高效液相色谱法测定白酒中糖精钠含量的不确定度

□ 姚 敏 杨 翠 甘孜州食品药品检验所

糖精钠，又称糖精，化学名邻苯甲酰磺酰亚胺钠，是食品工业中常用的合成甜味剂，其甜味高，甜度约为蔗糖的450—550倍，常代替蔗糖用在食品中[1]。为了提高检验结果的准确性，对高效液相色谱法测定白酒中糖精钠各影响因素进行评估。按照JJF1059—2012《测量不确定度评定与表示》[2]，本文参照 GB 5009.28—2016[3]中的样品前处理和仪器条件对白酒中的糖精钠进行测定，分析计算了本实验室白酒中糖精钠的不确定度，为液相检验项目的质量控制提供科学的依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试药试剂

高效液相色谱仪（岛津SPD—M20A）；超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司KQ—700DE）；色谱柱（Hypersil Gold 150 mm×4.6 mm，5 μm）；甲醇（色谱纯）；甲酸（优级纯）；乙酸铵（色谱纯）；亚铁氰化钾（分析纯）；乙酸锌（分析纯）。

1.2 色谱条件

流动相：甲醇+乙酸铵溶液=5+95；流速：1 mL/min；检测波长：230 nm；进样量：10 μL。

1.3 标液的配制

准确称取糖精钠0.029 09 g（精确到0.000 1 g），用水溶解并分别定容至25 mL，作为储备液。吸取糖精钠标准储备溶液1 mL于10 mL容量瓶中,用水定容。准确吸取糖精钠混合标准中间溶液0、0.10、0.30、0.50、0.70 mL与 0.90 mL，用水定容至10 mL，配制成质量浓度分别为 0、1.00、3.00、5.00、7.00 mg/L与9.00 mg/L的混合标准系列工作溶液。临用现配。

2 数学模型

白酒中糖精钠（以糖精计）含量按式（1）计算。

式（1）中：X—糖精钠（以糖精计）含量，mg/kg；ρ—由标曲折算的浓度，mg/L；V—稀释倍数；m—试样质量，g；fmethod—回收率（%）。

3 不确定度来源分析

从测量过程和数学模型分析，饮料中糖精钠含量不确定度主要来源于标准溶液、仪器的响应值、测量和样品处理操作过程的差异，每一种来源又分别受不同因素的影响。其不确定度来源可归纳为A类和B类不确定度。

3.1 A类不确定度

A类不确定度主要是重复测定引入的不确定度，对样品进行18次重复测定，计算测量重复性引入的不确定度。

3.2 B类不确定度

B类不确定度见表1。

表1 B类不确定度来源

4 计算

4.1 计算合成不确定度

4.1.1 样品引入的不确定度

4.1.1.1 天平引入的不确定度

准确性引入的不确定度（u1）：由检定证书给出的天平最大允差为0.000 5 g；重复性引入的不确定度（u2）：由检定证书给出的重复性误差为0.000 2 g；偏载引入的不确定度（u3）：由检定证书给出的误差为0.001 g，假设为均匀分布。则天平称量引入的合成不确定度（um）：

样品称量（m）为2 g，样品称量引入的相对标准不确定度为（ure（lm））：

4.1.1.2 样品定容引入的不确定度

容量瓶定容误差引入的不确定度（u4）：所用容量瓶为50 mL（v），容量瓶允差为±0.05 mL，按三角分布考虑；校准容量瓶引入的不确定度（u5）：校准容量瓶时温度为20 ℃，实验室温度变化范围是（20±5）℃，假定温度变化为矩形分布，根据水的膨胀系数计算。

定容引起的合成不确定度（uv）为：

样品定容引入的相对标准不确定度（urel（v））为：

4.1.2 标准物质的不确定度计算

4.1.2.1 标准物质本身的不确定度

本次使用的糖精钠固体标准品，纯度为86.24%（以糖精计），查标准物质证书可知不确定度为1.74%，k=2，由标准物质本身引入标准不确定度（u6）为：

相对不确定度（urel（6））为：

4.1.2.2 称量标准物质过程中引入的不确定度

称取标准品的量（m标）为0.029 09 g。样品称量引入的相对标准不确定度（urel（m标））为：

4.1.2.3 标准品定容至25 mL引入的不确定度

容量瓶定容误差引入的不确定度（u10）：所用容量瓶为25 mL，容量瓶允差为±0.03 mL，按三角分布考虑；校准容量瓶引入的不确定度（u11）：校准容量瓶时温度为20 ℃，实验室温度变化（20±5）℃，假定温度变化为矩形分布，其标准不确定度为：

定容引起的合成不确定度（uv标）为：

样品定容引入的相对标准不确定度（urel（v标））为：

4.1.2.4 标准品稀释引起的不确定度

使用1.000 mL移液器移取标准品储备液1 mL定容至10 mL，溶剂温度波动20±5 ℃，溶剂温度膨胀系数为2.1×10—4/℃，移液器标准证书给出的扩展不确定度为U=2 μL，k=2。相对标准不确定度（urel（移））为：

移取温度造成的相对不确定（urel（移温））度：

容量瓶定容误差引入的不确定度（u12）：所用容量瓶为10 mL，容量瓶允差为±0.020 mL,按三角分布考虑；容量瓶定容温度引入的确定度（u13）：校准容量瓶时温度为20 ℃，实验室温度变化（20±5）℃，由水的膨胀系数决定，假定温度变化为矩形分布，其标准不确定度为：

定容引起的合成不确定度（uv容标）为：

定容引起的相对合成标准不确定度（urel（容标））为：

标准物质稀释引入的相对标准不确定度（urel（标2））为：

4.1.2.5 标准物质的相对不确定度（urel（标1））

4.1.3 标准溶液配置引入的不确定度

配制标准溶液引入的不确定度见表2。

可计算出标准曲线配制引入的相对标准不确定度（urel（标线2））为：

4.1.4 糖精钠标准曲线拟合引入的不确定度urel（拟）

表2 标准溶液配制引入的不确定度

由5水平的标准溶液，分别进行2次测量，以浓度与峰面积进行线性拟合，计算在配制标准溶液过程中移取体积、温度、定容体积及容量瓶因素对标准曲线拟合，标准溶液峰面积的相对偏差按式（3）计算，相对标准不确定度按式（2）计算。

式（2）（3）中：b—标准曲线斜率；x’—样品中糖精钠浓度的平均值，mg/L；x样—样品中糖精钠含量的平均值，mg/kg；p—测试样品的次数，p=36；n—标准品测定次数，n=15；x—标准溶液浓度平均值。

通过测定，样品中糖精钠（以糖精计）的含量为72.08 mg/kg，s=3 295.434；x=5.017 4。

4.1.5 回收率产生的相对不确定度

称取空白样品2 g，添加糖精钠标准储备液250 μL，测定其回收率平均值为94.85%，标准偏差（SD）为0.860 4%。回收率测定的不确定度（urel（fmethod））为：

4.1.6 由高效液相色谱仪本身引入的不确定度

由仪器检定证书知，二极管阵列检测器U=0.052，k=2，其相对标准不确定度为：

4.1.7 测量重复性引入的不确定度

由测量结果可知，其相对标准不确定度为：

4.2 糖精钠相对合成标准不确定度urel（x）的计算

4.3 合成标准不确定度

U（c）=urel（x）×x=72.08×0.042 0=3.03

5 测量不确定度报告

取置信区间为95%，k=2，扩展不确定度：

U=U（c）×k=3.03×2=6.06

样品中糖精钠含量为：（72.1±6.06）mg/kg。

6 讨论

通过实验所知，影响高效液相色谱仪测定白酒中糖精钠含量的主要因素在于高效液相色谱仪、测定结果的准确性和标准溶液的配制。究其原因在于高效液相色谱仪并不能很好的分离白酒中的糖精钠，形成的峰形不好，对于结果的准确性有较大的影响。