楊軼眉

上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院/國家食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（上海 200233）

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是分析測量的標(biāo)準(zhǔn)和量值傳遞的載體，是建立化學(xué)測量量值溯源體系最有效的工具。其作用猶如一把尺子，所衡量的對象涉及化學(xué)、生物、工程、物理等眾多特性或成分，可用于檢測方法評(píng)價(jià)、檢測儀器評(píng)價(jià)、待測樣品測試、檢測環(huán)境評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)人員與檢測實(shí)驗(yàn)室能力的評(píng)價(jià)等。正是鑒于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在改進(jìn)檢測工作質(zhì)量、提高檢測準(zhǔn)確度、保證檢測結(jié)果的有效性方面所具有的重要意義，近些年，國內(nèi)外都十分重視標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究，作為確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與公正性必不可少的重要工具，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的應(yīng)用需求迅猛增長[1-3]。

1 嬰幼兒配方奶粉中氯成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

采用濕法生產(chǎn)工藝的嬰幼兒配方乳粉企業(yè)，生產(chǎn)用水主要來源為自來水。使用自來水時(shí)，在配料工序中會(huì)引入一定數(shù)量的氯。此外，有些企業(yè)使用二氧化氯作為管道和容器的消毒劑，如果清洗不徹底，在生產(chǎn)、加工、包裝過程中可能造成殘留污染。目前，正在實(shí)施的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)對嬰幼兒配方食品中氯含量有嚴(yán)格的規(guī)定。其中，GB 10765—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 嬰兒配方食品》中規(guī)定：氯含量12～38 mg/100 kJ；GB 10767—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 較大嬰兒和幼兒配方食品》中規(guī)定：氯含量≤52 mg/100 kJ。中國的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)起步較晚，與歐美等發(fā)達(dá)國家差距非常大而且研制技術(shù)落后。嬰幼兒配方乳粉檢測存在：國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)缺乏，無法滿足嬰幼兒配方乳粉出廠檢測及第三方實(shí)驗(yàn)室能力驗(yàn)證的需要，因而開展此項(xiàng)研究迫在眉睫。試驗(yàn)開展了嬰幼兒配方奶粉中氯成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制工作。研制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)具有良好的均勻性、穩(wěn)定性，適用于嬰幼兒配方乳粉中氯含量的檢測?？蔀槠笫聵I(yè)單位、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、科研院所等提供氯成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用于提高檢測的效率、準(zhǔn)確性和重復(fù)性。

2 材料與方法

2.1 儀器和試劑

電子天平；超聲波清洗器；恒溫水浴鍋；自動(dòng)電位滴定儀。儀器的使用均在檢定有效期之內(nèi)。

亞鐵氰化鉀；乙酸鋅；硝酸銀；冰乙酸；硝酸；丙酮；基準(zhǔn)氯化鈉。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)候選化合物原料選用符合要求的基粉和符合GB 14880—2012《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中允許添加的食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑。通過理化特性測試進(jìn)行定性分析確定主體成分后，再經(jīng)過初步定量分析其本底含量。根據(jù)預(yù)期達(dá)到的氯濃度要求，按照一定配比添加其他乳粉和食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑后，經(jīng)過溶化、均質(zhì)、噴霧干燥，攪拌混合均勻后，再充氮密封，分裝于鋁箔袋包裝。將包裝好的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)候選化合物從1～60編號(hào)，每袋50 g，共60袋，置于室溫（5～30 ℃）中避光保存。

2.3 分析方法

稱取10 g充分混勻的固體試樣，精確至0.001 g，于100 mL具塞比色管中，加入50 mL約70 ℃熱水，振蕩分散樣品，水浴中沸騰15 min，并不時(shí)搖動(dòng)，取出，超聲處理20 min，冷卻至室溫，依次加入2 mL沉淀劑Ⅰ和2 mL沉淀劑Ⅱ，每次加后搖勻。用水稀釋至刻度，搖勻，在室溫靜置30 min。用濾紙過濾，棄去最初濾液，移取10.00 mL濾液于50 mL燒杯，加入5 mL硝酸溶液和25 mL丙酮，于自動(dòng)電位滴定儀（使用前加入硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液）上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加液、滴定和記錄滴定數(shù)據(jù)的過程。每個(gè)樣品測定3次，操作方法參照GB 5009.44—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氯化物的測定》第一法（電位滴定法）。

2.4 均勻性檢驗(yàn)

根據(jù)JJG 1006—1994《中華人民共和國國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)》和JJF 1343—2012《中華人民共和國國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的通用原則及統(tǒng)計(jì)學(xué)原理》的要求[4-5]，采用隨機(jī)數(shù)表決定抽取樣品的號(hào)碼，隨機(jī)抽取15袋樣品，每袋測試3個(gè)數(shù)據(jù)，連續(xù)測試15袋。采用電位滴定法進(jìn)行測試。其中，氯均勻性檢驗(yàn)時(shí)最小取樣量為10 g。待均勻性初檢合格后，再進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)測。

2.5 穩(wěn)定性監(jiān)測

根據(jù)JJG 1006—1994《中華人民共和國國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)》和JJF 1343—2012《中華人民共和國國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的通用原則及統(tǒng)計(jì)學(xué)原理》的要求[4-5]，采用隨機(jī)數(shù)表決定抽取樣品的號(hào)碼，隨機(jī)抽取25袋樣品，短期穩(wěn)定性監(jiān)測12袋，長期穩(wěn)定性監(jiān)測13袋，每袋測試3個(gè)數(shù)據(jù)。采用與均勻性檢驗(yàn)相同的檢驗(yàn)方法，按照GB/T 15000.3—2008的方法進(jìn)行檢驗(yàn)，監(jiān)測嬰幼兒配方奶粉中氯含量隨時(shí)間的變化，以估算標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的保質(zhì)期和最佳儲(chǔ)存條件[6]。

2.6 定值方法和數(shù)據(jù)處理

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采用8家實(shí)驗(yàn)室協(xié)作定值，數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)的方式。參與定值的實(shí)驗(yàn)室具有氯定值條件和相應(yīng)的能力資質(zhì)。各家實(shí)驗(yàn)室分析過程都進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制，均采用權(quán)威方法對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)候選化合物進(jìn)行測量。數(shù)據(jù)處理步驟為：考察每種物質(zhì)正態(tài)性，在所有數(shù)據(jù)近似正態(tài)的情況下，將每個(gè)實(shí)驗(yàn)室測量數(shù)據(jù)的均值構(gòu)成一組新的數(shù)據(jù)，先用格拉布斯檢驗(yàn)法對每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的組內(nèi)平行數(shù)據(jù)中的離群值檢驗(yàn)并剔除可疑測量結(jié)果，經(jīng)科克倫法檢驗(yàn)各實(shí)驗(yàn)室定值數(shù)據(jù)為等精度數(shù)據(jù)后，用狄克遜準(zhǔn)則對每個(gè)實(shí)驗(yàn)室間平均值的離群值檢驗(yàn)，計(jì)算出總平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。研制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)符合JJF 1343—2012的技術(shù)要求[5]。

3 結(jié)果與分析

3.1 嬰幼兒配方奶粉中氯成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性檢驗(yàn)

采用單因素方差分析法進(jìn)行袋內(nèi)和袋間均勻性的檢驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的均勻性分析數(shù)據(jù)見表1。從表1可知，F(xiàn)a＜F0.05(14, 30)，該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)袋內(nèi)與袋間無明顯差異，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的要求（參考JJG 1006—1994）。說明嬰幼兒配方奶粉中氯成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是均勻的。

表1 嬰幼兒配方奶粉中氯均勻性分析數(shù)據(jù) mg/100 g

3.2 嬰幼兒配方奶粉中氯成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)穩(wěn)定性監(jiān)測

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性是指在一定的時(shí)間間隔內(nèi)和環(huán)境條件下，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的特性量值保持在規(guī)定的范圍內(nèi)的性質(zhì)[7]。對所研制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行了短期和長期穩(wěn)定性試驗(yàn)。短期穩(wěn)定性進(jìn)行-10，10，30和50 ℃ 4個(gè)梯度溫度的試驗(yàn)，時(shí)間為2周，以考察在運(yùn)輸條件下標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性。長期穩(wěn)定性是對置于室溫（5～30℃）中避光保存的樣品進(jìn)行監(jiān)測，以確定可靠的保質(zhì)期和最佳的存儲(chǔ)條件。

3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)短期穩(wěn)定性考察

短期穩(wěn)定性監(jiān)測數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。|b1|＜t(0.95,1)·s(b1)，表明所研制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品在2周的監(jiān)測周期內(nèi)能夠在-10～50 ℃的極端溫度下具有較好的穩(wěn)定性，達(dá)到JJG 1006—1994中的相關(guān)要求。

3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)長期穩(wěn)定性考察

長期穩(wěn)定性監(jiān)測數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。|b1|＜t(0.95,11)·s(b1)，所有化合物均滿足。表明標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中各組分不具備長期變化趨勢，所研制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品在12個(gè)月的監(jiān)測周期內(nèi)具有較好穩(wěn)定性，達(dá)到JJG 1006—1994中的相關(guān)要求。

表2 嬰幼兒配方奶粉中氯短期穩(wěn)定性監(jiān)測結(jié)果mg/100 g

表3 嬰幼兒配方奶粉中氯長期穩(wěn)定性監(jiān)測結(jié) mg/100 g

從表4可知，|b1|＜t0.95,n-2×s(b1)，表明標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中各組分不具備長期變化趨勢，認(rèn)為嬰幼兒配方奶粉氯成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的特性值在研究考察時(shí)間范圍內(nèi)穩(wěn)定，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的要求（參考JJG 1006—1994）。JJG 1006—1994中規(guī)定一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有效期應(yīng)在1年以上或達(dá)到國際上具有先進(jìn)水平同類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的有效期限。

表4 氯穩(wěn)定性結(jié)果的線性擬合和統(tǒng)計(jì)參數(shù)

3.3 定值數(shù)據(jù)匯總及處理

嬰幼兒配方奶粉氯成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)由8家實(shí)驗(yàn)室協(xié)作定值，定值數(shù)據(jù)見表5。

表5 各協(xié)作實(shí)驗(yàn)室氯測定結(jié)果

3.3.1 格拉布斯（Grubbs）檢驗(yàn)法

每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的組內(nèi)平行數(shù)據(jù)中的離群值檢驗(yàn)——格拉布斯檢驗(yàn)法，其檢驗(yàn)步驟為：

1) 排列數(shù)據(jù)：將測量數(shù)據(jù)按從小到大的順序排列?？梢芍挡皇亲钚≈稻褪亲畲笾?。

2) 計(jì)算平均值x和標(biāo)準(zhǔn)偏差S。

3) 計(jì)算偏離值：計(jì)算平均值與最小值之差、最大值與平均值之差。

4) 確定一個(gè)可疑值。

5) 計(jì)算殘值：ui=xi-x。

6) 確定顯著性水平α：檢出水平α=0.05。

7) 查格拉布斯表獲得臨界值：根據(jù)α=0.05，n=3，查格拉布斯表，橫豎相交得臨界值λ(0.05,3)= 1.155[7]。

8) 比較計(jì)算值|ui|和臨界值λ(0.05,3)S。

9) 當(dāng)|ui|＞臨界值λ(0.05,3)S時(shí)，則xi應(yīng)被剔除。

3.3.2 科克倫（Cochran）法

采用科克倫法檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室定值數(shù)據(jù)是否等精度，先計(jì)算m組數(shù)據(jù)的各組n數(shù)據(jù)的方差，再計(jì)算其中的最大方差與m個(gè)方差和之比。

根據(jù)所取顯著性水平α，數(shù)據(jù)組數(shù)m，重復(fù)測定次數(shù)n，查科克倫檢驗(yàn)臨界值表，得臨界值c(α, m, n)。

由表7可知，若C＜C(α, m, n)，表明各組數(shù)據(jù)平均值間為等精度[7]。

表7 各協(xié)作實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氯測定結(jié)果的科克倫檢驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.3.3 每個(gè)實(shí)驗(yàn)室間平均值的離群值檢驗(yàn)——狄克遜（Dixon）準(zhǔn)則

將測定數(shù)據(jù)按由小到大的順序排列X(1)≤X(2)≤…≤X(7)≤X(8)。

按照式（2）（3）計(jì)算r1和r8。

當(dāng)α=0.05，組數(shù)n=8時(shí)，臨界值f(0.05,8)=0.608[7]。

由表8可知，r1及r8值均小于f(α,n)值，所有數(shù)據(jù)均保留。

從表6～表8可知，組內(nèi)數(shù)據(jù)無差異；組間平均值無差異；各實(shí)驗(yàn)室測量精度相同，定值數(shù)據(jù)通過統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，可以匯總統(tǒng)計(jì)。

表8 各協(xié)作實(shí)驗(yàn)室氯測定結(jié)果平均值的狄克遜檢驗(yàn)結(jié)果

3.3.4 標(biāo)準(zhǔn)值和不確定度的計(jì)算

根據(jù)等精度測量的數(shù)據(jù)處理方法可知，標(biāo)準(zhǔn)值即總平均值，定值數(shù)據(jù)的匯總見表9。不確定度由均勻性、穩(wěn)定性、定值和測量方法共同引入。

表9 協(xié)作實(shí)驗(yàn)室氯定值數(shù)據(jù)

3.3.4.1 均勻性引入的不確定度計(jì)算結(jié)果

3.3.4.2 穩(wěn)定性引入的不確定度計(jì)算結(jié)果

3.3.4.3 定值過程引入的不確定度計(jì)算結(jié)果

3.3.4.4 測量方法引入的不確定度計(jì)算結(jié)果

3.3.4.5 擴(kuò)展不確定度計(jì)算結(jié)果（包含因子k=2，置信水平為95%）[7]

3.3.4.6 氯成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果

經(jīng)計(jì)算，氯成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果為762±30 mg/100 g。

4 結(jié)論與討論

經(jīng)過2年的研究，研制得嬰幼兒配方奶粉中氯成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。定值結(jié)果為762 mg/100 g，擴(kuò)展不確定度為30 mg/100 g（k=2）。試驗(yàn)采用電位滴定法進(jìn)行測試，通過均勻性檢驗(yàn)、穩(wěn)定性監(jiān)測、考察結(jié)果根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行判定，符合JJG 1006—1994國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的技術(shù)要求：均勻性在準(zhǔn)確度范圍內(nèi)，穩(wěn)定期達(dá)1年。同時(shí)對其不確定度進(jìn)行評(píng)估，確保用戶在不同時(shí)間使用的量值及不確定度都是準(zhǔn)確可靠的。此次研制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可用于量值溯源、分析儀器校準(zhǔn)、分析方法確認(rèn)與評(píng)價(jià)、仲裁檢測、技術(shù)考核以及相關(guān)生產(chǎn)部門和實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制等[8]。