探索高效液相色譜法測定飲料中苯甲酸的不確定度

劉曉霞（臨汾市質量技術監督檢驗測試所，山西 臨汾 041000）

探索高效液相色譜法測定飲料中苯甲酸的不確定度

劉曉霞（臨汾市質量技術監督檢驗測試所，山西 臨汾 041000）

在飲料中加入部分防腐劑，可以抑制微生物生長，防止飲料變質。如今，很多飲料中使用的防腐劑都是苯甲酸。這種化學成分雖然能夠延長飲料的保質期，但是用量過多卻會破壞人體細胞，對人體肝臟產生危害，甚至致癌。本文以JJF1059-2012《測量不確定度評定與表示》以及GB 5009.28-2016《食品中苯甲酸、山梨酸和糖精鈉的測定》為參考依據，對飲料中苯甲酸結果的不確定度評定方法進行闡述與建立，并對其相關不確定度分量進行探討。

飲料；苯甲酸；高效液相色譜法；不確定度

1 實驗部分

以GB 5009.28-2016《食品中苯甲酸、山梨酸和糖精鈉的測定》第一法液相色譜法為參考進行苯甲酸測定。測量儀器：美國waters高效液相色譜儀配有PDA檢測器和自動進樣器。步驟為取飲料樣品約1g，將PH值調整到7，再加水定容到50mL，混勻。取適量上清液過0.22微米的濾膜，待液相色譜測定。將混合標準系列工作溶液分別注入液相色譜中，測定相應的峰面積，以混合標準系列工作溶液的質量濃度為橫坐標，以峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。再將飲料溶液注入液相色譜中，得到峰面積，根據標準曲線得到飲料中苯甲酸質量濃度。再對測定過程中的不確定度進行分析。

2 建立數學模型

在以上公式里，X指的是飲料樣品當中苯甲酸的含量，ρ指由標準曲線得出的飲料待測物的質量濃度，m指的是樣品的質量，V指的是樣品定容總體積。

對于飲料樣品測定的結果的不確定度，除了會受到式子里ρ、m、V三個參數的影響，同時也會受到樣品的均勻性的影響。也因此，在上面的計算公式當中，必須放入修正因子frep。根據計算公式，可以建立這樣一個數學模型

按照上面的數學模型，可以得出這樣的結論：每一個影響因素之間都是獨立的，而且不同參數之間的不確定度，會對x的不確定度產生影響。也就是說，靈敏系數如果為1，那么合成標準不確定度可以采用相對標準不確定度來完成，其公式應該是這樣的

根據上面的式子可以得出飲料樣品的的相對合成標準不確定度計算公式：

3 不確定度來源

根據以上公式和數學模型，可以得出這樣的結論：苯甲酸含量的測試確定性，一般來自于標準曲線、標準物質、儀器元素、樣品峰面積等等。測定過程中產生的每一種差異，都會對于測定結果產生影響，從而產生不確定度。總體來說，可以分為下面幾個部分：

（1）飲料樣品里苯甲酸含量ρ的不確定度

第一，在配置標準工作溶液時形成的不確定度，體現在這幾個方面：1.稱量時形成的不確定度，2.標準物質產生的不確定度，3.標準工作溶液配置過程中，溫度變化所形成的不確定度，4.標準工作溶液配置時，容器校準形成的不確定度。

第二，液峰面積測量時形成的不確定度，主要體現在這幾個方面：1.峰面積測量多次形成的不確定度，2.測量儀器和設備的不穩定性，所產生的不確定度。

第三，飲料稱量m的標準不確定度

其主要包含了兩方面：第一，容量瓶校準的時候，產生的差異。第二，溫度波動產生的影響因素。

（2）飲料樣品溶液定容引入的不確定度

50毫升的容量瓶，所能夠允許的最大誤差是0.05毫升，根據均勻程度來進行分析。它的標準均不確定度、相對標準不確定應該是這樣的（3）儀器測定引入的不確定度

按照儀器和設備的使用說明書，分析積分儀的性能和實際情況。如今用在液相色譜儀峰面積積分處理當中，所能允許的誤差是0.3——0.9%之間。也因此，根據均勻性的分布狀況，儀器測定引入的不確定度應該是這樣的：（4）回收率導致的不確定度

因為飲料在經過處理的時候，其中的苯甲酸會產生損耗，或者被污染，所以采用一種方法來進行加標回收試驗，回收率具體如下所示：

表1： 回收率的情況

一旦n＝3，極差系數C的值為1.69，那么標準不確定度應該是u(Re c)=R/C=0.603%。也因此，相對標準不確定度應該是urel(Re c)=u(Re c)/Re c=0.0063。

（5）合成標準不確定度

因為上面這些參數和式子，僅僅只關系到積和商的數學關系，因此合成標準不確定度應該是

，其值為0.014x。

表2： 每一個分量的標準不確定度

（6）擴展不確定度

這里所說的擴展不確定度，需要由合成年標準不確定度和包含因子相乘，其中K的值為2，置信區間為96%。由此可得：U=ucrel(x)×k=1.456mg/kg×2=2.9mg/kg。也因此，擴展不確定度的值為2.9。

（7）最后測定不確定度的結果

在飲料樣品當中，苯甲酸的含量應該是（103±2）mg/kg，其中k的值取2。

4 結語

在多次對果汁飲料當中的苯甲酸含量進行計算后，得出了試驗標準差，也得出了測試時形成的不確定度分量。此外，還要計算相對合成不確定度，以及苯甲酸含量的擴展不確定度。針對每一種分量的相對不確定度進行對比后，得出了這樣的結論：儀器和標準物質容易影響測定的不確定度。不僅如此，多次試驗、樣品回收率等，都會影響試驗的結果。

所以，需要通過提高飲料的均勻度，增加設備的可靠性，減少人為的誤差等，從而避免產生不確定度，使得測試結果更加合理準確。

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