气相色谱法测定果汁饮料中甜蜜素含量的不确定度评定

王宏萍

（临汾市质量技术监督检验测试所，山西临汾 041000）

气相色谱法测定果汁饮料中甜蜜素含量的不确定度评定

王宏萍

（临汾市质量技术监督检验测试所，山西临汾 041000）

采用气相色谱法测定果汁饮料中甜蜜素的含量，对测定结果的不确定度进行了分析，对各不确定度分量进行了评定和量化，计算了合成标准不确定度和扩展不确定度。不确定度主要来自量器校准和标准曲线引入的不确定度。果汁饮料中甜蜜素的含量结果表示为（0.350±0.023）g/kg，k=2。

果汁饮料；甜蜜素；不确定度；气相色谱法

国家标准《检测和校准实验室能力的通用要求》规定[1]，检测实验室应开展测量不确定度评定工作，尤其当涉及检测结果临近临界值时，测量不确定度分析评定是检测工作的重要技术组成部分[2]。随着我国对外贸易交流、对内质量控制要求的提高，测量不确定度日益受到重视，尤其在食品检测领域。甜蜜素化学名为环己基氨基磺酸钠，其稀溶液的甜度约为蔗糖的30倍，由于其价格低廉，在食品中多作为蔗糖的代用品，是国家批准使用的添加剂。如果经常食用甜蜜素含量超标的食品，就会对人体的肝脏和神经系统造成危害，特别是对代谢排毒能力较弱的老人、孕妇、儿童危害更明显。因此我国国家标准GB2760 《食品添加剂食品卫生标准》严格规定了添加剂的使用范围及用量[3]。

笔者依据国家技术规范《测量不确定度评定与表示》[4]，对气相色谱法测定果汁饮料的甜蜜素含量的不确定度进行分析和评定。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪：GC–2010型，配FID检测器和自动进样器，日本岛津公司；

甜蜜素：纯度99.3%，中国计量科学研究院；

正己烷、亚硝酸钠：优级纯；

硫酸、氯化钠：分析纯；

亚硝酸钠溶液：50 g/L；

硫酸溶液：100 g/L；

1.2 标准溶液配制

甜蜜素标准溶液：10 mg/mL，精确称取1.000 0 g环己基氨基磺酸钠，加入水溶解并定容至100 mL，低温保存。准确吸取10 mg/mL的甜蜜素标准溶液0.2，0.5，1.0，2.0，5.0 mL于50 mL带塞的比色管中，加水20 mL，置冰浴中，加5 mL 50 g/L亚硝酸钠溶液，5 mL 100 g/L硫酸溶液，摇匀，30 min后，准确加入10 mL正己烷，5 g氯化钠，摇匀，取有机相配制成0.2，0.5，1.0，2.0，5.0 mg/mL的系列标准工作曲线。

1.3 样品处理

称取样品20 g于50 mL比色管内，置冰浴中，加5 mL 50 g/L亚硝酸钠溶液、5 mL 100 g/L硫酸溶液，摇匀，30 min后，准确加入10 mL正己烷，5 g氯化钠，摇匀，30 min后吸取上清液进样，外标法定量。

1.4 GC分析条件

色谱柱：Rtx-1（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；柱温：80℃；汽化温度：150℃；检测器温度：250℃；氮气：1.00 mL/min；氢气：47.0 mL/min；空气：400.0 mL/min；尾吹：30.0 mL/min；分流比：25∶1；进样量：1 μL。

2 数学模型

果汁饮料中甜蜜素含量按式（1）计算：

式中：X——样品中甜蜜素的含量，g/kg；

m——试样的质量，g；

V——进样的体积，μL；

c——样品溶液中甜蜜素的测定值，mg/mL；

10——定容体积，mL。

3 不确定度来源

从测量过程和数学模型分析，果汁饮料中甜蜜素含量不确定度主要来源于标准溶液、仪器响应值、测量和样品处理操作过程，可归纳为A类和B类不确定度。

（1）A类不确定度是由测量重复性引入的不确定度。

（2）B类不确定度主要包括以下几个方面：

①标准物质引入的不确定度，主要包括标准物质纯度引入的不确定度；标准溶液配制过程中标准物质称量和量器校准引入的不确定度；标准曲线引入的不确定度。②样品称取过程使用的天平引入的不确定度。③样品处理后定容体积引入的不确定度。

4 不确定度的评定

4.1 测量重复性引入的相对标准不确定度

由测量重复性引入的不确定度属于A类不确定度，对本实验所用未知样重复测定12次，测定结果见表1。

表1 样品测定结果 g/kg

实验标准偏差u(X)为：

测量重复性引入的相对标准不确定度为：

4.2 标准物质引入的不确定度

4.2.1 标准物质纯度引入的不确定度

甜蜜素标准物质纯度为99.3%，证书中给出其定值的扩展不确定度为0.7%(k=2）［2］，标准物质纯度引入的相对标准不确定度为：

4.2.2 标准物质称量引入的不确定度

分析天平检定证书给出允差为±0.000 5 g，服从均匀分布，取包含因子，标准品质量为1.000 0 g，则标准物质称量引入的相对标准不确定度：

4.2.3 量器校准引入的不确定度

标准工作溶液配制过程中使用了A级单标线100 mL容量瓶；A级5 mL，10 mL单标线吸管；A级0.2，0.5，1，2 mL刻度吸管。经查检定证书A级单标线100 mL容量瓶允差为±0.10 mL；A级5，10 mL单标线吸管示值允差分别为±0.015 mL和±0.020 mL；A级1，2 mL刻度吸管示值允差分别为±0.008 mL，±0.012 mL[5]，按三角分布考虑，包含因子，量器校准引入的不确定度列于表2。

表2 量器校准引入的不确定度

由表2数据的相对标准不确定度合成得量器校准引入的相对不确定度为：urel(Vj)=4.4×10–3。

4.2.4 标准曲线引入的不确定度

对系列标准工作溶液进行测定，建立标准曲线回归方程，结果见表3。

表3 校准曲线拟合数据

应用该曲线测定试样处理液两次，即P=2，测定处理液中甜蜜素的浓度c0为0.699 6 mg/mL，则校准曲线拟合的标准不确定度u(cur)［2］：

式中：b——标准曲线的斜率，b=108 161.2；

p——试样处理液测定次数，p=2；

n——标准溶液的点数，n=5；

c0——试样处理液甜蜜素的浓度，mg/mL；

ci——系列标准溶液的浓度，mg/mL；

s——峰面积的标准偏差。

则标准曲线拟合引入的相对标准不确定度：

由标准物质、称量、量器校准及标准曲线标准不确定度分量合成得标准物质引入的相对标准不确定度：

4.3 样品称取过程使用的天平引入的不确定度

称样使用的天平校准证书给出的允差为±0.000 5 g，取包含因子，试样质量为20.000 g，则试样称量引入的相对标准不确定度：

4.4 样品处理后定容体积引入的不确定度

样品处理后准确加入10 mL正己烷，A级10 mL单标线吸管示值允差为±0.020 mL，按三角分布考虑，包含因子，样品处理后定容体积引入的不确定度：

5 合成标准不确定度及扩展不确定度

果汁饮料中甜蜜素测定的相对不确定度各分量列于表4。

表4 相对相对标准不确定度分量

表4中各不确定度分量相互独立，互不相关，由此得合成相对不确定度urel(X)为：

根据测量不确定度评定指南对一般实验室的要求，在置信概率P=95%时，取测量结果的扩展不确定度包含因子k=2，则相对扩展不确定度：

测得果汁饮料中甜蜜素的含量为0.350 g/kg，则扩展不确定度为0.065×0.350 g/kg=0.023 g/kg。测定结果表示为（0.350±0.023）g/kg，k=2。

6 结语

通过分析影响测量不确定度的各分量发现，气相色谱法测定果汁饮料中甜蜜素的不确定度主要来自量器校准和标准曲线。因此，在测定样品时要严格控制实验条件，严格按照规范操作，确保检验结果可靠。

［1］ GB/T 27025-2008 检测和校准实验室能力的通用要求［S］.

［2］ 李慎安，王玉莲，范巧成.化学实验室测量不确定度［M］.北京：化学工业出版社，2006.

［3］ GB2760 食品添加剂食品卫生标准》［S］.

［4］ JJG 1069–1999 测量不确定度评定与表示

［5］ JJG 196–2006 常用玻璃量器检定规程［S］.

Uncertainty Evaluation of Determination of Cyclamate in Fruit Juice Drinks by GC

Wang Hongping
(Linfen Institute of Quality and Technical Supervision Inspection and Measurement, Linfen 041000, China)

Sodium cyclamate in juice beverages was determined by gas chromatography, and the uncertainty of determination result was analysed and quanti fi ed. It was found that the uncertainty mainly derived from the uncertainty of measuring vessel calibration and calibration curve. The determination result was （0.350±0.023）g/kg, k=2.

fruit juice drinks; sodium cyclamate; uncertainty; gas chromatography

O657.7+1

A

1008–6145(2012)03–0011–03

10.3969/j.issn.1008–6145.2012.03.003

联系人：王宏萍；E-mail: lfwanghongping@126.com

2012–02–26