王忠一李燕 吳帥

（煙臺(tái)市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山東煙臺(tái)264000）

高效液相色譜法測(cè)定果凍中阿斯巴甜含量的不確定度評(píng)定

王忠一*李燕 吳帥

（煙臺(tái)市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山東煙臺(tái)264000）

阿斯巴甜屬于人工合成的甜味劑，由于其甜度高，熱量低，故廣泛應(yīng)用于食品生產(chǎn)中。我國(guó)GB 2760-2014《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中增加了對(duì)阿斯巴甜使用范圍和使用量的規(guī)定，其中在果凍中，阿斯巴甜允許最大使用量為1.0 g/kg，并規(guī)定添加阿斯巴甜的食品應(yīng)標(biāo)明：“阿斯巴甜（含苯丙氨酸）”。本試驗(yàn)采用高效液相色譜法測(cè)定果凍中阿斯巴甜的含量，并參照相關(guān)不確定度評(píng)估的方法和文獻(xiàn)，建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)其不確定度來(lái)源進(jìn)行分析、評(píng)定，給出不確定度報(bào)告。為日常檢測(cè)工作中阿斯巴甜的檢測(cè)結(jié)果評(píng)估和提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度提供參考。

1　方法與材料

1.1儀器與試劑

1260高效液相色譜儀，Agilent公司；CPA225D電子天平，德國(guó)賽多利斯公司；CT18RT臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，天美生化儀器公司。

阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)品，Dr.Ehrenstorfer公司；甲醇，色譜純，美國(guó)Fisher 公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：稱取0.100 g阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)品于100 mL容量瓶中，用蒸餾水溶解并定容至刻度。

阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)使用液：分別移取2 mL、5 mL、10 mL、25 mL、50 mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液至100 mL 容量瓶中，定容后作為標(biāo)準(zhǔn)使用液。

1.2.2樣品前處理

稱取攪碎的果凍樣品10.000 g，加30 mL水超聲波震蕩提取20 min，定容至50 mL，10 000 r/min離心10 min，取上清液經(jīng)孔徑0.45 μm 濾膜過(guò)濾，備用。

1.2.3色譜條件

色譜柱：C18柱，250 mm×4.6 mm，5 μm；流動(dòng)相：甲醇+水（40+60）；檢測(cè)器：二極管陣列檢測(cè)器；檢測(cè)波長(zhǎng)：208 nm；流速：1.0 mL/min；進(jìn)樣量：20 μL。

2　數(shù)學(xué)模型的建立

本試驗(yàn)中，阿斯巴甜含量計(jì)算公式為：

式中：X——試樣中阿斯巴甜含量，g/kg；

c——樣液中阿斯巴甜質(zhì)量濃度，mg/L；

m——取樣量，g；

V——試樣定容體積，mL；

frep——校正因子。

3　不確定度分量來(lái)源分析

通過(guò)數(shù)學(xué)模型和檢測(cè)方法分析，果凍中阿斯巴甜含量測(cè)定的不確定度主要影響因素為標(biāo)準(zhǔn)使用液的配制操作、試樣的稱量及定容操作、標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合過(guò)程、試樣非均勻性和試樣前處理操作的差異性等。

4　不確定度分量的量化分析

4.1樣液中阿斯巴甜含量測(cè)定值c的不確定度

4.1.1阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)使用液引入的不確定度

4.1.1.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)本身引入的不確定度

依據(jù)所用阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)品證書，標(biāo)準(zhǔn)品本身的不確定度為0.5%，其包含因子為k=2，得出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。

4.1.1.2天平的稱量引入的不確定度

依據(jù)所用稱量的電子天平檢定證書，稱量數(shù)值最大允差為±0.1 mg，阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)品稱取0.100 g，假設(shè)符合矩形分布，，得出標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。

4.1.1.3標(biāo)準(zhǔn)溶液配制操作引入的不確定度

a）標(biāo)準(zhǔn)溶液配制操作中玻璃量具引入的不確定度。

配制溶液時(shí)，先后使用了2 mL、5 mL、10 mL、25 mL、50 mLA級(jí)單標(biāo)線吸量管和100 mLA級(jí)容量瓶。依據(jù)JJG 196—2006《常用玻璃量具檢定規(guī)程》的規(guī)定，A級(jí)2 mL、5 mL、10 mL、25 mL、50 mL單標(biāo)線吸量管、100 mL 容量瓶的最大允許偏差分別為±0.010 mL、±0.015 mL、±0.020 mL、±0.030 mL、±0.05 mL、0.10 mL，假設(shè)符合矩形分布，，可得相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　標(biāo)準(zhǔn)溶液配制操作中玻璃量具引入的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)使用液配制操作中玻璃量具引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

b）標(biāo)準(zhǔn)溶液配制操作過(guò)程中試驗(yàn)環(huán)境溫度變化引入的不確定度。

標(biāo)準(zhǔn)溶液配制操作過(guò)程中，試驗(yàn)環(huán)境的溫度波動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生一定不確定度。依據(jù)JJG 196—2006《常用玻璃量具檢定規(guī)程》的規(guī)定，玻璃量器的檢定應(yīng)在室溫20 ℃下進(jìn)行。試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)室溫度保持在20 ℃±5 ℃，在此溫度變化范圍內(nèi)，水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4℃-1遠(yuǎn)大于玻璃的體積膨脹系數(shù)，故忽略溫度對(duì)玻璃體積的影響，只考慮水的體積膨脹系數(shù)。假設(shè)溫度變化符合矩形分布，k=，由此計(jì)算不確定度，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　標(biāo)準(zhǔn)溶液配制操作過(guò)程中試驗(yàn)環(huán)境溫度變化引入的不確定度

可得標(biāo)準(zhǔn)溶液配制操作中試驗(yàn)環(huán)境溫度變化引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

則阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)溶液配制操作過(guò)程引入的不確定度為：

4.1.2最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線求得樣液中阿斯巴甜含量過(guò)程所引入的不確定度

對(duì)5個(gè)濃度的阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)使用液分別重復(fù)測(cè)定3次，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)使用液測(cè)定結(jié)果

根據(jù)表3中數(shù)據(jù)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，所得擬合曲線為A=30.36C+7.99，式中A為峰面積，C為所測(cè)溶液中阿斯巴甜濃度，30.36為擬合曲線斜率b，7.99為擬合曲線截距a。

對(duì)試樣測(cè)定5次，測(cè)得峰面積A，由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的線性回歸方程計(jì)算得出樣液中阿斯巴甜濃度分別為117 mg/ L、118 mg/ L、117 mg/ L、116 mg/ L、119 mg/ L，平均值為c樣=117 mg/ L，則可得最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線求得樣液中阿斯巴甜含量過(guò)程所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

式中：SA——標(biāo)準(zhǔn)使用液峰面積殘差的標(biāo)準(zhǔn)偏差；

Sc——標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度殘差的平方和；

n——標(biāo)準(zhǔn)使用液的測(cè)定次數(shù)，此方法為15次，n=15；

P——樣液的測(cè)定次數(shù)，此方法為5次，P=5。

可得最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線求得樣液中阿斯巴甜含量過(guò)程所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。

由阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)使用液和擬合曲線的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量可得樣液中阿斯巴甜含量測(cè)定值c的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。

4.2試樣稱量引入的不確定度

依據(jù)所用稱量的電子天平檢定證書，稱量數(shù)值最大允差為±0.1 mg，試樣稱取10 g，假設(shè)符合矩形分布，，可得標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。

4.3試樣定容體積引入的不確定度

4.3.1試樣定容量器引入的不確定度

試樣定容使用50 mL容量瓶。依據(jù)JJG 196-2006《常用玻璃量具檢定規(guī)程》的規(guī)定，A 級(jí)50 mL容量瓶的最大允差為±0.05 mL。假設(shè)符合矩形分布，，可得標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。

4.3.2試樣定容環(huán)境溫度變化引入的不確定度

容量瓶檢定環(huán)境溫度為20 ℃，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度在20 ℃±5 ℃波動(dòng)，水的體積膨脹系數(shù)2.1×10-4℃-1，假設(shè)溫度波動(dòng)符合矩形分布，，可得標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：；相對(duì)不確定度為：。

由4.3.1和4.3.2二項(xiàng)可得試樣最終定容體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。

4.4試樣的非均勻性及試樣前處理操作過(guò)程產(chǎn)生的不確定度

用試樣中阿斯巴甜含量測(cè)定結(jié)果重復(fù)性和阿斯巴甜加標(biāo)回收率重復(fù)性來(lái)量化試樣的非均勻性和試樣前處理操作過(guò)程引入的不確定度。

4.4.1試樣中阿斯巴甜含量測(cè)定結(jié)果重復(fù)性的不確定度

對(duì)試樣進(jìn)行8次平行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　試樣中阿斯巴甜含量重復(fù)測(cè)定結(jié)果

可得試樣中阿斯巴甜重復(fù)測(cè)定所的平均值的標(biāo)

4.4.2阿斯巴甜加標(biāo)回收率的不確定度

在試樣中添加一定量的阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，重復(fù)進(jìn)行6次加標(biāo)回收試驗(yàn)，測(cè)得的阿斯巴甜加標(biāo)回收率見(jiàn)表5。

表5　加標(biāo)回收率重復(fù)測(cè)定結(jié)果

由4.4.1和4.4.2可得試樣非均勻性和試樣前處理操作過(guò)程引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：。

4.5相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的合成

由各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量可得，試樣中阿斯巴甜含量測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。

4.6擴(kuò)展不確定度的評(píng)估

按照一般要求，取包含因子k=2，可得擴(kuò)展不確定度為：U=uc（X）×2=0.01 g/kg。

4.7不確定度報(bào)告

被測(cè)果凍中阿斯巴甜含量不確定度報(bào)告如下：X=（0.58±0.01）g/kg；k=2。

5　討論

通過(guò)果凍中阿斯巴甜含量測(cè)定不確定度的評(píng)定，分析測(cè)定結(jié)果的主要影響因素。得出高效液相法測(cè)定果凍中阿斯巴甜含量的不確定度主要由阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)品及標(biāo)準(zhǔn)使用液配制操作、標(biāo)準(zhǔn)工作曲線擬合過(guò)程、試樣前處理操作等分量引入。在日常檢測(cè)過(guò)程中，可以通過(guò)控制主要不確定度分量的來(lái)源對(duì)試驗(yàn)方法和操作進(jìn)行優(yōu)化，從而降低測(cè)定的不確定度，提高測(cè)定的準(zhǔn)確性。

［1］吳璞強(qiáng)，趙桂霞，張亞楠，等.阿斯巴甜的合成和應(yīng)用研究［J］.中國(guó)調(diào)味品，2010，35（1）：30-32.

［2］中華人民共和國(guó)國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì). GB 2760—2014 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014：86-88.

［3］中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部. GB/T 22254-2008 食品中阿斯巴甜的測(cè)定［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008：1-3.

［4］李皓，陳長(zhǎng)武，張培剛，等.HPLC法測(cè)定果凍食品中阿斯巴甜含量的研究［J］. 食品科學(xué)，2008，29（8）：520-522.

［5］國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局. JJF 1059.1—2012 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示［S］.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2012：1-53.

［6］袁輝，王建玲，遠(yuǎn)輝.超高效液相色譜法測(cè)定葡萄酒中檸檬酸含量的不確定度評(píng)定［J］.釀酒科技，2014（8）：109-112.

［7］杜淑霞.高效液相色譜法測(cè)定含乳飲料中安賽蜜含量的不確定度評(píng)定［J］.食品研究與開發(fā)，2010，31（2）：142-145.

［8］國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. JJG 196—2006 常用玻璃量器檢定規(guī)程［S］. 北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2006：1-22.

Assessment of the uncertainties in the determination of aspartame content in fruit jelly by UPLC

WANG Zhongyi*LI Yan WU Shuai
（Yantai testing center for food and drug，Shandong Yantai 264000，China）

按照J(rèn)JF 1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》的方法，建立高效液相色譜法測(cè)定果凍中阿斯巴甜含量的數(shù)學(xué)模型，分析其中各不確定度分量的來(lái)源，并對(duì)其分別進(jìn)行量化，最終合成果凍中阿斯巴甜含量測(cè)定結(jié)果的不確定度。通過(guò)分析得出，引入不確定度的主要分量有標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制操作、標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合過(guò)程、試樣前處理操作等。果凍中阿斯巴甜含量測(cè)定結(jié)果可表示為（0.58±0.01）g/kg，k=2。

高效液相色譜；果凍；阿斯巴甜；不確定度

According to the approach in Measurement Uncertainty and Results Indication （JJF 1059.1—2012），a mathematical model had been set up to assess the uncertainties in the determination of aspartame content in fruit jelly by high performance liquid chromatography （HPLC）.The source of each uncertainty in the mathematical model was analyzed，quantified and synthesized. Results indicated that main influence factors of the uncertainties in the determination were the preparation of standard solution，standard curve fitting process and sample pretreatment. The content of aspartame in fruit jelly could be shown as（0.58±0.01）g/kg，k=2.

high performance liquid chromatography （HPLC）；fruit jelly；aspartame；uncertainty

TS207.5+1

A

1673-6044（2016）01-0023-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2016.01.008

* 王忠一，女，1988年出生，2011年畢業(yè)于西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)，助理工程師。

2016-01-14