氣相色譜法測定蜜餞中甜蜜素含量的不確定度評定

摘 要：目的：分析評定氣相色譜法測定蜜餞中甜蜜素含量的測量不確定度。方法：根據(jù)《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059.1—2012）的要求分析不確定度來源，計算不確定度分量，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度并計算擴(kuò)展不確定度。結(jié)果：在95%置信概率下，蜜餞中甜蜜素含量為0.679 mg·kg-1時，擴(kuò)展不確定度為

0.033 mg·kg-1，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合過程對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的貢獻(xiàn)最大，測量重復(fù)性次之。結(jié)論：蜜餞中甜蜜素含量的測定應(yīng)注重氣相色譜儀的維護(hù)與檢驗人員技能的訓(xùn)練，以提升測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：氣相色譜法；蜜餞；甜蜜素；不確定度

Uncertainty Evaluation of Determination of Saccharin Content in Candied Fruits by Gas Chromatography

LI Meiqing

（Shenzhen Academy of Metrology amp; Quality Inspection， Shenzhen 518000， China）

Abstract： Objective： Analyze and evaluate the measurement uncertainty of measuring the content of saccharin in candied fruits using gas chromatography. Method： According to the requirements of JJF 1059.1—2012， analyze the sources of uncertainty， calculate the uncertainty components， synthesize the standard uncertainty， and calculate the extended uncertainty. Result： At a 95% confidence probability， when the content of saccharin in candied fruits is 0.679 mg·kg-1， the extended uncertainty is 0.033 mg·kg-1. The standard curve fitting process contributes the most to the uncertainty of the synthesized standard， followed by measurement repeatability. Conclusion： The determination of saccharin content in candied fruits should pay attention to the maintenance of gas chromatography and the training of inspection personnel’s skills to improve the accuracy of measurement results.

Keywords： gas chromatography; candied fruits; cyclamate; uncertainty

甜蜜素（又稱環(huán)己基氨基磺酸鈉）是一種甜度較高、價格便宜的合成甜味劑，作為國家批準(zhǔn)限量使用的食品添加劑，其在蜜餞、糕點、飲料等加工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。然而攝入過量的甜蜜素可能對肝臟及神經(jīng)系統(tǒng)造成損害，尤其是對老人、孩子等免疫能力、代謝排毒能力較弱的群體潛在危害更大[1]。蜜餞作為我國民間流傳很廣的糖蜜制水果食品，是小孩最喜歡吃的零食，在市場監(jiān)督部門日常開展的抽檢檢測中，蜜餞也是經(jīng)常檢出甜蜜素的食品種類之一，因此通過不確定度評定等質(zhì)量控制手段提升蜜餞中甜蜜素含量檢測方法與結(jié)果的可信度十分必要[2]。本研究參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中環(huán)己基氨基磺酸鹽的測定》（GB 5009.97—2023）[3]第一法建立了氣相色譜法測定蜜餞中甜蜜素的分析方法，根據(jù)《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059.1—2012）[4]中的要求對測定過程中的不確定度分析評定。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

某品牌包裝蜜餞，購自某超市；環(huán)己基氨基磺酸鈉溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（以環(huán)己基氨基磺酸計濃度為

10.0 mg·mL-1），北京海岸鴻蒙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)有限責(zé)任公司；正庚烷，色譜純，德國Merck公司；硫酸，優(yōu)級純，長沙市岳麓區(qū)精良高純試劑廠；亞硝酸鈉，分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

GC-2010氣相色譜儀（配FID檢測器），日本Shimadzu公司；Quintix313-1CN電子天平（精度0.001 g），德國SARTORIUS公司；Multi Reax多管漩渦混合儀，德國Heidolph公司；TG16M高速冷凍離心機(jī)，常州市億能實驗儀器廠；KH-100DB超聲波清洗器，昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司；SHA-B恒溫水浴振蕩器，常州金壇恒豐儀器公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試樣提取

稱取2 g（精確至0.001 g）粉碎混勻的蜜餞試樣于50 mL聚乙烯離心管中，加入超純水至20 mL，置于多管漩渦混合儀上渦旋5 min，再置于超聲清洗機(jī)中超聲提取30 min，取出后放置到室溫。

1.2.2 衍生化步驟

將裝有提取液的離心管置于冰浴中10 min，依次加入10 mL正庚烷、5 mL濃度50 g·L-1的亞硝酸鈉溶液、5 mL濃度200 g·L-1的硫酸溶液，搖勻后置于冰浴中反應(yīng)30 min，期間振搖5次，取出后渦旋3 min，再置于4 ℃的冷凍離心機(jī)中在9 000 r·min-1條件下離心3 min，吸取上清液過0.45 μm有機(jī)相微孔濾膜，轉(zhuǎn)移入進(jìn)樣瓶中，供氣相色譜儀測定。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

標(biāo)準(zhǔn)中間溶液：準(zhǔn)確移取3.0 mL環(huán)己基氨基磺酸鈉溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)至25 mL容量瓶中，用超純水定容，配制成環(huán)己基氨基磺酸濃度為1 200 μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)中間溶液。

標(biāo)準(zhǔn)系列溶液：準(zhǔn)確移取0.05 mL、0.10 mL、0.25 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.50 mL、5.00 mL環(huán)己基氨基磺酸標(biāo)準(zhǔn)中間溶液于50 mL聚乙烯離心管中，用超純水稀釋至20 mL，按照1.2.2步驟進(jìn)行衍生化。標(biāo)準(zhǔn)系列溶液經(jīng)衍生后正庚烷有機(jī)相中環(huán)己基氨基磺酸濃度分別相當(dāng)于6 μg·mL-1、12 μg·mL-1、30 μg·mL-1、60 μg·mL-1、120 μg·mL-1、300 μg·mL-1、600 μg·mL-1。

1.2.4 氣相工作條件

色譜柱：DB-17毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；注入口溫度：230 ℃；柱前壓：105.7 kPa；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比5∶1；進(jìn)樣量：1 μL；載氣：高純氮，流速為1.50 mL·min-1；氫氣流速：40 mL·min-1；空氣流速：400 mL·min-1；尾吹氣：高純氮，流速為30 mL·min-1；柱箱升溫程序：柱初溫50 ℃保持3 min，以10 ℃·min-1升至70 ℃保持0.5 min，以30 ℃·min-1升至220 ℃保持3 min；FID檢測器溫度：260 ℃。

1.3 建立數(shù)學(xué)模型

（1）

式中：X為蜜餞試樣中甜蜜素（以環(huán)己基氨基磺酸計）含量，g·kg-1；c為供試液中環(huán)己基氨基磺酸的濃度，μg·mL-1；V為加入正庚烷的體積，mL；m為稱樣質(zhì)量，g；f為稀釋倍數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不確定度來源分析

根據(jù)測定過程與數(shù)學(xué)模型分析，不確定度來源包括測量重復(fù)性、試樣稱量、標(biāo)準(zhǔn)溶液賦值、正庚烷移取體積以及標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度。

2.2 不確定度分量評定

2.2.1 測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

對蜜餞試樣中環(huán)己基氨基磺酸含量在期間精密度條件下進(jìn)行6次重復(fù)測定，測量結(jié)果分別為0.662 g·kg-1、0.695 g·kg-1、0.675 g·kg-1、0.678 g·kg-1、0.709 g·kg-1、0.655 g·kg-1，計算得蜜餞試樣中環(huán)己基氨基磺酸含量平均值為0.679 g·kg-1，標(biāo)準(zhǔn)偏差為s為0.020 19 g·kg-1，由此，測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為g·kg-1，則測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。

2.2.2 試樣稱量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

稱取蜜餞試樣使用Quintix313-1CN電子天平，在檢定證書中查得，該天平的最大允許誤差Δm為0.005 g，假設(shè)服從均勻分布，其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為g。稱量6次蜜餞試樣的平均質(zhì)量為2.032 g，則試樣稱量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液賦值引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

環(huán)己基氨基磺酸鈉溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號為GBW（E）100173，由其標(biāo)物證書可知，以環(huán)己基氨基磺酸計標(biāo)準(zhǔn)值為10.0 mg·mL-1，其相對擴(kuò)展不確定度為Ub=1%（k=2），則標(biāo)準(zhǔn)溶液賦值引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。

2.2.4 移取正庚烷體積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

加入10.0 mL正庚烷使用10 mL單標(biāo)線吸量管（A級），根據(jù)JJG 196—2006[5]規(guī)定，20 ℃時該玻璃量器的容量允差為±0.020 mL，假設(shè)玻璃量器引入的不確定度服從均勻分布，k取，則容量允差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為mL；

檢測過程中實驗室溫差為±3 ℃，水膨脹系數(shù)為2.10×10-4 ℃-1，假設(shè)溫差引入的不確定度也服從均勻分布，則由溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為，由此移取正庚烷體積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.001 21。

2.2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

將配制的環(huán)己基氨基磺酸標(biāo)準(zhǔn)系列溶液在1.2.4氣相工作條件下上機(jī)測定3次，測得峰面積記錄于表1，以標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中環(huán)己基氨基磺酸濃度c為橫坐標(biāo)，相應(yīng)測得的平均色譜峰面積f為縱坐標(biāo)，用最小二乘法擬合線性回歸方程，獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為f=1 204.370 8c，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 4，其中斜率

b=1 204.370 8，截距a=0。環(huán)己基氨基磺酸標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合的偏差為，其中n為標(biāo)準(zhǔn)系列溶液測定次數(shù)，n=21，ci為標(biāo)準(zhǔn)系列中各個濃度點環(huán)己基氨基磺酸的濃度值，fi為上述各個濃度點測得的峰面積，由此計算得sR=7 265.610 5。

蜜餞試樣中6次測定的環(huán)己基氨基磺酸含量平均值為0.679 g·kg-1，代入數(shù)學(xué)模型中計算得對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線中的環(huán)己基氨基磺酸濃度c為137.972 8 μg·mL-1，標(biāo)準(zhǔn)工作系列中7個校準(zhǔn)點環(huán)己基氨基磺酸濃度的平均值為161.142 9 μg·mL-1，，，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為，其中，P為蜜餞試樣的測定次數(shù)，P=6，代入數(shù)據(jù)后，μg·mL-1，則該過程引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。

2.3 合成不確定度

蜜餞中甜蜜素含量測定的相對合成不確定度為則標(biāo)準(zhǔn)合成不確定度為mg·kg-1。

2.4 擴(kuò)展不確定度

在95%置信概率下，包含因子k=2，計算得蜜餞中甜蜜素含量測定的擴(kuò)展不確定度為mg·kg-1。

2.5 測量不確定度結(jié)果

氣相色譜法測定蜜餞中甜蜜素含量的測量結(jié)果為（0.679±0.033）mg·kg-1，k=2。

3 結(jié)論

通過分析評定氣相色譜法測定蜜餞中甜蜜素含量測量過程中的測量不確定度，可知標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合過程對合成標(biāo)準(zhǔn)測量不確定度的貢獻(xiàn)最大，測量重復(fù)性次之，環(huán)己基氨基磺酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液賦值、蜜餞試樣稱量及正庚烷移取體積引入的不確定度對測量結(jié)果的影響較小，可見提高氣相色譜法測定蜜餞中甜蜜素含量準(zhǔn)確性和可靠度的關(guān)鍵在于儀器的穩(wěn)定性與配制標(biāo)準(zhǔn)溶液配制的規(guī)范性，因此相關(guān)計量質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)部門等需要加強(qiáng)氣相色譜儀的維護(hù)和檢驗人員技能的訓(xùn)練。

參考文獻(xiàn)

[1]楊濤，殷超.氣相色譜法測定含乳飲料中甜蜜素含量的不確定度評定[J].廣州化工，2019，47（19）：101-103.

[2]王春蓮，彭勇，梅曉春，等.測量不確定度在食品檢驗檢測中的應(yīng)用[J].中國食品，2021（21）：80-81.

[3]中華人民共和國國家衛(wèi)生健康委員會，國家市場監(jiān)督管理總局.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中環(huán)己基氨基磺酸鹽的測定：GB 5009.97—2023[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2023.

[4]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1—2012[S].北京：中國質(zhì)檢出版社，2013.

[5]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.常用玻璃量器：JJG 196—2006[S].北京：中國計量出版社，2007.

作者簡介：黎美卿（1991—），女，廣東江門人，本科，助理工程師。研究方向：食品營養(yǎng)成分檢測。