劉春霞,段國霞,劉麗君,李翠枝,呂志勇,陳 靜,宮慧麗,武倫瑋
(內蒙古伊利實業(yè)集團股份有限公司,內蒙古 呼和浩特 010110)
人乳脂的組成和結構比較特殊,從人乳脂脂肪酸組成來看,主要包括油酸、棕櫚酸和亞油酸,分別占人乳脂的5%~35%、20%~30%、10%~20%。因此,由這3 種脂肪酸通過一定方式生成的1-油酸-2-棕櫚酸-3-亞油酸甘油三酯(1-oleic-2-palmitic-3-linoleic acid triglyceride,OPL)為U-S-U結構[1-4],這種獨特的結構可促進嬰兒對脂肪和鈣的吸收,并對脂代謝有顯著影響[5-8]。為使嬰幼兒獲得與母乳相似的營養(yǎng),需要對牛乳脂肪進行結構化改造,或采用結構油脂,使其甘油三酯的脂肪酸組成更接近母乳[9-12]。因此監(jiān)測添加OPL的乳粉具有重要意義,在監(jiān)測的同時,必須重視分析測試中的不確定度。2019年,中國合格評定國家認可委員會發(fā)布了新的測量不確定度要求,即開展檢測的實驗室應評定測量不確定度。不確定度的應用在我國各行各業(yè)分析測試中越來越受到重視[12-16]。不確定度是指由于測量誤差的存在,對被測量值不能肯定的程度,不確定度越低,表明結果的可信程度越高,反之亦然,是一個衡量測量結果質量的指標。本研究對氣相色譜法測定乳粉中OPL含量的不確定度進行探討,該評定結果可直接應用于日常的實際檢測工作。
乳粉:市場隨機抽取共6 種樣品。
標準物質:OPL標準品(C55H100O6,純度≥99%)北京曼哈格生物科技有限公司;石油醚、乙醚、無水乙醇(均為分析純) 天津市富宇精細化工有限公司;氨水(優(yōu)級純)、氫氧化鉀(分析純) 天津盛奧化學試劑有限公司;正庚烷(色譜純) 天津光復精細化工有限公司。
7890B氣相色譜儀(配備氫火焰離子化檢測器)美國安捷倫公司;AL204分析天平 瑞士Mettler-Toledo公司;SuperVario-N多功能離心機 德國Funke Gerber公司;Pro UV超純水機 美國賽默飛世爾公司;DZKW-4電熱恒溫水浴鍋 北京興偉儀器有限公司;MS 3 basic渦旋振蕩器、RVID旋轉蒸發(fā)儀 德國IKA公司。
1.3.1 試樣制備
1.3.1.1 樣品水解
取乳粉試樣約1.0 g至毛氏抽脂瓶中,加入10 mL(65±5) ℃的水溶解試樣,振搖,使樣品完全溶解,加入2 mL體積分數(shù)25%的氨水,置于60~70 ℃水浴中15~20 min,3~5 min振蕩1 次,取出,冷卻至室溫,靜置30 s。
1.3.1.2 脂肪提取
向冷卻后的毛氏瓶中加入10 mL乙醇,加入2 滴1 g/100 mL剛果紅,混勻。加入25 mL乙醚,塞上塞子,100 次/min振搖1 min。再加入25 mL石油醚,塞上塞子,100 次/min振搖30 s。500~600 r/min離心5 min,使醚層、水層分開。傾出上清液于250 mL圓底燒瓶中,為第1次提取。第2次提取加入的試劑為5 mL乙醇、15 mL乙醚、15 mL石油醚,操作同前,離心分層后傾出上清液與第1次上清液合并。第3次提取不加入乙醇,加入15 mL乙醚、15 mL石油醚,操作同前,離心分層后傾出上清液與前2 次上清液合并。
1.3.1.3 樣液濃縮
把盛有脂肪上清液提取物的圓底燒瓶置于旋轉蒸發(fā)器上,(60±2) ℃通入氮氣旋轉蒸發(fā),濃縮至近干,用正己烷(或正庚烷)溶解殘留物并定容至10 mL,用渦旋振蕩器混勻,0.45 μm有機針式濾器過濾即為待測液。
1.3.2 標準溶液的配制
OPL標準儲備液:準確稱取10 mg OPL標準品(精確到0.1 mg),用正己烷(或正庚烷)溶解并定容至10 mL容量瓶中,制得OPL標準儲備液(1 mg/mL),冷凍保存,有效期3 個月。
OPL標準工作液:吸取一定量OPL標準儲備液,用正己烷(或正庚烷)定容,配制適宜質量濃度(500 μg/mL)的工作液,現(xiàn)用現(xiàn)配。
1.3.3 OPL含量計算
利用標樣的質量濃度與峰面積,計算乳粉中OPL含量(X),按式(1)計算。計算結果保留3 位有效數(shù)字。
式中:A樣為樣品中OPL的峰面積;A標為OPL標樣峰面積;ρ標為OPL標樣質量濃度/(mg/mL);V為定容體積/mL;m為待測樣品質量/g;1 000、100為單位換算系數(shù)。
1.3.4 數(shù)學模型和不確定度評定
組合類似影響因素,將輸入量ρ、V和m重復性因素組合在一起,歸為輸出量X的重復性因素,因此不需分別評定輸入量ρ、V和m重復性引入的不確定度分量,而是直接評定測量結果(X)的重復性引入的不確定度分量。為此將式(1)改寫為式(2)。
式中:ρ為根據標樣求出的OPL溶液質量濃度/(mg/mL);f為測量重復性影響因素的修正因子,其數(shù)值為1;ρ、V、m和f四者互不相關,采用方和根方法合成標準不確定度。而且OPL含量的計算式只有輸入量ρ、V、m的積和商,因而用以下簡化的方式計算合成標準不確定度[17-20],如式(3)所示。
通過實驗過程的標樣、樣品、重復性實驗逐一分析,可知標樣是通過稱量和配制過程,樣品是通過稱量、定容、轉移過程,重復性是通過稱量重復性、定容重復性、提取重復性和上機重復性分別影響不確定度[21-23]。
2.2.1urel(ρ)
urel(ρ)包括2 個來源:一是標準品稱量引入的標準不確定度u1rel(ρ);二是標準溶液配制過程引入的標準不確定度urel(VR1)。
2.2.1.1 標準品稱量引入的相對標準不確定度分量u1rel(ρ)評定
標準品稱量主要使用電子天平,因此,標準品稱量引入的標準不確定度由電子天平檢定后示值誤差和偏載誤差的最大允許誤差決定。電子天平經檢定合格,其示值誤差最大允許誤差為±0.05 mg,包含因子由此引起的標準不確定度u1s(m)
電子天平經檢定合格,其偏載誤差最大允許誤差為±0.15 mg,包含因子為。由此引入的標準不確定度
故電子天平校準引入的標準不確定度u(m)按式(4)計算。
標準品質量m=0.011 30 g實際上是采用減量方法通過2 次測量相減給出的,所以u1rel(ρ)按式(5)計算。
2.2.1.2 標準品定容引入的相對標準不確定度分量urel(VR1)評定
配制儲備液、樣品定容時容量瓶校準引入的試樣體積V的相對標準不確定度如下[24-27]:本研究使用的10 mL A級容量瓶的允許誤差為0.02 mL,取三角分布,包含因子為,則容量瓶體積帶來的不確定度u1(V)按式(6)計算。
相對標準不確定度urel(VR1)按式(7)計算。
綜上,urel(ρ)按式(8)計算。
2.2.2urel(V)
urel(V)包括2 個來源:校準和重復性影響,重復性歸入到OPL含量的重復性f中,只評定校準引入的標準不確定度。
樣品定容、稀釋時容量瓶校準引入的試樣體積V的相對標準不確定度如下:本研究使用的10 mL A級容量瓶的允許誤差為0.02 mL,取三角分布,包含因子為,則容量瓶體積帶來的不確定度u1(V)按式(6)計算,為0.008 167 mL。相對標準不確定度urel(VR1)按式(7)計算,為0.000 816 7 mL。
本次測量過程中,樣品使用10 mL容量瓶6 次,因此urel(V)按式(9)計算。
2.2.3urel(m)
質量m不是直接測量給出,實際上是采用減量法通過2 次稱量給出的,即由1 次回零(空瓶)稱量所得。每次測量不確定度都包括2 個來源:校準和重復性,重復性歸入到OPL含量的重復性f中,只評定電子天平校準引入的標準不確定度u1(m)。
2.2.3.1u1(m)評定
電子天平校準引入的標準不確定度由電子天平檢定后示值誤差和偏載誤差的最大允許誤差決定。電子天平經檢定合格,其示值誤差最大允許誤差為±0.5 mg,包含因子由此引入的標準不確定度按式(10)計算。
電子天平經檢定合格,其偏載誤差最大允許誤差為±1 mg,包含因子由此引入的標準不確定度按式(11)計算。
故電子天平校準引入的標準不確定度u1(m)按式(12)計算。
2.2.3.2urel(m)的計算
urel(m)按式(13)計算。
2.2.4urel(f)
峰面積A測定引入的X的不確定度合并到urel(f)考慮,稱取相同樣品6 份,同時進行處理后在相同氣相色譜條件下進行檢測,6 份樣品的測量結果平均值(X0)為1.172 g/100 g(表1),應用貝塞爾公式計算單次測量的實驗標準差,按式(14)~(15)計算。
表1 6 份試樣含量獨立重復測定結果Table 1 Results of repeated determination of six samples
urel(f)按式(16)計算。
2.3.1 輸出量相對合成標準不確定度評定
將式(8)、(9)、(13)、(16)代入式(3),計算urel(X)[28-30]。
2.3.2 乳粉中OPL含量測定結果的擴展標準不確定度評定
取包含因子k=2,包含概率p≈95%,則含量測量結果的相對擴展不確定度urel為urel(X)×k=0.011 8×2=0.023 6。
2.3.3 OPL含量測量結果及不確定度報告
6 份試樣OPL含量測量結果的平均值為1.172 g/100 g,OPL含量測量結果的相對擴展不確定度urel=0.023 6,提供約95%的包含概率。
OPL含量測量結果不確定度來源主要包含4 個方面,分別為:試樣溶解并定容后的溶液質量濃度ρ引入的標準不確定度urel(ρ);試樣體積V定容引入的標準不確定度urel(V);試樣稱量引入的標準不確定度urel(m);OPL含量測量重復性引入的標準不確定度urel(f)。由以上評定過程可以看出,urel(ρ)是主要不確定度來源,由式(4)可以看出,標準溶液稱量引入的相對標準不確定度分量是urel(ρ)的主要來源,由于本研究標準品稱樣量很小,計算結果也是通過在同一數(shù)量級的標樣單點計算,所以嚴格控制稱量環(huán)節(jié),按照稱量的標準規(guī)范進行操作,天平定期校準是控制本研究不確定度的有效手段。