液相色譜法測定食品中合成著色劑莧菜紅、胭脂紅結果的不確定度評定

□ 張 楊 陳銀海 陳 婉 汕頭市疾病預防控制中心

人工合成著色劑是以煤焦油為原料制成，因成本低且色澤鮮艷，被人們廣泛使用。許多人工合成著色劑除本身或其代謝產物具有毒性外，在生產過程中還可能混進其他有害物質。因此食品中合成著色劑是食品安全的重點監測指標。測量不確定度是評定檢測結果的可靠性和準確性的重要依據。本文依據《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059.1—2012）用高效液相色譜法對食品中胭脂紅、莧菜紅不確定度進行分析評定，確定了分析結果的報告值[1]。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

Agilent 1260高效液相色譜儀，配DAD檢測器和OpenLAB工作站，安捷倫科技有限公司；AE 100電子分析天平，0.1 mg，瑞士梅特勒；GBW（E）100002 a莧菜紅標準溶液，GBW（E）100004 a胭脂紅標準溶液，濃度均為500 mg/L，由國家標準物質研究中心提供。

1.1.2 標準系列配制

由各標準溶液配成最高濃度的混合標準溶液，再逐步稀釋成標準系列的每一個濃度點，配成濃度點為3.13 mg/L、6.25 mg/L、12.5 mg/L、25.0 mg/L和50.0mg/L的莧菜紅、胭脂紅標準系列溶液。

1.2 樣品分析方法

依據《食品安全國家標準食品中合成著色劑的測定》（GB/T 5009.35—2016）[2]，稱取樣品10.0 g經提取后定容至10.00 mL，經0.45μm濾膜過濾，與標準曲線在相同條件下高效液相色譜儀進行測定。

1.3 數學模型

1.3.1 樣品中莧菜紅、胭脂紅的含量

式中：X－樣品中莧菜紅、胭脂紅的含量，mg/kg；C—樣品溶液中莧菜紅、胭脂紅的濃度，mg/L；V－樣品定容體積，mL；m－樣品的稱樣量，g。

1.3.2 相對標準不確定度

2 不確定度分量的主要來源

由測定過程及數學模型可知，食品中人工合成色素莧菜紅，胭脂紅測量結果不確定度來源主要有：①由標準儲備液配制成5種質量濃度標準溶液時產生的不確定度；②由標準曲線求濃度C時產生的不確定度；③稱量樣品引入的不確定度；④樣品定容體積引入的不確定度。

3 不確定度分量的評定

3.1 由標準曲線得出試樣中胭脂紅、莧菜紅濃度C的不確定度

3.1.1 配制標準溶液引入的標準不確定度u(C)

3.1.1.1 由標準溶液原液引起的不確定度u′(c0)

測量所用的莧菜紅500 mg/L±1%，胭脂紅500 mg/L±1%（其中±1%為u(Cs)）。按正態分布處理k=3，則

3.1.1.2 由移液管示值允差引起的不確定度u′(v0)

①A級5 mL單標線移液管示值允差 為±0.020 mL，1.15×10-2。重復性讀數誤差為±0.01 mL，按均勻分布屬B類，取k=，。20℃時水的體積膨脹系數為2.1×10-4/℃，玻璃的膨脹系數為1.5×10-5/℃。在實驗中，實驗水溫T=25℃，在95%置信概率下的正態分布取k=2，則

②A級25 mL單標線移液管示值允差±0.030 mL，按均勻分布屬B類，取k=，計算方法同上。

③A級50 mL單標線容量瓶，示值允差±0.050 mL，取k=，計算方法同上。

在標準溶液配制過程中引入的合成不確定度為：

表1是被測組分標準系列的2次測定結果，對數據進行擬合得：

表1 被測組分標準系列分量峰面積測定結果

Y(莧)=24.361 82X+0.177 868，r=1.000 00，斜率b=24.361 82

根據標準系列濃度-峰面積擬合直線求得殘差Y i的標準偏差S（Y i）

因此根據《化學分析不確定度分量評估指南》[3]，標準曲線擬合引入的不確定度u2(C)為：

其中：p-測試樣品溶液的次數；n-測試標準溶液的次數；b-標準曲線的斜率；C0-樣品溶液的濃度C平均值。

樣品溶液重復測試結果見表2

表2 樣品溶液的重復測試濃度（n=4）

將C的2個標準不確定度分量合成得：

3.1.2 重復測試實驗（隨機）變化引入的不確定度

樣品4次重復測定的峰面積見表3。

表3 樣品重復測試（n=4）的峰面積

由樣品4次重復測定產生的不確定度uAX為：

由3.1.1～3.1.2合成試樣中胭脂紅，莧菜紅濃度C相對不確定度：

3.2 樣品定容體積V的標準不確定度u(V)

10 mL單標線容量瓶示值允差±0.02 mL，取k=3，計算方法同上相似，得相對不確定度

3.3 樣品質量m的標準不確定度

稱取樣品10.0 g，根據電子天平檢定合格證書，電子天平的最大允差±0.5 mg，屬 正 態 分 布，所 以

4 合成相對標準不確定度

根據數學模型和表2的計算，樣品測定的標準不確定度：

5 擴展不確定度U

在95%置信概率下，k=2，則U=k×ux

6 測量結果不確定度報告

用高效液相色譜法測定食品中人工合成色素，在3.13～50.0 mg/L范圍內，測得莧菜紅含量：9.96 mg/kg，擴展不確定度：0.073 2 mg/kg，則X莧=（9.96±0.073 2）mg/kg，k=2

胭脂紅含量：9.96 mg/kg，擴展不確定度：0.076 2 mg/kg，則X胭=（9.96±0.076 2）mg/kg，k=2.

7 結論

本文以胭脂紅、莧菜紅為例，分析了高效液相色譜法測定食品中人工合成色素中胭脂紅、莧菜紅的不確定度評定。標準系列產生的不確定度對測量不確定度影響最大。在標準系列引起的不確定度中，標準溶液本身的準確性對不確定度貢獻最大[4-5]。在進行合格評定時，應在檢測值加上不確定度，不超過限量要求時，方可判為合格。