液相色譜法測定醬腌菜中糖精鈉含量的不確定度評定

李 賢 單慧燕 曹明月 蘭 劍 趙景麗 蘭尊海

（河南海瑞正檢測技術有限公司,河南 鄭州 450001）

醬腌菜的生產歷史悠久，醬腌菜以各種當季的菜果作為原材料，通過各種特殊的工藝制作而成，其種類根據工藝不同而不同[1-3]。根據中華人民共和國國內貿易行業標準SB/T 10439—2007《醬腌菜》[4]，醬腌菜被分為蝦油漬菜、糟漬菜等9個不同類別。

食品添加劑在現代食品工業中起著十分重要的作用，適當使用食品添加劑可以改善食品的口感、防止腐敗變質、方便食品加工等。生產醬腌菜的廠家為了達到提高產品風味的目的，也常會使用食品添加劑，尤其是一些甜味劑。通過查閱相關文獻以及食品監管部門的調查數據可知，在醬腌菜中食品添加劑超標現象比較嚴重[5-10]。依據我國現行的國家安全限量指標的規定，糖精鈉在醬腌菜中的最高限量為0.15 g/kg[11]。糖精鈉是合成甜味劑的一種，蔗糖甜度是糖精鈉甜度的1/300～1/500，糖精鈉結構比較穩定，不太容易被人體吸收，毒性雖然不強，但是存在一定的致癌性[12-14]。

因此，醬腌菜中糖精鈉測定結果的準確度顯得特別重要。根據中華人民共和國計量校準規范JJF 1059.1—2012[15]、中國合格評定委員會相關要求CNAS-GL006:2018[16]、醬腌菜中糖精鈉的檢測國家標準[17]等，采取液相色譜法對影響檢驗檢測結果的不確定度分量進行評定和量化，醬腌菜中糖精鈉檢測結果臨界值的出現，為檢測結果的判定提供了更加客觀的依據。

1 實驗

1.1 儀器與試劑

Waters2695高效液相色譜儀（美國沃特世）；BT25S分析天平（梅特勒）；3K-15離心機（SIGMA（揚州）有限公司）；多管振蕩器（北京優晟）；D-160勻漿機（美國SCILOGEX）；KQ-250D數控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；0.22 μm水相微孔濾膜；糖精鈉（標準品，BePure）；乙酸銨、甲醇，甲酸（色譜純，美國Sigma公司）；其他試劑均為分析純。

1.2 樣品前處理

本次樣品選用的醬腌菜為酸黃瓜，購置于本地超市。將試樣經勻漿機處理后，稱取2 g（精確到0.001 g）樣品放置在離心管中，加入實驗室三級水25 mL，置于混勻器中進行混合。將超聲波清洗器溫度設置為50 ℃，超聲處理20 min。將樣品拿出放置至室溫后，分別加入2 mL的亞鐵氰化鉀溶液和乙酸鋅溶液，混合均勻并離心，設置速度為8000 r/min，高速離心5 min后取出。將溶液轉移到容量瓶中，用適量的三級水對殘渣進行洗滌后合并洗滌液至容量瓶中，按上述步驟混勻離心后，搖勻，過濾后即可上機測定。

1.3 糖精鈉標準溶液的配制

糖精鈉標準貯備液：準確稱取經120 ℃烘干4 h，于干燥器中冷卻至室溫的糖精鈉適量（精確到0.0001 g），加入適量三級水進行溶解后定容到100 mL容量瓶中，制成濃度為1000 mg/L的貯備液搖勻備用。然后經過一系列的稀釋之后配制成濃度為0～200 mg/L的標準上機曲線溶液。稀釋所用的溶劑均為三級水，所用的玻璃器具均為A級。

1.4 液相色譜測定條件

參照檢測標準中的儀器條件采取碳18的色譜柱；流動相采用乙酸銨溶液和甲醇比例為95:5；流速設置為1 mL/min；檢測波長設置為230 nm；進樣量為10 μL。

2 數學模型的建立

醬腌菜中糖精鈉的計算公式如下：

式中：X為待測試的樣品中甜味劑糖精鈉的含量，g/kg；V為待測試的樣品樣液的定容體積，mL；ρ為待測試的樣品溶液中甜味劑糖精鈉的濃度，mg/L；m為待測試的樣品的稱樣質量，g。

3 不確定度的主要來源

根據該檢測方法前處理過程及數學模型分析，醬腌菜中糖精鈉測定不確定的主要來源為：人員操作、樣品制備均勻性和方法的重復性、環境條件、樣品稱量、標準溶液及制備過程、樣品定容和稀釋及所用設備精密度帶來的不確定度。其中A類不確定度來源包括檢測的重復性、人員操作、試樣制備的代表性及均勻程度等等帶來的不確定度，B類不確定度的主要來源為：所用設備設施的精密度、檢測環境溫度控制、所使用的標準物質的純度、配制過程及標準曲線的擬合過程等等。

4 不確定度的評定

4.1 A類不確定度的評定

A類不確定度來源包括檢測的重復性、人員操作、試樣制備的代表性及均勻程度等帶來的不確定度，在遵守標準方法規定的條件下，可以通過統計學的方法來評價其不確定度，通過測試結果的重復性體現其不確定度。

4.1.1 結果重復性

定義結果重復性標準不確定度為u（X），重復性相對標準不確定度為Urel（X），本次實驗對待檢測試樣中甜味劑糖精鈉含量進行6次重復性試樣結果見表1。

根據表1，醬腌菜中的糖精鈉含量分別進行6次獨立試驗結果，得出糖精鈉含量的標準偏差為：

表1 醬腌菜糖精鈉試樣重復性測量情況

則結果重復性標準不確定度為：

結果重復性相對標準不確定度為：

4.2 B類不確定度的評定

B類不確定的主要來源為：所用設備設施的精密度、檢測環境溫度控制、所使用的標準物質的純度、配制過程及標準曲線的擬合過程等等。

4.2.1 樣品前處理過程帶來的不確定度

4.2.1.1 樣品稱量

定義稱量標準不確定度為u（m），稱量相對標準不確定度為Urel（m）。根據萬分之一電子分析天平校準證書給出的稱量擴展不確定度為U=0.23 mg（k=2），依據本次實驗當平均稱樣質量為2.0557 g時，由稱量造成的相對標準不確定度為：

4.2.1.2 樣品定容

本次實驗前處理樣液所用容量瓶為A級，體積為50 mL，定義樣液前處理步驟體積引入的標準不確定度為u（v），樣液前處理步驟體積引入的相對標準不確定度為Urel（v），對體積產生主要影響因素為容量瓶本身容量誤差以及環境溫度的影響，綜合考慮，做出以下分析。

4.2.2 標準物質

4.2.2.1 標準物質含量

本次使用的糖精鈉的標準物質購置于壇墨質檢，其證書規定的該批次的標準物質的擴展不確定度為1.0%（k=2），因此由于標準物質含量帶來的標準不確定度為：

4.2.2.2 標準物質稱量

標準物質稱量所使用的分析天平精度為十萬分之一，由該分析天平的校準證書可知該天平的允許誤差為±0.5 mg，假設分布為矩形分布，當標準物質的稱樣質量為0.117 28 g時，由于稱量帶來的相對標準不確定度為：

4.2.2.3 標準物質定容稀釋

在標準溶液的配制過程中共使用了0.1 mL、0.5 mL、1 mL、2.5 mL、5 mL、10 mL刻 度 管，10 mL、50 mL和100 mL的容量瓶，所有量器均符合查閱JJG196—2006《常用玻璃量器檢定規程》中規定的A級標準。本次實驗的室溫控制在20 ℃±4 ℃的范圍之內，假設玻璃容器允差以及混進溫度的變化均按照矩形分布來進行考慮，則本次實驗中標準溶液的配制過程中玻璃容器以及環境溫度條件帶來的不確定度各個分量詳細情況見表2。根據表2中各個不確定度的分量可以計算出本次標準系列配制過程中各個分量帶來的相對標準不確定度為：

由4.2.1.2和表2可以看出， 在20 ℃±4 ℃的溫度波動下，量具使用過程中溫度波動貢獻的不確定度影響可以忽略不計。

表2 標準曲線定容及配制過程帶來的不確定度

4.2.2.4 擬合標準曲線

標準曲線配好之后，調試好儀器設備后采用高效液相色譜儀進行測量，每個標準曲線濃度點重復測量3次，以所測標準溶液的質量濃度為橫坐標，以測定的平均峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，并取得相應的回歸方程，結果見表3。

表3擬合的線性回歸方程

標準曲線測試完后，在同樣的條件下進行樣品測試，采用標準曲線法計算相應的檢測結果，最終經過測定本次待測樣品中糖精鈉的濃度為5.811 mg/L，則由于標準曲線擬合所得的標準不確定度為：

將4.2.2.1至4.2.2.4中標物配制及擬合過程中的各分量合成標準物質帶來的相對標準不確定度為:

4.3 合成不確定度

將上述實驗過程中考慮到的并列入計算的各不確定度分量進行合成，得出本次測試的樣品中糖精鈉含量的相對標準不確定度為：

4.4 擴展不確定度

根據相關的不確定度評定要求，當置信概率P=95%時，取k=2，則本次實驗運用該方法所得的相對擴展不確定度為：U95rel=k×Urel(p)=2×0.118=0.236。當樣品中糖精鈉含量為0.145 g/kg時，則擴展不確定度為0.145×0.236=0.034g/kg，則最終分析結果可表述為（0.145+0.034）g/kg，k=2。

5 結論

采用食品安全國家標準GB 5009.28—2016中高效液相色譜法測定醬腌菜中糖精鈉的含量，最終本次分析結果表述為（0.145+0.034）g/kg，k=2。根據全部的檢驗檢測過程對測量重復性、樣品制備過程和標準曲線制備及擬合等進行了確定。通過對各個不確定度分量的定量分析，得出以下結論：該方法中標準曲線的擬合過程中的不確定度對整個實驗過程中的不確定度貢獻最大，樣品稱量、定容及重復性等帶來的不確定度影響相對比較小，在溫度波動為20 ℃±4 ℃下，量具使用過程中溫度波動貢獻的不確定度影響可以忽略不計。