氣相色譜法測定蜜餞中甜蜜素含量的不確定度評定

摘 要：目的：分析評定氣相色譜法測定蜜餞中甜蜜素含量的測量不確定度。方法：根據(jù)《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059.1—2012）的要求分析不確定度來源，計算不確定度分量，合成標準不確定度并計算擴展不確定度。結(jié)果：在95%置信概率下，蜜餞中甜蜜素含量為0.679 mg·kg-1時，擴展不確定度為

0.033 mg·kg-1，標準曲線擬合過程對合成標準不確定度的貢獻最大，測量重復性次之。結(jié)論：蜜餞中甜蜜素含量的測定應注重氣相色譜儀的維護與檢驗人員技能的訓練，以提升測量結(jié)果的準確性。

關鍵詞：氣相色譜法；蜜餞；甜蜜素；不確定度

Uncertainty Evaluation of Determination of Saccharin Content in Candied Fruits by Gas Chromatography

LI Meiqing

（Shenzhen Academy of Metrology amp; Quality Inspection， Shenzhen 518000， China）

Abstract： Objective： Analyze and evaluate the measurement uncertainty of measuring the content of saccharin in candied fruits using gas chromatography. Method： According to the requirements of JJF 1059.1—2012， analyze the sources of uncertainty， calculate the uncertainty components， synthesize the standard uncertainty， and calculate the extended uncertainty. Result： At a 95% confidence probability， when the content of saccharin in candied fruits is 0.679 mg·kg-1， the extended uncertainty is 0.033 mg·kg-1. The standard curve fitting process contributes the most to the uncertainty of the synthesized standard， followed by measurement repeatability. Conclusion： The determination of saccharin content in candied fruits should pay attention to the maintenance of gas chromatography and the training of inspection personnel’s skills to improve the accuracy of measurement results.

Keywords： gas chromatography; candied fruits; cyclamate; uncertainty

甜蜜素（又稱環(huán)己基氨基磺酸鈉）是一種甜度較高、價格便宜的合成甜味劑，作為國家批準限量使用的食品添加劑，其在蜜餞、糕點、飲料等加工生產(chǎn)中應用廣泛。然而攝入過量的甜蜜素可能對肝臟及神經(jīng)系統(tǒng)造成損害，尤其是對老人、孩子等免疫能力、代謝排毒能力較弱的群體潛在危害更大[1]。蜜餞作為我國民間流傳很廣的糖蜜制水果食品，是小孩最喜歡吃的零食，在市場監(jiān)督部門日常開展的抽檢檢測中，蜜餞也是經(jīng)常檢出甜蜜素的食品種類之一，因此通過不確定度評定等質(zhì)量控制手段提升蜜餞中甜蜜素含量檢測方法與結(jié)果的可信度十分必要[2]。本研究參照《食品安全國家標準 食品中環(huán)己基氨基磺酸鹽的測定》（GB 5009.97—2023）[3]第一法建立了氣相色譜法測定蜜餞中甜蜜素的分析方法，根據(jù)《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059.1—2012）[4]中的要求對測定過程中的不確定度分析評定。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

某品牌包裝蜜餞，購自某超市；環(huán)己基氨基磺酸鈉溶液標準物質(zhì)（以環(huán)己基氨基磺酸計濃度為

10.0 mg·mL-1），北京海岸鴻蒙標準物質(zhì)技術有限責任公司；正庚烷，色譜純，德國Merck公司；硫酸，優(yōu)級純，長沙市岳麓區(qū)精良高純試劑廠；亞硝酸鈉，分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

GC-2010氣相色譜儀（配FID檢測器），日本Shimadzu公司；Quintix313-1CN電子天平（精度0.001 g），德國SARTORIUS公司；Multi Reax多管漩渦混合儀，德國Heidolph公司；TG16M高速冷凍離心機，常州市億能實驗儀器廠；KH-100DB超聲波清洗器，昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司；SHA-B恒溫水浴振蕩器，常州金壇恒豐儀器公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試樣提取

稱取2 g（精確至0.001 g）粉碎混勻的蜜餞試樣于50 mL聚乙烯離心管中，加入超純水至20 mL，置于多管漩渦混合儀上渦旋5 min，再置于超聲清洗機中超聲提取30 min，取出后放置到室溫。

1.2.2 衍生化步驟

將裝有提取液的離心管置于冰浴中10 min，依次加入10 mL正庚烷、5 mL濃度50 g·L-1的亞硝酸鈉溶液、5 mL濃度200 g·L-1的硫酸溶液，搖勻后置于冰浴中反應30 min，期間振搖5次，取出后渦旋3 min，再置于4 ℃的冷凍離心機中在9 000 r·min-1條件下離心3 min，吸取上清液過0.45 μm有機相微孔濾膜，轉(zhuǎn)移入進樣瓶中，供氣相色譜儀測定。

1.2.3 標準溶液配制

標準中間溶液：準確移取3.0 mL環(huán)己基氨基磺酸鈉溶液標準物質(zhì)至25 mL容量瓶中，用超純水定容，配制成環(huán)己基氨基磺酸濃度為1 200 μg·mL-1的標準中間溶液。

標準系列溶液：準確移取0.05 mL、0.10 mL、0.25 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.50 mL、5.00 mL環(huán)己基氨基磺酸標準中間溶液于50 mL聚乙烯離心管中，用超純水稀釋至20 mL，按照1.2.2步驟進行衍生化。標準系列溶液經(jīng)衍生后正庚烷有機相中環(huán)己基氨基磺酸濃度分別相當于6 μg·mL-1、12 μg·mL-1、30 μg·mL-1、60 μg·mL-1、120 μg·mL-1、300 μg·mL-1、600 μg·mL-1。

1.2.4 氣相工作條件

色譜柱：DB-17毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；注入口溫度：230 ℃；柱前壓：105.7 kPa；進樣方式：分流進樣，分流比5∶1；進樣量：1 μL；載氣：高純氮，流速為1.50 mL·min-1；氫氣流速：40 mL·min-1；空氣流速：400 mL·min-1；尾吹氣：高純氮，流速為30 mL·min-1；柱箱升溫程序：柱初溫50 ℃保持3 min，以10 ℃·min-1升至70 ℃保持0.5 min，以30 ℃·min-1升至220 ℃保持3 min；FID檢測器溫度：260 ℃。

1.3 建立數(shù)學模型

（1）

式中：X為蜜餞試樣中甜蜜素（以環(huán)己基氨基磺酸計）含量，g·kg-1；c為供試液中環(huán)己基氨基磺酸的濃度，μg·mL-1；V為加入正庚烷的體積，mL；m為稱樣質(zhì)量，g；f為稀釋倍數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不確定度來源分析

根據(jù)測定過程與數(shù)學模型分析，不確定度來源包括測量重復性、試樣稱量、標準溶液賦值、正庚烷移取體積以及標準曲線擬合引入的不確定度。

2.2 不確定度分量評定

2.2.1 測量重復性引入的相對標準不確定度

對蜜餞試樣中環(huán)己基氨基磺酸含量在期間精密度條件下進行6次重復測定，測量結(jié)果分別為0.662 g·kg-1、0.695 g·kg-1、0.675 g·kg-1、0.678 g·kg-1、0.709 g·kg-1、0.655 g·kg-1，計算得蜜餞試樣中環(huán)己基氨基磺酸含量平均值為0.679 g·kg-1，標準偏差為s為0.020 19 g·kg-1，由此，測量重復性引入的標準不確定度為g·kg-1，則測量重復性引入的相對標準不確定度為。

2.2.2 試樣稱量引入的相對標準不確定度

稱取蜜餞試樣使用Quintix313-1CN電子天平，在檢定證書中查得，該天平的最大允許誤差Δm為0.005 g，假設服從均勻分布，其引入的標準不確定度為g。稱量6次蜜餞試樣的平均質(zhì)量為2.032 g，則試樣稱量引入的相對標準不確定度為。

2.2.3 標準溶液賦值引入的相對標準不確定度

環(huán)己基氨基磺酸鈉溶液標準物質(zhì)編號為GBW（E）100173，由其標物證書可知，以環(huán)己基氨基磺酸計標準值為10.0 mg·mL-1，其相對擴展不確定度為Ub=1%（k=2），則標準溶液賦值引入的相對標準不確定度為。

2.2.4 移取正庚烷體積引入的相對標準不確定度

加入10.0 mL正庚烷使用10 mL單標線吸量管（A級），根據(jù)JJG 196—2006[5]規(guī)定，20 ℃時該玻璃量器的容量允差為±0.020 mL，假設玻璃量器引入的不確定度服從均勻分布，k取，則容量允差引入的標準不確定度為mL；

檢測過程中實驗室溫差為±3 ℃，水膨脹系數(shù)為2.10×10-4 ℃-1，假設溫差引入的不確定度也服從均勻分布，則由溫差引入的標準不確定度為，由此移取正庚烷體積引入的相對標準不確定度為0.001 21。

2.2.5 標準曲線擬合引入的相對標準不確定度

將配制的環(huán)己基氨基磺酸標準系列溶液在1.2.4氣相工作條件下上機測定3次，測得峰面積記錄于表1，以標準系列溶液中環(huán)己基氨基磺酸濃度c為橫坐標，相應測得的平均色譜峰面積f為縱坐標，用最小二乘法擬合線性回歸方程，獲得標準曲線方程為f=1 204.370 8c，相關系數(shù)R2=0.999 4，其中斜率

b=1 204.370 8，截距a=0。環(huán)己基氨基磺酸標準曲線擬合的偏差為，其中n為標準系列溶液測定次數(shù)，n=21，ci為標準系列中各個濃度點環(huán)己基氨基磺酸的濃度值，fi為上述各個濃度點測得的峰面積，由此計算得sR=7 265.610 5。

蜜餞試樣中6次測定的環(huán)己基氨基磺酸含量平均值為0.679 g·kg-1，代入數(shù)學模型中計算得對應標準工作曲線中的環(huán)己基氨基磺酸濃度c為137.972 8 μg·mL-1，標準工作系列中7個校準點環(huán)己基氨基磺酸濃度的平均值為161.142 9 μg·mL-1，，，標準曲線擬合引入的標準不確定度為，其中，P為蜜餞試樣的測定次數(shù)，P=6，代入數(shù)據(jù)后，μg·mL-1，則該過程引入的相對標準不確定度為。

2.3 合成不確定度

蜜餞中甜蜜素含量測定的相對合成不確定度為則標準合成不確定度為mg·kg-1。

2.4 擴展不確定度

在95%置信概率下，包含因子k=2，計算得蜜餞中甜蜜素含量測定的擴展不確定度為mg·kg-1。

2.5 測量不確定度結(jié)果

氣相色譜法測定蜜餞中甜蜜素含量的測量結(jié)果為（0.679±0.033）mg·kg-1，k=2。

3 結(jié)論

通過分析評定氣相色譜法測定蜜餞中甜蜜素含量測量過程中的測量不確定度，可知標準曲線擬合過程對合成標準測量不確定度的貢獻最大，測量重復性次之，環(huán)己基氨基磺酸鈉標準溶液賦值、蜜餞試樣稱量及正庚烷移取體積引入的不確定度對測量結(jié)果的影響較小，可見提高氣相色譜法測定蜜餞中甜蜜素含量準確性和可靠度的關鍵在于儀器的穩(wěn)定性與配制標準溶液配制的規(guī)范性，因此相關計量質(zhì)量檢測機構(gòu)部門等需要加強氣相色譜儀的維護和檢驗人員技能的訓練。

參考文獻

[1]楊濤，殷超.氣相色譜法測定含乳飲料中甜蜜素含量的不確定度評定[J].廣州化工，2019，47（19）：101-103.

[2]王春蓮，彭勇，梅曉春，等.測量不確定度在食品檢驗檢測中的應用[J].中國食品，2021（21）：80-81.

[3]中華人民共和國國家衛(wèi)生健康委員會，國家市場監(jiān)督管理總局.食品安全國家標準 食品中環(huán)己基氨基磺酸鹽的測定：GB 5009.97—2023[S].北京：中國標準出版社，2023.

[4]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1—2012[S].北京：中國質(zhì)檢出版社，2013.

[5]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.常用玻璃量器：JJG 196—2006[S].北京：中國計量出版社，2007.

作者簡介：黎美卿（1991—），女，廣東江門人，本科，助理工程師。研究方向：食品營養(yǎng)成分檢測。