UPLC-MS/MS法測定食用植物油中乙基麥芽酚含量的不確定度評定

李宣 張瀠元 黃永橋

摘 要：依據BJS 201708規定的檢測方法，建立數學模型，評定超高效液相色譜-串聯質譜法測定食用植物油中乙基麥芽酚含量的不確定度。通過對檢測過程中各環節不確定度因素的來源進行分析并對其進行評定，計算合成不確定度。結果表明，測定過程中不確定度的來源主要是標準溶液配制和標準曲線擬合;研究測得植物油中乙基麥芽酚的含量為95.6 μg/kg，其擴展不確定度為4.3 μg/kg（k=2，95%置信區間）。研究可反映測量結果的置信度和準確性，為日常實際檢測工作提供技術參考。

關鍵詞：超高效液相色譜-串聯質譜法;食用植物油;乙基麥芽酚;不確定度

Uncertainty Evaluation of Determination of Ethyl Maltol in Edible Vegetable Oil by UPLC-MS/MS

LI Xuan1， ZHANG Yingyuan2*，HUANG Yongqiao1

（1.Guizhou Testing Technology Research and Application Center， Guiyang 550014， China; 2.Guizhou Academy of Testing and Analysis， Guiyang 550014， China）

Abstract： According to the detection method specified in BJS 201708， a mathematical model was established to evaluate of the uncertainty of the determination of ethyl maltol in edible vegetable oil by ultra-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry. The sources of uncertainty were analyzed and evaluated， while the components of uncertainty were composed. The sources of uncertainty were comprehensively analyzed and calculated. The results show that the main sources of uncertainty in the determination process are the preparation of standard solution and the fitting of standard curve. The content of ethyl maltol in vegetable oil was 95.6 μg/kg， and the expanded uncertainty is 4.3 μg/kg （k=2， 95% confidence interval）. This method accurately reflects the confidence and accuracy of the measurement， which can provide technical references for the daily actual inspection work.

Keywords： ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry; edible vegetable oil; ethyl maltol; uncertainty

乙基麥芽酚因其具有特殊香味，是一種允許使用的食品用合成香料，作為香味增效劑和香味改良劑被廣泛用于煙草、食品、飲料、香料和日用化妝品等行業[1]。乙基麥芽酚具有還原性，可作為抗氧化劑使用，能與金屬形成贅合物，可控制人體內鐵和鋁的含量水平[2-3]。但《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）附錄B中明確規定植物油脂中不得添加食品用香料、香精。一些不法商家為牟取利益，在食用植物油中添加乙基麥芽酚，以次充好。為保障人體健康和安全，需準確檢測食用植物油中乙基麥芽酚含量。

目前，乙基麥芽酚的檢測方法主要有氣相色譜法[4-5]、液相色譜法[6-7]、液相色譜-串聯質譜法[8-9]和拉曼光譜法[10]。有關使用液相色譜-串聯質譜法測定植物油中乙基麥芽酚的不確定度判定報道不多，測量不確定度是對測量結果質量的定量表征，測量結果的準確性很大程度上取決于其不確定度的大小，建立各種檢測的不確定度評定方法，既是提高檢測質量的要求，也是實現檢測數據國際互認不可或缺的內容[11-12]。研究依據國家市場監督管理總局發布的食品補充檢驗方法《食用植物油中乙基麥芽酚的測定》（BJS 201708）進行實驗，參照現有化學分析中不確定度評定方法和要求，對超高效液相色譜-串聯質譜法測定食用植物油中乙基麥芽酚含量的不確定度進行分析評定。根據建立的數學模型，對影響結果的相關分量進行不確定度評估，計算合成相對不確定度，得到最終的擴展不確定度，以期為測量結果的準確性提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乙腈、甲醇（均為色譜純，德國Merck公司）;甲酸（色譜純，上海安普實驗科技股份有限公司）;乙酸銨（優級純，山東西亞化工科技有限公司）;乙基麥芽酚（純度>99%，上海安譜實驗科技股份有限公司）。

1.2 儀器與設備

Agilent 1290超高效液相色譜儀;Agilent 6470 QQQ三重串聯四級桿質譜;LT2002電子天平，常熟市天量儀器有限公司;UMV-2多管渦旋混合器，北京普立泰科儀器有限公司;Milli-Q超純水機，美國Millipore公司;0.22 μm有機濾膜，上海安譜實驗科技股份有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 標準溶液配制

①標準儲備溶液配制。準確稱取乙基麥芽酚標準品101 mg（精確至0.000 1 g），用甲醇溶解并定容至100 mL，得到濃度為1.0 mg/mL標準儲備溶液。②標準中間溶液配制。吸取標準儲備溶液0.40 mL于100 mL容量瓶中，用甲醇稀釋并定容至刻度，得到

4.0 μg/mL標準中間溶液。

1.3.2 儀器條件

（1）液相色譜條件。色譜柱：ZORBAX Eclipse Plus-C18（50 mm×2.1 mm，1.8 μm）;流動相A：0.1%甲酸水溶液，流動相B：乙腈;流速：0.3 mL/min;柱溫：40 ℃;進樣體積：2.0 μL;梯度洗脫程序：0～0.5min，5% B;0.5～2.0 min，5%→90% B;2.0～2.5 min，90% B;2.5～2.8 min，90%→5% B;2.8～3.5 min，5% B。

（2）質譜條件。離子源：電噴霧離子源，正離子掃描;多反應監測;毛細管電壓：4.5 kV;霧化器壓力：40 psi;干燥氣流速：10 L/min;干燥氣溫度：300 ℃;鞘氣流速：10 L/min;鞘氣溫度：300 ℃。其他質譜條件見表1。

1.3.3 樣品前處理

準確稱取10 g試樣（精確至0.01 g）置于50 mL聚丙烯離心管中，用移液器準確加入10 mL甲醇，渦旋振搖2 min，4 ℃條件下9 000 r/min離心10 min，將上清液移入20 mL具塞刻度試管中，下層油液再用10 mL甲醇重復提取一次，合并上清液，用甲醇定容至20 mL，經微孔濾膜（0.22 μm有機相）過濾，供液相色譜-串聯質譜分析。

1.3.4 建立不確定度數學模型

不確定度數學模型如下：

（1）

式中：X為試樣中乙基麥芽酚的含量，μg/kg;C為由工作曲線得出的試樣溶液中乙基麥芽酚的濃度，ng/mL;V為試樣溶液定容體積，mL;m為試樣質量，g;為加標回收率修正因子。

2 結果與分析

2.1 不確定度來源

從測量過程和數學模型分析，樣品測定的不確定度來源主要有標準溶液的配制、稀釋urel（Std）、標準曲線的擬合urel（C）、樣品前處理urel（Q）、測量重復性urel（X）和加標回收率urel（R）等。

2.2 標準溶液配制、稀釋引入的不確定度urel（Std）

2.2.1 標準品純度引入的不確定度urel（P）

查標準物質證書，乙基麥芽酚標準物質純度為99.0%，誤差為±0.5%，考慮矩形分布，包含因子k=，屬B類評定，則標準品標準不確定度為;標準品相對標準不確定度為。

2.2.2 標準品稱量引入的不確定度urel（w）

（1）標準品稱量使用萬分之一天平，要求稱量精確至0.000 1 g。天平檢定證書給出的允差為±0.05 mg，考慮矩形分布，包含因子k=，屬B類評定，則標準不確定度 mg;相對標準不確定度。

（2）天平重復性標準偏差為±0.02 mg，作為標準品稱量重復性不確定度，則相對標準不確定度。

因此，標準物質稱量的合成相對標準不確定度為：

2.2.3 標準儲備溶液配制引入的不確定度urel（C1）

（1）100 mL單標線容量瓶（A級）引入的不確定度。標準儲備液配制使用的100 mL單標線容量瓶（A級），從《常用玻璃量器檢定規程》（JJG 196—2006）中可知，100 mL單標線容量瓶（A級）允差為±0.10 mL，考慮三角分布，包含因子k=，屬B類評定，則標準不確定度為 mL;相對標準不確定度為。

（2）溫度變化引入的不確定度。實驗室溫度在（20±5）℃變動，甲醇的膨脹系數（20 ℃）為1.18×10-3/℃，對100 mL容量瓶由溫度效應產生的體積變化為ΔV =100×5×1.18×10-3 =0.59，

考慮均勻分布，包含因子k=，屬B類評定，則標準不確定度為 mL;相對標準不確定度為。

（3）量器使用重復性引入的不確定度。裝滿溶液至100 mL容量瓶刻度10次，稱重并計算標準偏差為0.02 mL，故重復性引入的相對不確定度為。

因此，標準儲備溶液配制的合成相對標準不確定度為：

2.2.4 標準中間溶液配制引入的不確定度urel（C2）

（1）1 mL分度吸量管（A級）引入的不確定度。標準中間溶液稀釋過程使用1 mL分度吸量管（A級），從《常用玻璃量器檢定規程》（JJG 196—2006）中可知，1 mL分度吸量管（A級）容量允差為±0.008 mL，考慮三角分布，包含因子k=，屬B類評定，則標準不確定度為 mL;相對標準不確定度為。

（2）溫度變化引入的不確定度。實驗室溫度在（20±5）℃變動，甲醇的膨脹系數（20 ℃）為1.18×10-3/℃，對1 mL分度吸量管（A級）由溫度效應產生的體積變化為 ΔV=0.4×5×1.18×10-3=2.36×10-3 mL，考慮均勻分布，包含因子k=，屬B類評定，則標準不確定度為 mL;相對標準不確定度為。

（3）100 mL單標線容量瓶（A級）引入的相對標準不確定度為。

（4）100 mL單標線容量瓶（A級）量器使用重復性引入的相對標準不確定度為urel（n2）=2.00×10-4。

（5）100 mL單標線容量瓶（A級）實驗室溫度變化引起溶劑體積變化引入的相對標準不確定度為。

因此，標準中間溶液配制配制的合成相對標準不確定度為：

2.2.5 標準工作液配制引入的不確定度urel（C3）

實驗中，采用陰性試樣添加標準溶液，分別吸取0.10 mL、0.20 mL、0.40 mL、0.60 mL、0.80 mL和1.00 mL標準中間溶液加入試樣基質中，與試樣同時進行提取，制成最終濃度為20.0 ng/mL、40.0 ng/mL、80.0 ng/mL、120.0 ng/mL、160.0 ng/mL和200.0 ng/mL標準系列工作液。配制標準工作液過程移取溶液引入的不確定度來源有使用1 mL分度吸量管（A級）、因實驗室溫度變化引起的溶劑體積膨脹等。1 mL分度吸量管（A級）按三角分布，包含因子k=;溫度變化考慮均勻分布，包含因子k=，配制標準工作液引入的不確定度見表2。因此，陰性試樣添加標準溶液1 mL分度吸量管（A級）引入的相對標準不確定度為：

綜上，得出標準溶液配制、稀釋的合成相對標準不確定度為：

2.3 樣品測量重復性引入的不確定度urel（X）

通過7次平行試樣檢測，計算檢測重復性不確定度，此不確定度結果已綜合了樣品均勻性、前處理、儀器性能等的不確定度，結果見表3，按A類評定計算。重復性標準偏差 μg/kg。重復性標準不確定度 μg/kg。重復性測量相對不確定度。

2.4 標準曲線擬合引入的不確定度urel（C）

使用液相色譜-串聯質譜儀對6個不同濃度的標準工作液進行測定，每個質量濃度分別測3次，以質量濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，通過直線擬合得到標準曲線，線性回歸方程為Y=907.331X-

6 247.866，相關系數r=0.999 7，測定結果見表4，按A類評定計算。

樣品重復測定7次，帶入線性回歸方程計算測定濃度。測得樣品中乙基麥芽酚的平均含量為C0=47.88 ng/mL，各標準溶液質量濃度的平均值C=103.33 ng/mL，標準曲線擬合引入的標準不確定度和相對標準不確定度計算公式如下：

（2）

（3）

式中：S為標準溶液峰面積殘差的標準差;n為樣品平行測定次數，為7;p為標準溶液各濃度點重復測定的次數，為18;C0為所測樣品溶液的平均質量濃度，ng/mL;C表示各標準溶液質量濃度點Ci的平均值，ng/mL;k為工作曲線斜率;b為標準曲線截距;Ci為標準溶液各濃度點的含量，ng/mL。

其中，，經計算得到標準曲線擬合引入不確定度u（c）=0.827，相對標準不確定度urel（c）=1.73×10-2。

2.5 樣品前處理引入的不確定度urel（Q）

2.5.1 樣品稱量引入的不確定度urel（m）

稱取植物油10 g試樣（精確至0.001 g）。天平校準證書給出的允差為±0.005g，考慮矩形分布，包含因子k=，屬B類評定，則標準不確定度 g;相對標準不確定度。

2.5.2 樣品溶液添加引入的不確定度urel（V）

（1）瓶口分液器引入的不確定度。實驗過程中，甲醇提取液的添加使用25.0 mL瓶口分液器。當分液器定值為10.0 mL時其容量允差為±50.0 μL，服從三角分布，包含因子k=，屬于B類評定，則標準不確定度 mL;相對標準不確定度。

（2）使用瓶口分液器由溫度變化產生的體積變化 ΔV=10×5×1.18×10-3=0.059 mL，考慮均勻分布，包含因子k=，屬B類評定，則標準不確定度為 mL;相對標準不

確定度為。瓶口分液器使用2次，因此，樣品溶液添加的相對標準不確定度為：

綜上，樣品前處理引入的合成標準不確定度為：

2.6 回收率引入的不確定度urel（R）

取一陰性樣品進行加標回收試驗，按1.3.3樣品前處理進行處理，平行測定7次，加標回收試驗結果見表5。加標回收標準不確定度;加標回收相對不確定度。為確定回收率是否計入乙基麥芽酚含量的計算中，根據《化學分析中不確定的評估指南》（CNAS—GL006：2019），對平均回收率R與1.0進行顯著性檢驗，。查t分布表，取置信區間為95%時，t（0.05，17）>2.447，說明平均回收率R與1.0具有顯著差異性，因此在計算公式中必須采用回收率校正因子對結果進行修正。

2.7 合成標準不確定度及擴展不確定度

樣品中乙基麥芽酚的測量不確定度各分量見表6。則合成相對標準不確定度為：

依據《化學分析測量不確定度評定》（JJF 1135—2005），按95%置信水平計算測量結果的擴展不確定度，取擴展因子k=2（置信區間為95%），則擴展不確定度為u=k×urel（x）×x=2×0.022 6×95.6=4.3 μg/kg。

2.8 測量結果及不確定度報告

使用超高效液相色譜-串聯質譜法測定植物油中乙基麥芽酚含量，根據不確定度判定結果，置信區間為95%時，最終測定結果為X=（95.6±4.3）μg/kg，k=2。

3 結論

采用超高效液相色譜-串聯質譜法測定食用植物油中乙基麥芽酚含量，通過對實驗過程中引入的不確定度分析量化。結果表明，影響食用植物油中乙基麥芽酚測定結果不確定度的因素主要為標準溶液配制與稀釋、標準曲線擬合，樣品前處理、測量重復性和加標回收率對不確定度的貢獻相對較小。因此，在實際檢測過程中要注意操作的規范性、一致性及平行樣品的測定問題，以減少測量不確定度，保證檢測結果的準確度和可信度。

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