張瑤　馬桂娟　 高琳

【摘 要】根據(jù)GB5009.266《食品中甲醇的測定》中的氣相色譜檢測法，建立和改進(jìn)了葡萄酒中甲醇含量檢測的不確定度的分析方法，同時建立數(shù)學(xué)模型，找出不確定度的影響因素，以評定測量結(jié)果的不確定度。為葡萄酒中甲醇含量的不確定度測定結(jié)果提供了精確的評價依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】葡萄酒；甲醇；不確定度

中圖分類號：O657 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）35-0075-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.032

Determination of methanol in wine by gas chromatography

ZHANG Yao* MA Gui-juan GAO Lin

（Ningxia Food Testing Institute， Yinchuan Ningxia 750021， China）

【Abstract】According to the gas chromatography detection method in GB5009.266“determination of methanol in food”， the analytical method of the uncertainty of methanol content detection in wine was established and improved. Meanwhile， a mathematical model was established to find out the influencing factors of the uncertainty so as to evaluate the uncertainty of the measurement results.The results provide an accurate basis for the determination of methanol content in wine.

【Key words】Wine； Methanol； Uncertainty

近年來，寧夏地區(qū)葡萄酒產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，葡萄酒廠家如雨后春筍般出現(xiàn)，目前全區(qū)已建成86家葡萄酒酒莊，正在建設(shè)的有113家。僅2017年，寧夏葡萄酒就在國際頂尖葡萄酒展覽會上獲得150多個獎項。隨著該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，葡萄酒的質(zhì)量和要求不斷提高，葡萄酒中甲醇的不確定度是衡量葡萄酒品質(zhì)的一項重要因素，因此葡萄酒中甲醇含量的不確定度測定顯得尤為重要[1]。目前各企業(yè)和分析測試機(jī)構(gòu)普遍采用國標(biāo)方法（GB 5009.266-2016《食品中甲醇的測定》）重復(fù)10次測定紅酒中甲醇的含量，計算標(biāo)準(zhǔn)差，對測試過程系統(tǒng)效應(yīng)產(chǎn)生的不確定度分量進(jìn)行評估，從而評定其不確定度[2-5]。本文在該法基礎(chǔ)上，使用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法，建立數(shù)學(xué)模型，為葡萄酒中甲醇含量的不確定度測定結(jié)果提供了精確的評價依據(jù)。

1 測試原理和測試過程

1.1 測試原理

蒸餾除去發(fā)酵酒及其配制酒中不揮發(fā)性物質(zhì)，加入內(nèi)標(biāo)，經(jīng)氣相色譜分離，氫火焰離子化檢測器檢測，以保留時間定性，外標(biāo)法定量[4-6]。

1.2 測試過程

吸取100mL試樣于500mL蒸餾瓶中，并加入100mL水，加少量沸石，連接冷凝管，用100mL容量瓶作為接收瓶，并開啟冷凝水，加熱收集餾出液，當(dāng)接近刻度時，取下容量瓶，待冷卻到室溫時定容、搖勻。吸取10mL于試管中，加入0.10mL叔戊醇標(biāo)準(zhǔn)溶液、搖勻。加入進(jìn)樣瓶進(jìn)入氣相色譜儀分析。

2 計算公式和數(shù)學(xué)模型

葡萄酒中甲醇的測定含量按下述公式計算：X=ρ

X——試樣中甲醇的測定的含量，單位（g/L）

ρ——從標(biāo)準(zhǔn)工作曲線上查出試樣溶液中甲醇的濃度，單位（g/L）

3 不確定度分量的來源因素和分析

使用氣相色譜法測定葡萄酒中甲醇含量的影響因素較多且隨機(jī)性大，主要可歸納為儀器誤差（如氣相色譜儀、分析天平的變動性）、樣品均勻性、操作的差異、環(huán)境條件的變動以及回收率的變動性等因素。此外，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)物質(zhì)也有一定影響（包括標(biāo)準(zhǔn)儲備液的不確定度及稀釋過程所引入的不確定度），最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)得出C0時所產(chǎn)生的不確定度[4]，樣品制備過程，測定含量重復(fù)性實(shí)驗(yàn)（隨機(jī)）變化[5]。

4 各分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的測定

4.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度

4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)證書給出甲醇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度為99.9%，其相對擴(kuò)展不確定度為±0.5%[6]，k=2，則甲醇的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

標(biāo)準(zhǔn)證書給出叔戊醇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度為99.5%，其相對擴(kuò)展不確定度為±0.5%，k=2，則甲醇的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制過程中稱量引入的不確定度

稱取甲醇質(zhì)量為0.5046g，用40%乙醇溶解、定容于100mL容量瓶中，得到濃度為5046mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液。

取叔戊醇質(zhì)量為0.20201g，用40%乙醇溶解、定容于10mL容量瓶中，得到濃度為20201mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液。

實(shí)驗(yàn)中的稱樣量為0.5046g和0.20201g，要求使用的天平的最小分度為0.01mg。JJG 1036-2008《電子天平檢定規(guī)程》規(guī)定，該準(zhǔn)確級的天平在0.01g～5g稱量范圍的最大允差為±0.05mg[4]，屬于均勻分布，所以相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.1.3 標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制過程中定容體積引入的不確定度

容量瓶體積的不確定度u（VS）屬于B類不確定度評定。所使用為經(jīng)過校正的100mL A級容量瓶，其允差為±0.10mL[4]，所使用為經(jīng)過校正的10mLA級容量瓶，其允差為±0.02，都屬于三角分布。在本實(shí)驗(yàn)過程中，嚴(yán)格要求實(shí)驗(yàn)操作溫度與鑒定證書溫度保持一致，故由于環(huán)境溫度造成容量瓶體積變化的不確定度影響很小，可忽略。

4.1.4 稀釋過程引入的不確定度

稀釋過程：從5.046g/L的標(biāo)液中分別吸取0.5mL、1mL、2mL、4mL、5mL各定容至25mL配成濃度分別為0.1009g/L、0.2018g/L、0.4037g/L、0.8074g/L、1.0092g/L的標(biāo)液，

配制標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的過程中使用了一系列玻璃量具，按照《常用玻璃量具檢定規(guī)程JJG196-2006》的要求，均有相應(yīng)的最大允差，按照三角分布考慮，k=，由此估算相對不確定度分量，見表1[4]。同4.1.3，嚴(yán)格要求實(shí)驗(yàn)操作溫度與鑒定證書溫度保持一致，故由于環(huán)境溫度造成容量瓶體積變化的不確定度影響很小，可忽略。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，甲醇稀釋操作造成的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度uCrel可計算如下：

4.1.4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度

4.2 最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)得出的樣品的質(zhì)量濃度X0時所產(chǎn)生的不確定度

采用5個濃度水平的甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液，用氣相法測定，得到相應(yīng)的峰面積，用最小二乘法進(jìn)行擬合，得到直線方程y=ax+b（b為截距，a為斜率）和其相關(guān)系數(shù)r，詳見表2[7]。

表2 氣相色譜內(nèi)標(biāo)法測定甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度-峰面積擬合數(shù)據(jù)

本實(shí)驗(yàn)對甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液平行測定10次，根據(jù)以上直線方程計算出標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均質(zhì)量濃度X0=0.4971g/L，因此進(jìn)一步計算出X0的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[8]

4.3 樣品制備過程引入的不確定度

4.3.1 取樣

依照GB 5009.266-2016《食品中甲醇的測定》規(guī)定，將紅酒劇烈振蕩保證完全混勻，然后隨機(jī)取樣，因此葡萄酒樣品具有代表性，因此取樣導(dǎo)致的不確定度可忽略。

4.3.2 吸取提取液體積的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

在樣品前處理過程中，分別用100mL的單標(biāo)線容量瓶取樣和餾出液的接收及定容。100mL單標(biāo)線容量瓶的允許誤差為0.10。用單標(biāo)線吸管吸取10mL試樣于試管中，10mL分度吸管的允許誤差為0.020mL，用0.1mL吸管吸取0.1mL叔戊醇于試管中，10mL分度吸管的無允許誤差，都按照三角分布考慮，k=，由校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.3.3 樣品處理后回收率

測定甲醇的回收率，影響因素有兩方面：一是變動性，一是系統(tǒng)性偏差。該分量已經(jīng)在重復(fù)性相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度中考慮了。在此，回收率影響可以忽略不計。

4.3.4 樣品制備過程引入的不確定度

從上述評定可知：樣品制備過程引入的不確定度主要來源于urel（V）。

urel（pre）=urel（V）=0.0010

4.4 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

在重復(fù)性條件下，葡萄酒中的甲醇的含量進(jìn)行了10次獨(dú)立性測試，所得測量數(shù)據(jù)示于下表3：

在重復(fù)性條件下，重復(fù)10次測定對甲醇含量，算數(shù)平均值為：

5 不確定度分量列表

在不確定度評定時，已憑以往測試經(jīng)驗(yàn)去除了部分不確定度分量。該實(shí)驗(yàn)中各不確定度分量見表4。

6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

7 測定不確定度

取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度：U（Y）=k

uc（Y）=20.0062=0.0124

相對擴(kuò)展不確定度：Urel（Y）=U（Y）/0.500×100%=2.48%

用氣象色譜儀測定葡萄酒中甲醇的含量，測定樣品取其平均值（Y）報告結(jié)果，其結(jié)果和擴(kuò)展不確定度為0.500±0.0124g/L，包含因子k=2，相對擴(kuò)展不確定度為2.48%。

8 結(jié)果與討論

用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法結(jié)合運(yùn)用數(shù)學(xué)模型，測定了葡萄酒中甲醇含量的不確定度。發(fā)現(xiàn)與不確定度相關(guān)的幾個因素之間的關(guān)系，在曲線擬合時產(chǎn)生的不確定度最大，標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液校正稀釋過程中產(chǎn)生的不確定度其次，而樣品制備和樣品檢測重復(fù)性中產(chǎn)生的不確定對最終的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的影響最小[10]。

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