龍錦林 王春麗 陶銀鳳 孫曉晗 李 爍
(1. 濟(jì)南市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心,山東 濟(jì)南 250102;2. 山東城控檢測(cè)技術(shù)有限公司,山東 濟(jì)南 250102)
游離棉酚是一種多酚羥基萘醛類化合物,主要存在于未精煉或精煉不徹底的棉籽油中,由于存在具有活性的醛基和羥基而具有較強(qiáng)的毒性[1]。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:食用植物油中游離棉酚的最大限量為200 mg/kg[2]。因此在各級(jí)食品安全監(jiān)督檢驗(yàn)中,游離棉酚是植物油產(chǎn)品中一個(gè)重要的監(jiān)控指標(biāo)。不確定度是表征合理地賦予測(cè)量值的分散性[3],以便使用人員能夠評(píng)價(jià)測(cè)量值的可靠程度[4],因此游離棉酚檢測(cè)的不確定度是一個(gè)涉及評(píng)價(jià)中國(guó)植物油質(zhì)量安全的重要參數(shù)。目前有關(guān)游離棉酚含量的檢測(cè)研究較多[5-7],但未對(duì)其檢查結(jié)果的不確定度進(jìn)行評(píng)定。
同時(shí),食品檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)需要建立和保持應(yīng)用測(cè)量不確定度的程序[8],并在測(cè)量不確定度影響符合性判定等情況時(shí),檢驗(yàn)報(bào)告中給出測(cè)量結(jié)果的不確定度[9]。文章擬通過(guò)GB 5009.148—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 植物性食品中游離棉酚的測(cè)定》測(cè)定植物油中游離棉酚,并依據(jù)不確定度評(píng)估的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范[10-11],建立一種植物油中游離棉酚檢測(cè)結(jié)果不確定度的數(shù)學(xué)模型,對(duì)游離棉酚檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生不確定度的主要來(lái)源進(jìn)行分析與評(píng)定,旨在為評(píng)估植物油中游離棉酚檢測(cè)結(jié)果的質(zhì)量提供依據(jù)。
食用植物油:市售;
棉酚標(biāo)準(zhǔn)品:≥95%,中國(guó)藥品生物制品檢定所;
磷酸、無(wú)水乙醇、丙酮:優(yōu)級(jí)純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;
甲醇:色譜純,美國(guó)Fisher公司;
高效液相色譜儀:Waters e2695型,美國(guó)沃特世公司;
電子天平:BSA2245型,德國(guó)賽多利斯公司;
電子天平:CPA2250型,德國(guó)賽多利斯公司。
依據(jù)GB 5009.148—2014對(duì)植物油中游離棉酚進(jìn)行檢測(cè)。稱取油樣1.00 g于15 mL離心試管中,加入5 mL無(wú)水乙醇,渦旋5 min,冷藏靜置分層(1 h以上),取上清液于2 mL離心管,14 000 r/min離心5 min,上清液過(guò)0.22 μm 微孔濾膜,上機(jī)檢測(cè)。
建立如式(1)所示的模型:
(1)
式中:
X——試樣中棉酚含量,mg/kg;
m——試樣質(zhì)量,g;
C——試樣測(cè)定液中棉酚含量,μg/mL;
V——萃取用無(wú)水乙醇體積,mL。
從不確定度的傳播律來(lái)看,數(shù)學(xué)模型中各參數(shù)都可能有一個(gè)與檢測(cè)結(jié)果相關(guān)的不確定度,都是檢測(cè)結(jié)果不確定度的潛在來(lái)源[12]。從數(shù)學(xué)模型和測(cè)量過(guò)程可知,游離棉酚檢測(cè)結(jié)果不確定度主要來(lái)自:① 樣品稱量過(guò)程引入的不確定度urel(m);② 萃取溶劑移取過(guò)程引入的不確定度urel(V);③ 樣液中游離棉酚濃度引入的不確定度urel(C),包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)本身含量、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制過(guò)程使用的容器、校準(zhǔn)曲線擬合、樣液中游離棉酚峰面積的重復(fù)性;④ 樣品均勻性及其前處理過(guò)程引入的不確定度urel(p)。
為了簡(jiǎn)化不確定度評(píng)估程序,降低評(píng)估工作量,根據(jù)不確定度評(píng)估中“抓大放小”的原則,在評(píng)估過(guò)程中,對(duì)于貢獻(xiàn)率較小的因素,尤其是貢獻(xiàn)率小于最大影響因素1/10 的因素,則不加以計(jì)算評(píng)估[9]。由于檢測(cè)環(huán)境溫度對(duì)檢測(cè)結(jié)果的貢獻(xiàn)較小[13-14],因此不討論室溫對(duì)檢測(cè)結(jié)果不確定度的影響。
混勻后直接使用電子天平稱取1.00 g油樣,電子天平最大質(zhì)量允差為0.5 mg,按正態(tài)分布考慮,k=3。則由樣品稱量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
樣液中游離棉酚濃度引入的不確定度主要來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)本身含量、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制、校準(zhǔn)曲線擬合和樣液中游離棉酚峰面積的重復(fù)性4個(gè)方面。
4.3.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
(1) 稱量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱樣量為0.200 00 g,天平檢定最大質(zhì)量允差為0.05 mg,其置信區(qū)間p=0.99,按正態(tài)分布考慮,k=3。
(2) 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液定容引入的不確定度:標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液、中間標(biāo)準(zhǔn)液制備過(guò)程中使用了100 mL容量瓶、10 mL 容量瓶和500 μL移液器。
因此標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的定容和移取引入的相對(duì)不確定度:
故棉酚標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的相對(duì)不確定度為:
4.3.3 校準(zhǔn)曲線擬合校準(zhǔn)引入的不確定度 按照試驗(yàn)方法的要求,使用高效液相色譜儀對(duì)1,5,10,20,40 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定,每個(gè)水平重復(fù)測(cè)量3次,得到標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)峰面積,各濃度的峰面積見表1。以濃度X為橫坐標(biāo),峰面積的平均值Y為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,建立線性回歸方程Y=7.96e+004X-18 827,R2=0.999。
表1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)峰面積
按式(2)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度。
(2)
式中:
S(A)——標(biāo)準(zhǔn)工作液峰面積殘差的標(biāo)準(zhǔn)偏差;
b——擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率;
p——樣品的測(cè)量次數(shù);
n——擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線中標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)個(gè)數(shù);
Ci——標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃度,μg/mL;
Scc——溶液含量殘差的平方和。
植物油樣品測(cè)量重復(fù)6次,使用線性方程求得使用樣液中游離棉酚含量為9.64 μg/mL,則標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的相對(duì)不確定度:
4.3.4 樣液中棉酚峰面積引入的不確定度 試樣處理液峰面積測(cè)量的不確定度主要是高效液相色譜儀引入的不確定度;查高效液相色譜儀檢定證書得知,當(dāng)k=2時(shí),液相色譜儀引入的相對(duì)不確定度為urel(A)=0.04。
綜上,樣液中游離棉酚濃度引入的不確定度urel(C)為:
檢測(cè)結(jié)果的重現(xiàn)性主要受樣品的均勻性和樣品前處理過(guò)程的一致性,以及檢測(cè)操作環(huán)境等因素影響,樣品前處理的重復(fù)性引入的不確定度可以用檢測(cè)結(jié)果的精密度來(lái)評(píng)估與表示[10]?;跇?biāo)準(zhǔn)方法驗(yàn)證的需要,試驗(yàn)所采用的濟(jì)南市市監(jiān)督抽檢的植物油的游離棉酚含量低于標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)限(<2.5 mg/kg),同時(shí)采用50 mg/kg作為添加質(zhì)量濃度代替樣品的測(cè)試結(jié)果(見表2)。由表2可知,加標(biāo)樣品測(cè)定結(jié)果的精密度為1.79%,平均回收率為96.36%。
表2 樣品測(cè)定結(jié)果的精密度和回收率
則樣品前處理的重復(fù)性引入的不確定度為:
基于不確定度的傳播規(guī)律,游離棉酚檢測(cè)結(jié)果的不確定度可以通過(guò)各個(gè)分量的不確定度合成得到。由于游離棉酚檢測(cè)結(jié)果是各分量的乘積,且各分量是互不相關(guān),因此按式(3)計(jì)算測(cè)量結(jié)果的不確定度[7]。
(3)
則
uc(x)=0.046 9×48.18=2.3。
擴(kuò)展不確定度可由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以包含因子,取置信區(qū)間p=95%,則k=1.96,約為2[10],因此植物油中游離棉酚含量測(cè)定的擴(kuò)展不確定度U(x)=2.3×2=4.6 mg/kg。
根據(jù)GB 5009.148—2014中檢出結(jié)果有效保留位數(shù)等要求,最終植物油中游離棉酚含量測(cè)定結(jié)果的報(bào)告為:
C=(48±5) mg/kg (K=2)。
通過(guò)對(duì)植物油中游離棉酚含量的檢測(cè),分析和評(píng)定了游離棉酚檢測(cè)過(guò)程中的不確定度主要來(lái)源,并計(jì)算出檢測(cè)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度。結(jié)果表明,植物油中游離棉酚含量檢測(cè)結(jié)果不確定度的重要來(lái)源為高效液相色譜儀的性能、樣品前處理的重復(fù)性以及標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合。因此在植物油中游離棉酚檢測(cè)過(guò)程中,要做好高效液相色譜儀的性能維護(hù)與監(jiān)控并加以控制;完善標(biāo)準(zhǔn)曲線的配置,做好標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的有效核查;加大檢測(cè)人員培訓(xùn),完善和規(guī)范檢測(cè)程序,確保人員操作的規(guī)范性和一致性。