液相色譜法測定食品中合成著色劑莧菜紅、胭脂紅結(jié)果的不確定度評(píng)定

□ 張 楊 陳銀海 陳 婉 汕頭市疾病預(yù)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(chǎn)物具有毒性外，在生產(chǎn)過程中還可能混進(jìn)其他有害物質(zhì)。因此食品中合成著色劑是食品安全的重點(diǎn)監(jiān)測指標(biāo)。測量不確定度是評(píng)定檢測結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性的重要依據(jù)。本文依據(jù)《測量不確定度評(píng)定與表示》（JJF 1059.1—2012）用高效液相色譜法對(duì)食品中胭脂紅、莧菜紅不確定度進(jìn)行分析評(píng)定，確定了分析結(jié)果的報(bào)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(biāo)準(zhǔn)溶液，GBW（E）100004 a胭脂紅標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度均為500 mg/L，由國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供。

1.1.2 標(biāo)準(zhǔn)系列配制

由各標(biāo)準(zhǔn)溶液配成最高濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，再逐步稀釋成標(biāo)準(zhǔn)系列的每一個(gè)濃度點(diǎn)，配成濃度點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.2 樣品分析方法

依據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)提取后定容至10.00 mL，經(jīng)0.45μm濾膜過濾，與標(biāo)準(zhǔn)曲線在相同條件下高效液相色譜儀進(jìn)行測定。

1.3 數(shù)學(xué)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(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2 不確定度分量的主要來源

由測定過程及數(shù)學(xué)模型可知，食品中人工合成色素莧菜紅，胭脂紅測量結(jié)果不確定度來源主要有：①由標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制成5種質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)產(chǎn)生的不確定度；②由標(biāo)準(zhǔn)曲線求濃度C時(shí)產(chǎn)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(píng)定

3.1 由標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)溶液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(C)

3.1.1.1 由標(biāo)準(zhǔn)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(tài)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(jí)5 mL單標(biāo)線移液管示值允差 為±0.020 mL，1.15×10-2。重復(fù)性讀數(shù)誤差為±0.01 mL，按均勻分布屬B類，取k=，。20℃時(shí)水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃，玻璃的膨脹系數(shù)為1.5×10-5/℃。在實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)水溫T=25℃，在95%置信概率下的正態(tài)分布取k=2，則

②A級(jí)25 mL單標(biāo)線移液管示值允差±0.030 mL，按均勻分布屬B類，取k=，計(jì)算方法同上。

③A級(jí)50 mL單標(biāo)線容量瓶，示值允差±0.050 mL，取k=，計(jì)算方法同上。

在標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)系列的2次測定結(jié)果，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得：

表1 被測組分標(biāo)準(zhǔn)系列分量峰面積測定結(jié)果

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

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)系列濃度-峰面積擬合直線求得殘差Y i的標(biāo)準(zhǔn)偏差S（Y i）

因此根據(jù)《化學(xué)分析不確定度分量評(píng)估指南》[3]，標(biāo)準(zhǔn)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(shù)；n-測試標(biāo)準(zhǔn)溶液的次數(shù)；b-標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率；C0-樣品溶液的濃度C平均值。

樣品溶液重復(fù)測試結(jié)果見表2

表2 樣品溶液的重復(fù)測試濃度（n=4）

將C的2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量合成得：

3.1.2 重復(fù)測試實(shí)驗(yàn)（隨機(jī)）變化引入的不確定度

樣品4次重復(fù)測定的峰面積見表3。

表3 樣品重復(fù)測試（n=4）的峰面積

由樣品4次重復(fù)測定產(chǎn)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(duì)不確定度：

3.2 樣品定容體積V的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V)

10 mL單標(biāo)線容量瓶示值允差±0.02 mL，取k=3，計(jì)算方法同上相似，得相對(duì)不確定度

3.3 樣品質(zhì)量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

稱取樣品10.0 g，根據(jù)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(tài) 分 布，所 以

4 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)數(shù)學(xué)模型和表2的計(jì)算，樣品測定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

5 擴(kuò)展不確定度U

在95%置信概率下，k=2，則U=k×ux

6 測量結(jié)果不確定度報(bào)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(nèi)，測得莧菜紅含量：9.96 mg/kg，擴(kuò)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(kuò)展不確定度：0.076 2 mg/kg，則X胭=（9.96±0.076 2）mg/kg，k=2.

7 結(jié)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(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)生的不確定度對(duì)測量不確定度影響最大。在標(biāo)準(zhǔn)系列引起的不確定度中，標(biāo)準(zhǔn)溶液本身的準(zhǔn)確性對(duì)不確定度貢獻(xiàn)最大[4-5]。在進(jìn)行合格評(píng)定時(shí)，應(yīng)在檢測值加上不確定度，不超過限量要求時(shí)，方可判為合格。