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，劉 明，田棟偉，尤小龍，張 健

（貴州茅臺酒廠（集團）習酒有限責任公司，貴州習水 564622）

鄰苯二甲酸酯類目前作為應用于塑料工業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育，加之我國白酒行業曾因“塑化劑”這一安全事件，致使消費者引發內心的極大恐慌和高度關注[1-5]，因此，我國有關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，并規定相關限量標準且加強對此類塑化劑的監督檢測管理[3]。《General requirements for the competence of testing and calibration laboratories》（ISO/IEC 17025:2017）中相關規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，還應考慮實驗室相關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，隨著檢測技術手段的發展，越來越多的研究文獻將檢測技術應用于多種食品基質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果的準確度和可信程度[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容鮮有研究[13-15]。本研究結合最新國標檢測方法，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，并根據不確定度評定的相關規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確性和可靠度，為達到醬香型白酒的質量安全控制和日常評定實驗檢測結果的質量提供參考和科學依據。

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）習酒有限責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）標準品（純度99.4%，德國Dr.Ehrenstorfer公司）；正己烷（色譜純，美國TEDIA公司）。

儀器設備：5975C—7890A GC-MS聯用儀，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，外標法定量。

1.2.2 GC-MS儀器參數

依據GB 5009.271—2016[18]，對GC-MS儀器參數進行設置并優化。

1.2.3 數學模型

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—表示標準工作曲線中求得的DBP質量濃度，μg/mL；

C0—表示標準工作曲線中得到的空白中DBP質量濃度，μg/mL；

V—表示試樣容積提取最終定容體積，mL；

m—表示試樣稱取的質量，g；

1000—表示單位換算系數。

2 結果與分析

2.1 不確定度來源分析

依上述數學模型，對GC-MS法分析白酒中DBP影響測量結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 配制標準儲備液引起的不確定度u（1）

2.2.1.1 標準物質引入的不確定度u（1a）

參考文獻[12-14]，準確稱取0.0559 g DBP標準品，加入正己烷溶解后轉移至50 mL容量瓶并定容至刻度（1.10 mg/mL），查其標準物質證書可知，DBP標準品的純度及純度誤差分別為99.4 %和±0.7 %，假設按均勻分布，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）

依玻璃量器的相關規定可知[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 配制標準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標準儲備液于50 mL容量瓶中，用正己烷定容至刻度以配制成質量濃度為11.00 μg/mL標準中間液。

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程》的相關要求[20]，1 mL A級移液管的容量允差為±0.008 mL，假設按均勻分布，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 配制標準工作液引入的不確定度u（3）

分別取11.00 μg/mL的標準中間液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的標準工作系列溶液。

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，10 mL A級容量瓶容量允差為±0.020 mL，假設按矩形分布，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 標準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標準工作系列溶液，并且每個質量濃度平行測定3次，測定結果見表1，并對響應值-質量濃度值進行最小二乘法擬合，得到方程Yi=aCi+b。同時取一陽性基質樣品，對被測物質量濃度C0進行5次重復測定，其結果見表2。

則標準工作曲線擬合產生相對標準不確定度按公式（1）—（5）計算可得。

表1 標準工作曲線數據

表2 陽性基質樣品測定結果

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

因此，由標準工作曲線產生的相對標準不確定度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）

稱取樣品質量m為4.600 g，根據電子天平檢定證書，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移液器準確吸取2 mL正己烷（V）提取液，參考JJG 646—2006《移液器檢定規程》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%，假設按均勻分布，其不確定度為u(5ba)=若測量重復性為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 測量重復性引入的不確定度u（6）

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

2.2.7 回收率引入的不確定度u（7）

測量加標回收率結果如表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、標準偏差S(R)的結果分別代入公式計算可得。

表3 白酒中DBP含量的測定結果

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準偏差查其證書提供的不確定度為±1 %，假設為矩形分布，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 擴展不確定度及結果表示

依據評估測量不確定度的相關規定要求[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果表示為X=（0.12±0.02）mg/kg。

3 討論

結合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準工作溶液配制及標準工作曲線擬合、實驗前處理過程、重復性試驗等因素進行綜合考慮。評定可知，檢測結果過程中主要的不確定度來源為標準工作液及標準中間液的配制過程、標準曲線擬合。故在后續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準溶液的配制次數，同時，采取增加標準曲線工作溶液濃度梯度，并保持儀器性能穩定良好和定期開展對標準溶液和儀器的校準或檢定活動，同時，不斷加強實驗員的操作技能和制定嚴格的作業指導書等途徑，以達到降低實驗室檢測過程中引起的不確定度，從而實現提高實驗室檢驗檢測結果的可信程度并滿足CNAS實驗室的相關實驗操作要求。