v:樣品處理后定容的體積(mL);m:取樣的質量(g)。

根據公式(1)不難看出，不確定度的來源包含了樣品的稱量、提取液定容和樣品提取液的濃度幾個因素，但由于色素前處理過程較繁雜，對結果影響較為明顯，因此我們加入了一個修正因子:加標回收率Rec，則公式(1)轉變為:

根據《化學分析中不確定度的評估指南》8.2.6規則2［3］，樣品中日落黃含量測定的標準不確定度為:

2.2 分析不確定度的來源

根據公式(3)，可知本實驗的不確定度主要來自于樣品稱取的質量、樣品定容的體積、試液濃度以及實驗的處理過程。

由樣品稱量產生的不確定度，在此，我們只考慮天平校準和重復性兩個不確定度分量。

由定容50.00mL過程所產生的不確定度，由三部分組成:50.00mL容量瓶校準的不確定度;溫度變化對體積影響所產生的不確定度;定容重復性的不確定度。

測定試液濃度引起的不確定度，包括了標準溶液的不確定度;試液的響應值重復性的不確定度;標準曲線擬合的不確定度。其中，標準溶液的不確定度又由多個不確定度分量合成，包括標準物質、標準溶液系列配制過程中由玻璃量具產生的不確定度、由溫度變化產生的不確定度和由重復性產生的不確定度。

試樣處理過程中產生的不確定度，處理過程的不確定度我們采用多次樣品加標回收的重復操作來評定。由于加標回收實驗為全程重復操作，所以前面所提到的樣品稱量、處理后定容和峰面積響應值的重復性不確定度分量合成到加標回收率不確定度的評定中。

3 標準不確定度分量的評定結果

3.1 稱量產生的相對標準不確定度

實驗所用天平的計量檢定證書中最大允差為±0.4mg，假定其為矩形分布，則其標準不確定度為:

取樣量約為2.5g，則其相對標準不確定度為:

3.2 試樣定容過程所產生的相對標準不確定度

容量瓶自身的標準不確定度，實驗中所用50.00mL容量瓶檢定證書給出的最大允差為±0.10mL，其標準不確定度為

溫度對定容體積的影響，實驗過程中實驗室溫度控制在(20±5)℃，根據公式:

其中:V:玻璃量具的體積;ΔT:實驗室溫度與玻璃量具計量檢定時的溫度差;α:水的膨脹系數2.1 ×10－4/℃ 。

得出溫度變化產生的標準不確定度為:

根據相對標準不確定度合成的原則，樣品處理后定容過程所產生的相對標準不確定度為:

3.3 濃度C所產生的相對標準不確定度

3.3.1 標準溶液所產生的相對標準不確定度 根據日落黃標準溶液(國家標物中心)GBW(E)100003a證書所給，標準值為0.50mg/mL，其相對擴展不確定度為1%(k=2)，則其相對標準不確定度為:

u3=0.01/2=0.005

3.3.2 在標準溶液系列配制過程中所產生的相對標準不確定度 由配制過程所用玻璃量具、溫度影響和操作重復性三部分組成，其相對標準不確定度分量分別見表1～表3。

表1 標準溶液配制過程中玻璃量具校準引起的不確定度

則由玻璃量器校準引起的相對標準不確定度為:

表2 標準溶液配制過程中由溫度變化引起的不確定度

則標準溶液配制過程中由溫度變化產生的相對標準不確定度為:

表3 標準溶液配制過程中由重復性引入的不確定度:

則由配制過程中重復性產生的相對標準不確定度為:

由標準溶液配制過程產生的相對標準不確定度u4為:

3.3.3 標準曲線擬合的不確定度 標準曲線濃度及峰面積見表4。

表4 標準溶液濃度及峰面積

根據測量數據，用線性回歸方程y=a+bx求出標準曲線，用最小二乘法［5］，得到擬合直線的斜率和截距分別為:

曲線的斜率

截距α=ˉy－bˉx=－2907.9

則曲線方程為y=48630x－2907.9

應用該曲線測量時，對被測試液測量1次，即p=1。測得處理液中日落黃濃度估計值為1.82mg/L，則該標準曲線擬合的標準不確定度為:

由濃度C合成的相對標準不確定度為:

3.4 試樣處理過程中產生的不確定度

由多次樣品加標回收的重復操作來評定。

通過四次實驗結果得該樣品中日落黃含量為36.38mg/kg，分別做6次加標回收實驗，加標回收率分別為91.05%、92.14%、95.21%、96.63%、97.84%、94.14%，則回收率的標準偏差s=0.026，平均加標回收率為94.5%。

加標回收率的相對標準不確定度為:

根據t值檢驗判斷回收率是否與1有顯著性差異。

對于置信度95%，n－1自由度的雙邊臨界值tcrit比較，若 t≥tcrit，則與1有顯著性差異。

因此，Rec應包括在結果計算當中。

3.5 合成相對標準不確定度

樣品中日落黃的含量為36.38mg/kg，經修正為38.50mg/kg，則其標準不確定度為:

3.6 擴展標準不確定度

取置信概率95%，k=2，則樣品中日落黃含量的擴展標準不確定度為:

3.7 測量不確定度報告

餅干中日落黃含量的測定結果:

4 結果與討論

對整個實驗的相對標準不確定度分量進行匯總，各不確定分量見圖1。

圖1 不確定度分量匯總

由圖1可以看出，加標回收率的相對標準不確定度分量對整個實驗的相對標準不確定度貢獻是最大的，即樣品處理過程的重復性引起的相對標準不確定度最大，在實驗過程中應對該環節尤為重視;其次，可以看出由于標準曲線系列濃度較低導致標準系列配制過程和曲線的擬合的相對標準不確定度分量也是不容忽視的;因此，在檢測低含量樣品過程中，除了要對樣品的處理過程嚴格要求以外，對標準溶液系列配制過程和曲線的擬合也要格外注意。

［1］中國合格評定國家認可委員會.化學分析中不確定度的評估指南［M］.北京:中國計量出版社，2002:4.

［2］GB/T 5009.35－2003 食品中合成著色劑的測定［M］.北京:中國標準出版社，2004.

［3］中國合格評定國家認可委員會.化學分析中不確定度的評估指南［M］.北京:中國計量出版社，2002:27－28.

［4］中國合格評定國家認可委員會.化學分析中不確定度的評估指南［M］.北京:中國計量出版社，2002:8.

［5］中國合格評定國家認可委員會.化學分析中不確定度的評估指南［M］.北京:中國計量出版社，2002:111－112.

Uncertainty evaluation for determining concentration of sunset yellow in biscuit by HPLC

WEI Da－wei，CHENG Jiang－shan，ZHENG Yu－zhi
(Beijing Food＆ Wine Inspection and Testing StationⅠ，Beijing 100075，China)

A mathematical model for uncertainty evaluation of sunset yellow color content determination in biscuit by HPLC was established.By adopting layer modeling evaluation，the total determining uncertainty was evaluated.The uncertainty of external calibration curve was calculated by the least square method.And the result was revised by the recovery ratio.The results showed that the relative standard uncertainty was 0.618mg/kg，and the expand relative standard uncertainty was 1.24mg/kg.

HPLC;uncertainty;sunset yellow

TS207.3

A

1002－0306(2011)06－0414－04

2011－02－23

魏大偉(1983－)，女，本科，研究方向:食品安全。