嬰幼兒乳粉中VC測定的不確定評估

張翠翠，張筠,2，劉術明（.黑龍江東方學院，黑龍江哈爾濱50066；2.東北農業大學，黑龍江哈爾濱5000）

嬰幼兒乳粉中VC測定的不確定評估

張翠翠1，張筠1,2，劉術明3
（1.黑龍江東方學院，黑龍江哈爾濱150066；2.東北農業大學，黑龍江哈爾濱150030）

根據JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》和CNAS-CL07-2011《測量不確定度的要求》中的有關規定，建立熒光分光光度法測定嬰幼兒乳粉中VC含量不確定度的數學模型。對數學模型中各不確定度分量的來源進行分析，并計算了各分量的不確定度及合成標準不確定度，最終給出實驗的擴展不確定度。通過評定，嬰幼兒乳粉中VC含量為（91.8±2.04）mg/100g，k=2，p=95%。，影響測定結果的主要因素是標準溶液的配制、儀器熒光分光光度計、回收率因子及試樣前處理等。

嬰幼兒乳粉；VC；不確定度

測量不確定度是表征合理賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數［1］。可以反映出被測值的合理范圍，并與檢驗結果合格的判定息息相關，因此完整的測量結果表示應該包括測量不確定度［2］。VC又名L-抗壞血酸，是一種水溶性維生素，是膠原質的形成上扮演很重要的角色。廣泛參與機體的多種代謝過程、能夠保持牙齦健康、強壯血管，促進傷口愈合、增強機體免疫系統、抵御流感病毒的侵襲、有效吸收食物中的鐵和鈣等功效，被推薦為預防嬰兒猝死癥（SIDS）物質；而VC缺乏，會導致倦怠、全身乏力、精神抑郁、多疑、虛弱、厭食、營養不良、可能引發嬰兒壞血病等癥狀［3］。

目前測定嬰幼兒食品和乳品中VC的方法為GB 5413.18-2010《食品安全國家標準 嬰幼兒食品和乳品中維生素C的測定》的熒光分光光度法［4］，為了保證VC測定結果的準確性，本實驗依據JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》和CNAS-CL07：2011《測量不確定度的要求》［5］對VC測定過程中影響檢驗結果的各個分量進行了評估，并給出擴展不確定度，可據此提高熒光法測定嬰幼兒乳粉中VC含量的精密度和準確度，為檢測質量的評定和實驗操作的優化提供了理論參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

嬰兒奶粉樣品為市場隨機購買；VC標準品（＞99%）：美國sigma公司；偏磷酸、乙酸（36%）、三水乙酸鈉、硼酸、鄰苯二胺均為分析純；酸性活性炭：天津科密歐化學試劑有限公司；水為GB/T 6682《分析實驗室用水規格和實驗方法》規定的三級水。

1.2儀器與設備

RF-5301PC熒光分光光度計：日本島津公司；ME204E電子天平：梅特勒-托利多儀器有限公司；DHG-9240A電熱鼓風干燥箱：上海一恒科學儀器有限公司。

1.3樣品處理

按照GB 5413.18-2010《食品安全國家標準嬰幼兒食品和乳品中VC的測定》進行。

2　模型建立

2.1數學模型的建立

不確定度的計算，首先要明確被測值計算的數學模型，從而分析其可能的不確定來源。只有當影響被測值不確定度的基本因素都被考慮在內，所得到的各自的相對不確定度值才可以在整個計算中被采納［6］。本試驗中VC質量分數的計算公式為：

式中：X為試樣中Vc的含量，mg/100 g；V為試樣的定容體積，mL；ci為由標準曲線查得第i次試樣測定液中VC的質量濃度，μg/mL；m為試樣的質量，g；f為試樣稀釋倍數。

參考JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》可知，合成標準不確定度：

式中：Uyi為合成標準不確定度；N為標準不確定度分量的個數；uxi為第i項標準不確定度；

2.2不確定度來源分析

從數學模型看出，嬰兒配方粉中VC含量的測量不確定度的來源主要有下面5項要素：

1）測量重復性引入的標準不確定度分量，采用A類評定方法求出；

2）由L-抗壞血酸標準儲備液、中間液及標準溶液配制過程引入的的不確定度，包括移液管、容量瓶自身容差引入的不確定度和實驗環境溫度波動引入的不確定；按B類方法評定；

3）由標準曲線的配制、標準空白配制，實驗室環境變化引入的不確定度，按B類方法評定；

4）樣品空白及樣品前處理引入的標準不確定度，按B類方法評定；

5）儀器的不確定度包括：天平稱量樣品及標準品、熒光分光光度計，引入的不確定度分量，按B類方法評定；

3　不確定度分量的評估

3.1測量重復性uA

按照GB 5413.18-2010《食品安全國家標準 嬰幼兒食品和乳品中VC的測定》的要求，對同一試樣的嬰幼兒配方乳粉中VC含量進行10次重復測量，測量結果見表1。

表1　重復測定結果Table 1　Result of the repeated measurements

通過重復測量樣品進行評定，根據 JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》的規定，該不確定度屬A類評定。所測結果x平均值的標準不確定度采用平均值的標準偏差s（x）表征。計算公式如下：

3.2標準溶液制備uBrel

3.2.1標準儲備液的不確定度分量uB1rel

3.2.1.1標準品引入的不確定度分量uBarel：

根據Vc標準品物質證書可知，其不確定度為1%，采用均勻分布，包含因子，因此其相對標準不確定度為

3.2.1.2標準品稱量引入的不確定度分量uBbrel

用電子天平準確稱取0.050 0 g L-抗壞血酸標準品，所使用天平精密度為0.1 mg，根據天平校準證書表明，其擴展不確定度U=0.000 2 g，包含因子k=2，因此，天平的標準不確定度為：

稱取標準品帶來的相對標準不確定度uBbrel為：

3.2.1.3標準儲備液配置中容量瓶引入的標準不確定度分量uBcrel

配制標準儲備液采用的容量瓶在20℃時的體積為50 mL，按照JJG 196-2006《常用玻璃量具檢定規程》［7］的要求，經查詢，50 mL容量瓶的允差為±0.05 mL，區間半寬度a1=0.05 mL。歐洲分析化學中心認為服從三角分布，包含因子。其標準不確定度uBc為：

3.2.1.4溫度系數引入的不確定度評定uBdrel

配制標準儲備液中采用的容量瓶已在20℃時校準，而實驗室的溫度控制在（20±5）℃。由溫度波動引起的不確定度可通過估算溫度范圍和體積膨脹系數進行計算，液體的膨脹系數遠高于玻璃的膨脹系數，所以玻璃的膨脹系數可忽略［8］。標準工作液是用水稀釋配制，水的體積膨脹系數為2.1×10-4℃-1，產生的體積變化為：

則區間半寬度a2=0.052 5 mL，設為均勻分布，包含因子。其標準不確定度uBdrel為：

因此，由標準物質本身、天平、玻璃器具校準和溫度變化的不確定度分量合成標準儲備液的相對標準不確定度為：

3.2.2標準中間液的不確定度uB2

3.2.2.1標準中間液配制使用的玻璃器具引入的不確定度uBerel

計算方法同3.2.1.3，因此由玻璃量具校準引入的不確定度計算結果見表2。

表2　玻璃量具校準引入的不確定度Table 2　Uncertainties for measuring glasses calibration

3.2.2.2標準中間液配制過程溫度變化引入的不確定度uBfrel

計算方法同3.2.1.4，因此有溫度變化引入的不確定度計算結果見表3。

因此，標準中間液的合成標準不確定度為：

表3 溫度變化引入的不確定度Table 3　Uncertainties for temperature change

3.2.3標準溶液的不確定度uB3

3.2.3.1標準溶液配制使用的玻璃器具引入的不確定度uBgrel

計算方法同3.2.1.3，因此由玻璃量具校準引入的不確定度計算結果見表4。

表4　玻璃量具校準引入的不確定度Table 4　Uncertainties for measuring glasses calibration

3.2.3.2標準溶液配制過程溫度變化引入的不確定度uBhrel

計算方法同3.2.1.4，因此有溫度變化引入的不確定度計算結果見表5。

表5 溫度變化引入的不確定度Table 5　Uncertainties for temperature change

因此，標準溶液的合成標準不確定度為：

3.2.4標準工作曲線的不確定度uB4rel

本試驗所配制不同濃度的標準工作液均使用2.0 mL的分度吸管，吸取溶液量見表6。

表6標準曲線配制Table 6　Standard solution preparation

3.2.4.1濃度為0.5μg/mL的相對標準不確定度uB4-1為

計算方法同3.2.1.3，因此由玻璃量具校準引入的不確定度計算結果見表7。

表7　玻璃量具校準引入的不確定度Table 7　Uncertainties for measuring glasses calibration

計算方法同3.2.1.4，因此由溫度變化引入的不確定度計算結果見表8。

表8　溫度變化引入的不確定度Table 8　Uncertainties for temperature change

3.2.4.2 濃度1.0 μg/mL 標準工作液的相對不確定度uB4-2

計算方法同3.2.4.1 得出

濃度為0.5 μg/mL的相對標準不確定度uB4-1為

3.2.4.3濃度1.5 μg/mL標準工作液的相對不確定度uB4-3

計算方法同3.2.4.1得出

3.2.4.4濃度2.0 μg/mL標準工作液的相對不確定度uB4-4

因此標準工作液的合成標準不確定度uB4為：

3.2.5標準溶液的空白溶液的相對標準不確定度uB5

計算方法同3.2.3。

uB5rel=uB3rel=0.226%

因此，標準溶液整個制備過程的合成不確定度uBrel

3.3樣品前處理過程引入的相對標準不確定度uCrel

3.3.1樣品稱量引入的相對不確定度uC1rel

經查詢，電子天平校準證書表明其擴展不確定度U=0.000 2 g，包含因子k=2。因此，天平的線性不確定度為：

稱取樣品帶來的相對標準不確定度uC1rel為：

3.3.2樣品處理過程中玻璃量具校準引起的不確定度uC2rel

試樣首先溶解定容至100 mL容量瓶，再經處理后吸取5.0 mL置于 25 mL容量瓶中，按照JJG 196—2006《常用玻璃量具檢定規程》的要求，經查詢有應最大允差。均服從三角分布處理，包含因子計算不確定度分量，玻璃量具校準的不確定度計算結果見表9。

表9　玻璃量具校準引入的不確定度Table 9　Uncertainties for measuring glasses calibration

3.3.3樣品處理過程中溫度變化引入的不確定度

計算方法同3.2.1.4，因此有溫度變化引入的不確定度計算結果見表10。uC3rel

表10 溫度變化引入的不確定度Table 10　Uncertaintiesfor temperature change

3.3.4樣品溶液的空白溶液的標準不確定度uC4rel

計算方法同3.3.2和3.3.3。

因此，樣品整體前處理過程中的合成標準不確定度uCrel

3.4回收率因子的不確定度uDrel

樣品在處理過程中，會因為時間、溫度、光照等外部環境因素及進樣檢測儀器誤差等原因產生損失。本研究對樣品進行了高、中、低3個級別的標準品添加，每個樣品平行測定3次，根據得到的結果進行計算，回收率結果見表11。

表11　回收率結果統計Table 11　Results obtained for determination recovery rates

不確定度按A類進行評定，n=9，標準不確定度uDrel

3.5熒光分光光度計引入的不確定度uErel

經查閱熒光分光光度計校準證書表明，其標準不確定度uErel=0.48%，包含因子k=2。

3.6合成標準不確定度

試驗過程中影響檢驗結果的各個因素引入的相對標準不確定度見表11，綜合各分量可得到合成標準不確定度，則嬰幼兒食品和乳粉中VC含量測定的不確定度ucrel為：

表11　乳粉中VC含量測定的相對標準不確定度來源匯總表Table 11　List of relative standard uncertainties for VCdetermination formula milk powder

3.7擴展不確定度

參考JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》可知，用包含因子k乘以合成標準不確定度ucrel所給出的結果成為擴展不確定度U，在95%置信水平下，包含因子k=2，因此，擴展不確定度U為Urel=k×ucrel=2×1.11%=2.22%

3.8結果表示

由十次測量結果平均值給出X=91.8 mg/100 g，因此該嬰幼兒乳粉中VC的含量為：（91.8±2.04）mg/100 g，提供k=2的包含概率（P=95%）。

4　結論

通過對乳粉中VC含量測定不確定度各分量的評價，可見測定過程中對不確定度影響最大的是標準溶液配制過程、熒光分光光度計檢測設備、回收率因子及樣品前處理過程，整個試驗過程涉及多次玻璃器具的使用，應嚴格移液操作，從而提高檢驗的精密度和準確度，今后應在這幾方面加以改進，以進一步提高檢測質量。嬰幼兒奶粉中VC的含量測定結果為：（91.8±2.04）mg/100 g，k＝2，p＝95%。

［1］中國國家標準化管理委員會.GB/Z22553-2010利用重復性、再現性和正確度的估計值評估測量不確定度的指南》［S］.北京：中國標準出版社，2010：3

［2］全國法制計量管理計量技術委員會.JJF1059.1-2012測量不確定度評定與表示［S］.北京：中國標準出版社，2012：13

［3］曾翔云.Vc的生理功能與膳食保障 ［J］.中國食物與營養，2005（4）：52-54

［4］國家標準化管理委員會.GB5413.18-2010嬰幼兒食品和乳品中Vc的測定［S］.北京：中國標準出版社，2010

［5］中國合格評定國家認可委員會.CNAS-CL07：2011測量不確定度的要求［S］.北京：中國標準出版社，2011：4-7

［6］張燕，霍勝楠，胡明燕，等.嬰幼兒乳粉中泛酸測定的不確定度研究［J］.食品研究與開發，2014，9（35）：92-95

［7］河南省計量科學研究院.JJG 196-2006常用玻璃量具檢定規程［S］.北京：中國計量出版社，2006：8

［8］龔劍，占永革.標準溶液稀釋不確定度評定［J］.實驗技術與管理，2011，28（25）：52-54

Uncertainty Assessment for Vitamin C Determination in Infant Formula

ZHANG Cui-cui1，ZHANG Yun1，2，LIU Shu-ming3
（1.East University of Heilongjiang，Harbin 150066，Heilongjiang，China，2.Northeast Agricultural University，Harbin 150030，Heilongjiang，China）

According to the relevant regulations of JJF1059.1-2012Evaluation and Expression of Uncertainty in Measurement and CNAS-CL07-2011Requirement for Measurement Uncertainty，a mathematical model was established of fluorescence spectrophotometry infant milk powder vitamin C content measurement uncertainty evaluation.Factors contributing to the uncertainty were analyzed，calculate of each component of uncertainty and combined standard uncertainty，the final test results to expanded uncertainty.Through assessment，the content of vitamin C in infant milk powder was（91.8±2.04）mg/100g，k=2，p=95%.The major sources of uncertainty affecting determination results were preparation of standard solutions，sample pre-treatment and instrument fluorescence spectrophotometer.

infant formula；vitamin C；uncertainty

2015-09-02

張翠翠（1991—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品工程。