探索高效液相色谱法测定饮料中苯甲酸的不确定度

刘晓霞（临汾市质量技术监督检验测试所，山西 临汾 041000）

探索高效液相色谱法测定饮料中苯甲酸的不确定度

刘晓霞（临汾市质量技术监督检验测试所，山西 临汾 041000）

在饮料中加入部分防腐剂，可以抑制微生物生长，防止饮料变质。如今，很多饮料中使用的防腐剂都是苯甲酸。这种化学成分虽然能够延长饮料的保质期，但是用量过多却会破坏人体细胞，对人体肝脏产生危害，甚至致癌。本文以JJF1059-2012《测量不确定度评定与表示》以及GB 5009.28-2016《食品中苯甲酸、山梨酸和糖精钠的测定》为参考依据，对饮料中苯甲酸结果的不确定度评定方法进行阐述与建立，并对其相关不确定度分量进行探讨。

饮料；苯甲酸；高效液相色谱法；不确定度

1 实验部分

以GB 5009.28-2016《食品中苯甲酸、山梨酸和糖精钠的测定》第一法液相色谱法为参考进行苯甲酸测定。测量仪器：美国waters高效液相色谱仪配有PDA检测器和自动进样器。步骤为取饮料样品约1g，将PH值调整到7，再加水定容到50mL，混匀。取适量上清液过0.22微米的滤膜，待液相色谱测定。将混合标准系列工作溶液分别注入液相色谱中，测定相应的峰面积，以混合标准系列工作溶液的质量浓度为横坐标，以峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。再将饮料溶液注入液相色谱中，得到峰面积，根据标准曲线得到饮料中苯甲酸质量浓度。再对测定过程中的不确定度进行分析。

2 建立数学模型

在以上公式里，X指的是饮料样品当中苯甲酸的含量，ρ指由标准曲线得出的饮料待测物的质量浓度，m指的是样品的质量，V指的是样品定容总体积。

对于饮料样品测定的结果的不确定度，除了会受到式子里ρ、m、V三个参数的影响，同时也会受到样品的均匀性的影响。也因此，在上面的计算公式当中，必须放入修正因子frep。根据计算公式，可以建立这样一个数学模型

按照上面的数学模型，可以得出这样的结论：每一个影响因素之间都是独立的，而且不同参数之间的不确定度，会对x的不确定度产生影响。也就是说，灵敏系数如果为1，那么合成标准不确定度可以采用相对标准不确定度来完成，其公式应该是这样的

根据上面的式子可以得出饮料样品的的相对合成标准不确定度计算公式：

3 不确定度来源

根据以上公式和数学模型，可以得出这样的结论：苯甲酸含量的测试确定性，一般来自于标准曲线、标准物质、仪器元素、样品峰面积等等。测定过程中产生的每一种差异，都会对于测定结果产生影响，从而产生不确定度。总体来说，可以分为下面几个部分：

（1）饮料样品里苯甲酸含量ρ的不确定度

第一，在配置标准工作溶液时形成的不确定度，体现在这几个方面：1.称量时形成的不确定度，2.标准物质产生的不确定度，3.标准工作溶液配置过程中，温度变化所形成的不确定度，4.标准工作溶液配置时，容器校准形成的不确定度。

第二，液峰面积测量时形成的不确定度，主要体现在这几个方面：1.峰面积测量多次形成的不确定度，2.测量仪器和设备的不稳定性，所产生的不确定度。

第三，饮料称量m的标准不确定度

其主要包含了两方面：第一，容量瓶校准的时候，产生的差异。第二，温度波动产生的影响因素。

（2）饮料样品溶液定容引入的不确定度

50毫升的容量瓶，所能够允许的最大误差是0.05毫升，根据均匀程度来进行分析。它的标准均不确定度、相对标准不确定应该是这样的（3）仪器测定引入的不确定度

按照仪器和设备的使用说明书，分析积分仪的性能和实际情况。如今用在液相色谱仪峰面积积分处理当中，所能允许的误差是0.3——0.9%之间。也因此，根据均匀性的分布状况，仪器测定引入的不确定度应该是这样的：（4）回收率导致的不确定度

因为饮料在经过处理的时候，其中的苯甲酸会产生损耗，或者被污染，所以采用一种方法来进行加标回收试验，回收率具体如下所示：

表1： 回收率的情况

一旦n＝3，极差系数C的值为1.69，那么标准不确定度应该是u(Re c)=R/C=0.603%。也因此，相对标准不确定度应该是urel(Re c)=u(Re c)/Re c=0.0063。

（5）合成标准不确定度

因为上面这些参数和式子，仅仅只关系到积和商的数学关系，因此合成标准不确定度应该是

，其值为0.014x。

表2： 每一个分量的标准不确定度

（6）扩展不确定度

这里所说的扩展不确定度，需要由合成年标准不确定度和包含因子相乘，其中K的值为2，置信区间为96%。由此可得：U=ucrel(x)×k=1.456mg/kg×2=2.9mg/kg。也因此，扩展不确定度的值为2.9。

（7）最后测定不确定度的结果

在饮料样品当中，苯甲酸的含量应该是（103±2）mg/kg，其中k的值取2。

4 结语

在多次对果汁饮料当中的苯甲酸含量进行计算后，得出了试验标准差，也得出了测试时形成的不确定度分量。此外，还要计算相对合成不确定度，以及苯甲酸含量的扩展不确定度。针对每一种分量的相对不确定度进行对比后，得出了这样的结论：仪器和标准物质容易影响测定的不确定度。不仅如此，多次试验、样品回收率等，都会影响试验的结果。

所以，需要通过提高饮料的均匀度，增加设备的可靠性，减少人为的误差等，从而避免产生不确定度，使得测试结果更加合理准确。

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