王文鵬 蘇美東 王濤
摘 要:按照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉的測定》,文章建立測定蒸餾酒中環(huán)己基氨基磺酸鈉不確定度的數(shù)學(xué)模型,對不確定度來源進(jìn)行分析。結(jié)果顯示蒸餾酒中環(huán)己基氨基磺酸鈉的含量為9.49 mg/kg時(shí),測定結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.214 mg/kg,擴(kuò)展不確定度為0.428 mg/kg(k=2),其結(jié)果可表示為(9.49±0.428) mg/kg。結(jié)論表明不確定度主要來源為標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和測定。
關(guān)鍵詞:液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用;蒸餾酒;環(huán)己基氨基磺酸鈉;不確定度
Evaluation of Uncertainty in Determination of Sodium N-cyclohexylsulfamate in distilled liquor by LC-MS/MS
WANG Wenpeng1, SU Meidong2, WANG Tao1
(1.Yanan Center of Food Quality and Safety control, Yan 'an, 716000, China; 2.Shaanxi Province Quality Certification & Accreditation Association, Xi 'an, 710000, China)
Abstract: In accordance with GB 5009.97—2016 National food safety standard-Determination of sodium n-cyclohexylsulfamate in Food, a mathematical model for the determination of the uncertainty of sodium n-cyclohexylsulfamate in distilled liquor was established, and the source of the uncertainty was analyzed.The results showed that when the content of sodium n-cyclohexylsulfamate in distilled liquor was 9.49 mg/kg, the combined standard uncertainty was 0.214 mg/kg, the expanded uncertainty was 0.428 mg/kg (k=2), and the result could be expressed as (9.49±0.428) mg/kg.The results show that the main source of uncertainty is the preparation and measurement of standard solution.
Keywords: liquid chromatography-mass spectrometry; distilled liquor; sodium n-cyclohexylsulfamate; uncertainty
不確定度的含義是指由于測量誤差的存在,對被測量值的不能肯定的程度。《檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定能力評價(jià) 檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)通用要求》(RB/T 214—2017)4.5.15要求檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)需要建立和保持應(yīng)用評定測量不確定度的程序[1]。環(huán)己基氨基磺酸鈉(Sodium N-cyclohexylsulfamate),俗稱甜蜜素,是一種常用甜味劑,其甜度是蔗糖的30~40倍[2]。其毒理學(xué)顯示:小鼠經(jīng)口半數(shù)致死劑量為18 g/kg,F(xiàn)AO/WHO(1982)規(guī)定每日允許攝入量為0~11 mg/kg[3]。我國《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》(GB 2760—2014)對食品中甜蜜素用量進(jìn)行了嚴(yán)格限制,其中蒸餾酒中不得添加甜蜜素[4]。該研究工作在《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉的測定》(GB 5009.97—2016)[5]第3法液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法為基礎(chǔ)上,參考相關(guān)文獻(xiàn)[6-11],對蒸餾酒中環(huán)己基氨基磺酸鈉含量的不確定度進(jìn)行評定。
1 材料與方法
1.1 儀器與試劑
LCMS8040三重四級桿液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀,配有電噴霧離子源(ESI源),日本島津;渦旋混合器,IKA;電子天平(感量為0.001 g和0.01 mg),梅特勒。
環(huán)己基氨基磺酸鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)由壇墨質(zhì)檢提供,純度99.9%;甲醇、甲酸、乙酸銨均為色譜純。
1.2 試驗(yàn)步驟與方法
按照國家標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉的測定》(GB 5009.97—2016)[5]。稱取酒樣10.0 g,置于50 mL燒杯中,于60 ℃水浴上加熱30 min,殘?jiān)哭D(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中,用水定容并搖勻,經(jīng)0.22 ?m水相微孔濾膜過濾后備用。
1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
精確稱取0.118 21 g環(huán)己基氨基磺酸鈉標(biāo)準(zhǔn)品,用水溶解并定容至100 mL,混勻,溶液折算為環(huán)己基氨基磺酸1.052 mg/mL(環(huán)己基氨基磺酸鈉與環(huán)己基氨基磺酸的換算系數(shù)為0.890 9),作為標(biāo)準(zhǔn)儲備液。用水將1.00 mL標(biāo)準(zhǔn)儲備液定容至100 mL,濃度為10.52 ?g/mL,作為標(biāo)準(zhǔn)中間液。
環(huán)己基氨基磺酸標(biāo)準(zhǔn)曲線系列工作液:分別吸取適量體積的標(biāo)準(zhǔn)中間液,用水稀釋,配成濃度分別為0.010 52 ?g/mL、0.052 60 ?g/mL、0.105 2 ?g/mL、0.526 0 ?g/mL、1.052 ?g/mL和2.104 ?g/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
1.4 儀器條件
1.4.1 液相色譜條件
色譜柱:C18柱,粒徑1.7 ?m,150 mm×2.1 mm(島津);流動相:A為10 mmol/L乙酸銨溶液,B為甲醇,梯度洗脫程序見GB 5009.97—2016第三法;流速:0.25 mL/min;柱溫:35 ℃;進(jìn)樣量:10 ?L。
1.4.2 質(zhì)譜條件
離子源:電噴霧離子源(ESI源);檢測方式:多反應(yīng)監(jiān)測(MRM);掃描方式:正負(fù)離子模式掃描;碰撞氣:氬氣;接口溫度:300 ℃;DL管溫度:250 ℃;加熱模塊溫度:400 ℃。選擇的離子對參數(shù)見表1。
1.4.3 建立數(shù)學(xué)模型
結(jié)果計(jì)算如下:
其中:X-試樣中各待測組分的含量,單位為毫克每千克(mg/kg);C-從標(biāo)準(zhǔn)工作曲線中讀出的供試品溶液中各待測組分的濃度,單位為微克每毫升(μg/mL);V-試樣溶液最終定容體積,單位為毫升(mL);m-稱樣量,單位為克(g)。
2 結(jié)果與分析
2.1 不確定度的識別
由試驗(yàn)方法、結(jié)果計(jì)算過程,可以看到不確定度的來源主要有樣品稱量、稀釋體積、標(biāo)準(zhǔn)溶液及其配制、校準(zhǔn)曲線擬合、樣品測定等因素引入的不確定度。
2.2 樣品稱量的不確定度U1
稱取10 g的酒樣。所用天平檢定證書給出的最大允差為±1.0 mg,取均勻分布,則樣品稱量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
2.3 樣品稀釋體積的不確定度U2
樣品稀釋體積的不確定主要來源于容量瓶中的校準(zhǔn)、重復(fù)性的貢獻(xiàn)。其他如溫度、玻璃的膨脹系數(shù)所引起的不確定貢獻(xiàn)較小[8]。
20 ℃時(shí)100 mL容量瓶(A級)的容量允差為±0.10 mL,取均勻分布,其不確定度為:
取100 mL容量瓶重復(fù)充滿10次,稱量,其標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.2 mL,重復(fù)性不確定度為:
因此樣品稀釋帶入的相對不確定度為:
2.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋及配置不確定度U3
2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確信度
查閱的環(huán)己基氨基磺酸鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書,其相對擴(kuò)展不確定度均為0.5%,由于未顯示自由度,按矩形分布,則其相對不確定度Ustd:
所用所用天平檢定證書給出的最大允差為±0.02 mg,取均勻分布,則樣品稱量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
2.4.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度
(1)100 mL容量瓶引入的相對不確定度同2.3,為0.000 58。則標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制引入的不確定度為:
(2)10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制引入的不確定度。配制時(shí)使用1 mL移液器分別吸取標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液1 mL于100 mL的容量瓶,用水定容,配制成10 ?g/mL混合溶液。此過程中使用100 mL容量瓶引入的不確定度為0.000 58。
1 mL移液器的校準(zhǔn)證書顯示容量誤差為0.3%(k=2),其相對不確定度為:
則標(biāo)準(zhǔn)儲備液的不確定合成為:
2.4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線配制的不確定度
分別采用100 ?L和1 mL移液器取標(biāo)準(zhǔn)中間液0.01 ?L、0.05 ?L、0.1 ?L、0.5 ?L、1.0 ?L和
2.0 ?L至10 mL容量瓶中,用水定容至刻度。兩支移液器分別使用了3次。1 mL移液器引入不確定度見2.4.2(2),其使用了3次,則不確定度為0.001 2×3=0.003 6,同理100 ?L不確定度為0.005 5×3=0.016 5,10 mL容量瓶引入的不確定度為0.001 2,則標(biāo)準(zhǔn)曲線配制的不確定度為:
則標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋及配制不確定度為:
2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度U4
標(biāo)準(zhǔn)曲線由6個(gè)質(zhì)量濃度水平,分別是0.01 μg/mL、
0.05 μg/mL、0.1μg/mL、0.5 μg/mL、1.0 μg/mL和
2.0 μg/mL;每個(gè)質(zhì)量濃度測定3次,樣品溶液測定6次,按照外標(biāo)法擬合,測得環(huán)己基氨基磺酸的線性方程為Y=379 928X-35 038.67,相關(guān)系數(shù)R2=0.999 1,測得蒸餾酒樣品平均值濃度為0.976。
式中:p-樣品測定次數(shù);n-標(biāo)準(zhǔn)溶液測定總次
數(shù);Ci-樣品平均質(zhì)量濃度,μg/mL;C-標(biāo)準(zhǔn)溶液平均質(zhì)量濃度,μg/mL;Cj-各標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度,μg/mL;Yj-各標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度點(diǎn)的峰面積;A-校準(zhǔn)曲線截距;B-校準(zhǔn)曲線斜率。
計(jì)算所得:Sxx=10.06(μg/mL)2;Sy=9 427.3 μg/mL;U曲=0.013 34 μg/mL。
則由標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的相對不確定度為:
2.6 樣品測定引入的不確定度
取樣品6份,按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定制成溶液,測定6次,計(jì)算環(huán)己基氨基磺酸鈉(以環(huán)己基氨基磺酸計(jì))的含量,結(jié)果見表2。環(huán)己基氨基磺酸鈉含量的平均值為9.49 mg/kg,樣品測定引入的不確定度可以用相對標(biāo)準(zhǔn)偏差來確定,為0.004 6。
樣品測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為:
2.7 相對不確定度的合成
2.7.1 合成不確定度
根據(jù)各不確定度分量計(jì)算環(huán)己基氨基磺酸鈉(以環(huán)己基氨基磺酸計(jì))測定值的合成相對不確定度U為:
U=C樣×Uc=9.49×0.022 5=0.214 mg/kg
2.7.2 擴(kuò)展不確定度
取包含因子k=2(置信區(qū)間95%),白酒樣品中環(huán)己基氨基磺酸鈉(以環(huán)己基氨基磺酸計(jì))的擴(kuò)展不確定度計(jì)算為:
U(X)=k×U=2×0.214=0.428 mg/kg
3 結(jié)論
白酒中環(huán)己基氨基磺酸鈉(以環(huán)己基氨基磺酸計(jì))的測定結(jié)果為(9.49±0.428) mg/kg。通過對不確定度各分量的分析,可以得出標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)準(zhǔn)曲線是不確定度的主要來源,其次是樣品測定,其他分量貢獻(xiàn)較小,因此優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法和增加樣品測定次數(shù)是減小不確定度的有效途徑。
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