液相色譜法測定果汁飲料中甜蜜素的不確定度評定

裴波 何殷萍 歐敏先

綿陽市食品藥品檢驗所 四川綿陽 621000

環己基氨基磺酸鈉，俗稱甜蜜素。它是食品生產中常用的一種人工合成的無營養性食品甜味劑。甜蜜素的甜味純正，甜度是蔗糖的30～40倍，由于甜度高、價格低廉等優勢，曾被多國廣泛使用[1]。甜蜜素因長期存在是否具有致癌性的爭議，美國、日本等國家已不允許在食品中添加甜蜜素[2]。在我國，甜蜜素仍普遍使用于食品加工行業，并且在GB 2760-2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》中對甜蜜素的使用范圍和最大使用量都有明確規定，其中果汁飲料中甜蜜素（以環己基氨基磺酸計）的最大使用量為0.65g/kg[3]。

目前，在國家標準GB 5009.97-2016《食品安全國家標準 食品中環己基氨基磺酸鈉的測定》中[4]，液相色譜法測定甜蜜素操作較繁瑣，引起測定結果不確定度因素較多，根據我國國家質量技術監督局頒布的國家計量技術規范《JJF1059-1999測量不確定度評定與表示》[5]和國際ISO出版的“測量不確定度表示導則”。本文對液相色譜法測定果汁飲料中甜蜜素含量的不確定度來源進行分析。

1 實驗

本文采用GB 5009.97-2016《食品安全國家標準 食品中環己基氨基磺酸鈉的測定》標準中第二法——高效液相色譜法進行測定。

1.1 實驗儀器及試劑

1.1.1 儀器

高效液相色譜（LC-20AT 島津），配有紫外檢測器或二極管陣列檢測器；分析天平（JJ500 常熟市雙杰測試儀器廠）。

1.1.2 試劑

環己基氨基磺酸鈉（純度≥99%）；正庚烷（色譜純）；乙腈（色譜純）；硫酸（分析純）；次氯酸鈉（分析純）；碳酸氫鈉（分析純）；水為GB/T 6682規定的一級水。

1.2 色譜條件

色譜柱：C18柱，5μm，4.6mm×250mm；

流動相：乙腈+水（70+30）；

流速：1mL/min；

進樣量：10μL；

柱溫：40℃；

檢測器：二極管陣列檢測器；

檢測波長：314nm。

1.3 樣品處理

稱取果汁飲料25.0g，用水定容至50mL備用。準確移取10.00mL備用液，加入2.00mL硫酸（1+1）溶液，5.00mL正庚烷和1.00mL次氯酸鈉溶液，劇烈振蕩1min，靜置分層，除去水層后在正庚烷層中加入25.00mL碳酸氫鈉（50g.L-1）溶液，振蕩1min，靜置取上層有機相，并經0.45μm微孔有機相濾膜過濾，上機測定[1]。

1.4 標準曲線

分別移取1.00mg/mL環己基氨基磺酸鈉標準溶液0.50 mL，1.00 mL，2.50 mL，5.00 mL，10.00mL 至 50mL 容量瓶中，用水定容。移取10.00mL環己基氨基磺酸鈉標準系列工作液，加入2.00mL硫酸（1+1）溶液，然后同1.3進行處理。

2 數學模型

2.1 數據采集計算轉化過程

（1）以標準工作溶液的濃度為橫坐標，以環己基氨基磺酸鈉衍生物N，N-二氯環己胺峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。利用校準直線回歸方程計算樣品中甜蜜素的含量。回歸方程表示如下：

式中：

y——環己基氨基磺酸鈉衍生物N，N-二氯環己胺峰面積；

a——回歸方程的截距；

b——回歸方程的斜率；

x——目標組分的濃度，單位μg.ml-1。

（2）利用式2計算樣品中甜蜜素的含量。

式中：

X——試樣中環己基氨基磺酸鈉的含量，單位為克每千克（g.kg-1）；

C——由標準曲線計算出試樣定容溶液中環己基氨基磺酸鈉的濃度，單位為微克每毫升（μg.mL-1）；

V——試樣的最后定容體積，單位為毫升（mL）；

m——試樣的質量，單位為克（g）；

1000——由μg.g-1換算成g.kg-1的換算因子。

不確定度分量分析及評定

2.2.1 樣品前處理的測量不確定度urel

2.2.1.1 分析天平的測量不確定度urel1

(1)分析天平示值誤差引入的測量不確定度urel1-1

校準證書給出分析天平的允許誤差限為0.05g，用均勻分布計算，包含因子為√3。每個樣品，使用電子天平稱量的次數為4次，稱量過程都是相互獨立的，因而稱量過程的合成標準不確定度公式：

(n為不確定度分量的個數)計算。

相 對 不 確 定 度 uare1l-1= u1/m×100=0.228%。（ 質 量m=25.00g）

（2）分析天平的偏載誤差引入的測量不確定度urel1-2

校準證書給出天平偏載允許誤差限為0.1g，按2.2.1中（1）中的計算方式進行處理。每個樣品，使用電子天平稱量的次數為4次，計算得到：

相對不確定度ure1l-2= u2/m×100=0.440%。

（3）分析天平重復性引入的測量不確定度urel1-3

校準證書給出天平偏載允許誤差限為0.15g，按2.2.1中（1）中的計算方式進行處理。每個樣品，使用電子天平稱量的次數為4次，計算得到：

相對不確定度urel1-3=u3/m×100=1.360%。

（4）分析天平的合成標準不確定度

2.2.1.2 使用的容量瓶引入的測量不確定度urel2

按照JJG196《常用玻璃量器檢定規程》中的要求，容量為50mL的A級單標線容量瓶的最大示值允許誤差為0.05mL，每個樣品，共使用兩次。按2.2.1中（1）進行處理：

2.2.1.3 使用的移液管引入的測量不確定度urel3

按照JJG196《常用玻璃量器檢定規程》中的要求及處理過程1.3產生的不確定度分量見表1：

表1 樣品處理過程移液管產生的不確定度

綜上可知，分析天平、容量瓶及移液管3個不確定度分量是相互獨立的，因而樣品前處理的合成標準不確定度用公式（3）進行計算：

2.2.2 標準曲線配制的不確定度u′rel

根據1.4標準溶液配制所產生的不確定度。

（1）標準使用液的測量不確定度u′rel1

標準使用液使用容量瓶引入的測量不確定度u′rel1-1

單個50mL容量瓶的測量不確定度見2.2.1.2評定的結果，urel2=0.057%。由于配制標準曲線使用的5個容量瓶是相互獨立的，所以其合成不確定度：

標準使用液使用的移液管引入的測量不確定度u′rel1-2

按照JJG196《常用玻璃量器檢定規程》中的要求及標準曲線配制所產生的不確定度分量見表2：

標準使用液的測量合成標準不確定度：

表2 標準曲線配制中移液管所產生的不確定度

（2）標準物質的測量不確定度u′rel2

檢測中使用了國家質量監督檢驗檢疫總局發布的食品甜味劑環己基氨基磺酸鈉溶液標準物質，證書號GBW(E)100173，含量為10.00mg/mL，相對擴展不確定度為Ur=1%（k=2）。則標準物質的測量不確定度：

（3）配制1.00mg/mL儲備液的測量不確定度u′rel3

標準物質溶液被稀釋成1.00mg/L儲備液，用于制作標準曲線，引入了1mLA級單標線移液管不確定度和10mLA級容量瓶不確定度。根據JJG196《常用玻璃量器檢定規程》中的要求得：

1mLA級單標線移液管的不確定度：

10mLA級容量瓶得不確定度：

配制1.00mg/mL儲備液的測量的合成標準不確定度：

（4）標準直線的測量不確定度u′rel4

3 結論

通過分析影響測量不確定度的各分量發現，影響液相色譜法檢測果汁飲料中甜蜜素的不確定度主要是樣品處理及校準。因此，在測量樣品過程中要嚴格控制實驗條件，嚴格按照規定操作，并且高度重視校準線型及校準的控制，確保檢驗結果的可靠[2]。