氣相色譜法測定菜籽油中溶劑殘留的 不確定度評定

◎ 楊 梅，王 欣，張居舟

（安徽省食品藥品檢驗研究院食品檢驗所，安徽 合肥 230051）

菜籽是我國的主要油料之一，其特有的香味和滋味受到人們的喜愛，尤其是湖南、四川等地區的居民。菜籽油已成為我國城鄉居民膳食用油的主要品種之一[1-2]。

食用菜籽油一般有兩種生產工藝，壓榨法和浸出法。壓榨法是指用機械壓榨的方式從油料中榨取出油，浸出法則是采用萃取原理，用食品級6 號溶劑作為萃取劑，從油料中抽提出油脂[3]。雖然浸出法在生產過程中加入了脫除萃取劑流程，但仍可能有部分溶劑殘留，帶來了一定的風險。食用植物油中殘留的有毒物質主要是苯類化合物，有關研究表明，芳香烴化合物會引起淋巴細胞亞群數量和功能上的失調，導致免疫異常，呼吸中樞麻痹，長期食用含有溶劑的油脂損害人體健康[4]。同時溶劑殘留量作為一個重要的質量指標出現在《菜籽油》（GB/T 1536—2004）國家標準中，可見國家對食用油溶劑殘留的關注。

測量不確定度是表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數。其數值的大小反映了測量方法的可靠性，不確定度越小，說明方法越可靠，越接近真實值[5]。本文依據《測量不確定度評定與表示》[6]和《化學分析測量不確定度評定》[7]，對菜籽油中溶劑殘留量的不確定度進行評定，為氣相色譜法測定菜籽油中的溶劑殘留提供科學、完整的數據參考。

1 材料和方法

1.1 試劑和設備

6 號溶劑（10 mg·mL-1），由國家糧食局科學研究院提供。

GC2010PLUS 氣相色譜儀（日本島津公司）、移液器（美國GILSON 公司）、XS4002S 型電子天平（瑞士梅特勒公司）。

其余試劑、材料和設備參見《食品安全國家標準 食品中溶劑殘留量的測定》（GB 5009.262—2016）的要求。

1.2 樣品前處理方法

按照GB 5009.262—2016 的分析方法進行：稱量5.0 g（精確到0.01 g）基體植物油6 份于20 mL 頂空進樣瓶中。向每份基體植物油中迅速加入5 μL 正庚烷標準工作液作為內標（即內標含量68 mg·kg-1），用手輕微搖勻。

1.3 氣相色譜條件

1.3.1 頂空進樣條件

平衡時間：30 min；平衡溫度：60 ℃；振蕩器轉速：250 r·min-1；進樣體積：500 μL。

1.3.2 氣相色譜條件

色譜柱：HP-5（30.0 m×0.25 mm×0.25 μm）；柱溫度程序：50 ℃保持3 min，以1 ℃·min-1升至55 ℃保持3 min，30 ℃·min-1升至220 ℃保持3 min。進樣口溫度：250 ℃；檢測器FID 溫度：300 ℃；進樣模式：分流模式；分流比：100 ∶1；載氣氮氣流速：1 mL·min-1；氫氣流量：25 mL·min-1；空氣流量：300 mL·min-1。

1.4 數學模型的建立

按照GB 5009.262—2016的測定方法及結果計算，待測物的含量按式（1）計算。

式（1）中：X為試樣中待測組分的含量，單位為mg·kg-1；ρ為標準曲線得到的試樣中溶劑殘留的含量，單位為mg·kg-1。

考慮到實驗過程中各種隨機因素對測量結果的影響，在測量模型中引入重復性系數frep，建立油樣品中溶劑殘留量的不確定度測量模型如式（2）。

2 結果與分析

2.1 不確定度的來源分析

根據本實驗的測定過程，對菜籽油中溶劑殘留的測定結果有影響的各種不確定度的分量進行分析，具體引入的不確定度來源因果如圖1 所示。

圖1 溶劑殘留量不確定度來源圖

由圖1 可知，影響測定結果不確定度urel(X)的主要因素有：稱量樣品引入的不確定度urel(m)、待測物濃度引入的不確定度urel(C)、整個實驗重復性的不確定度urel(frep)以及回收率產生的不確定度urel(R)。

2.2 測量不確定度評定

2.2.1 稱量樣品引入的不確定度urel(m)

天平引入的不確定度屬B 類不確定度，主要由稱量時天平的最大允許誤差構成。稱取5.0 g（精確到0.01 g）菜籽油樣品，天平校準證書說明最大允許誤差為±0.01 g，按均勻分布考慮，其不確定度u(m)=0.01 g/=0.005 8 g，相對標準不確定度為：urel(m)=u(m)/m=0.005 8 g/5.0 g=0.001 2。

2.2.2 校準過程引入的不確定度urel(C)

校準過程產生的不確定度具體包括標準物質引入、標準系列溶液配制和由標準曲線擬合所產生的不確定度3 個部分。

（1）標準物質引入的不確定度urel(C1)。6 號溶劑標準儲備液購于國家糧食局科學研究院，由標準證書可知，濃度為10.0 mg·mL-1（n=10），標準偏差為0.5 mg·mL-1。則6 號溶劑標準溶液標準不確定度為u(C1)=0.5/=0.158 1 mg·mL-1；相 對 不 確 定 度urel(C1)=0.015 8。

（2）標準系列溶液配制過程引入的不確定度urel(C2)。用10 μL、50 μL、100 μL 移液器迅速加入0 μL、5 μL、10 μL、25 μL、50 μL 和100 μL 的6 號溶劑標準品于5 g 空白植物油基質溶液中，加蓋密封。得到濃度分別為0 mg·kg-1、10 mg·kg-1、20 mg·kg-1、50 mg·kg-1、100 mg·kg-1和200 mg·kg-1的基體植物油標準溶液。移液器的誤差參考JJG 646—2006[8]的要求，按A 類評定，如表1 所示。

表1 標準系列溶液配制過程引入的不確定度表

則標準系列溶液配制過程引入的相對標準不確定度為

（3）標準曲線擬合產生的不確定度urel(C3)。配制6種標準溶液濃度，分別重復進樣3次，以峰面積（Ai）為縱坐標，標準溶液濃度（Ci）為橫坐標，采用最小二乘法擬合而成的線性回歸方程為Ai=aCi+b，測定數據如下表2 所示。

表2 標準曲線的測量結果表

取菜籽油樣品進行2 次重復測定，結果分別為8.922 mg·kg-1、8.533 mg·kg-1，平 均 值8.728 mg·kg-1。C0=8.728/68=0.128 4。則由標準曲線擬合產生的不確定度按（3）式計算：

其中

其中：SR-標準溶液待測物與內標峰面積比殘差的標準差；Ai-標準溶液各點的待測物的峰面積和內標峰面積的比值；Ci-標準溶液各點濃度與內標濃度的比值；a-擬合直線的斜率；b-擬合直線的截距；n-標準溶液測定次數，本實驗室中n=6×3=18 次；p-菜籽油樣品測定次數，本實驗中p=2；C0-由線性方程求得的樣品溶液中待測物與內標濃度比值；-標準溶液各點濃度與內標濃度的比值的平均質量濃度。

則相對標準不確定度urel(C3)=u(C3)/C0，結果見表3。

表3 曲線擬合引入的不確定度相關量表

2.2.3 重復性引入的不確定度urel(frep)

稱取菜籽油樣品，平行測定6 次，數據見表4。重復測定的含量平均值=8.656 mg·kg-1，標準偏差S()=0.260 03，不確定度則由重復性引起的相對不確定度

表4 菜籽油中溶劑殘留測定結果表

2.2.4 回收率引入的不確定度urel(R)

回收率引入的不確定度按A 類評定，選取空白菜籽油樣品，添加濃度水平10.0 mg·kg-1的6 號溶劑標準工作液，平行測定6 次，結果見表5。

表5 菜籽油中添加6 號溶劑的標準回收率結果表

平均回收率=98.6，標準偏差S(R)=3.722 1，

2.3 合成不確定度和擴展不確定度

溶劑殘留的相對不確定度分量見表6。不考慮各不確定度的相關性，菜籽油中溶劑殘留的合成不確定度為：

依據《化學分析中不確定度的評估指南》（CNAS-GL006-2018）， 在95% 置 信 區 間， 對 于大多數測量選擇包含因子k=2，則擴展不確定度

表6 溶劑殘留相對不確定度分量表

2.4 不確定度測定結果

綜上所述， 可得用島津GC2010PLUS 氣相色譜儀測定菜籽油中溶劑殘留的不確定度為：（8.73±1.2）mg·kg-1，k=2，p=95%。

3 結論

本文對氣相色譜法測定菜籽油中溶劑殘留結果進行不確定度評定，結果表明，標準曲線擬合過程引入的不確定度最大，其次是標準物質、回收率、重復性和標準系列溶液配制引入的不確定度，樣品稱量引入的不確定度最小。因此，在以后實驗操作過程中，檢驗員可增加標準曲線溶液和平行樣品的測定次數，保證標準物質的有效性，規范實驗操作，減少隨機誤差，定期保養實驗儀器來減小測量的不確定度，以提高檢測結果的準確性和可信度。