气相色谱法测定功能性饮料中肌醇含量的不确定度评定.pdf

第8 卷第3 期 2 0 1 7 年3 月 食品安全质量检测学报 J o u r n a lo fF o o dS a l t ya n dQ u a l it y V j l 8N O 3 M a r 2 0 1 7 气相色谱法测定功能性饮料中肌醇含量的 不确定度评定 许蓉蓉+ ( 柳州食品药品检验所，柳州5 4 5 0 0 4 ) 摘要：目的评定气相色谱法测定功能性饮料中肌醇含量的不确定度。方法运用中华人民共和国国家计 量技术规范J J F1 0 5 9 1 - 2 0 1 2 测量不确定度评定与表示，分析肌醇含量测量过程中的不确定度来源，通过建 立数学模型量化不确定度分量，计算合成不确定度和扩展不确定度。结果本方法的不确定度主要来源于标 准曲线的绘制。当功能性饮料中肌醇含量为1 2 5 5 2m g L ，扩展不确定度为6 7 8m g L ( 9 5 詈信度) ，此时肌醇 含量表示为( 1 2 5 5 2 士6 7 8 ) m g L ( 拓2 ) 。结论该评定方法可用于气相色谱法对功能性饮料中肌醇含量的测定。 关键词：气相色谱法；肌醇；不确定度；功能性饮料 U n ce r t a in t ye v a l u a t io nind e t e r m in a t io no fin o s it o lf r o mf u n ct io n a lb e v e r a g e b yg a sch r o m a t o g r a p h y x uR o n g R o n g iu z h o uI n s t it u t e f o rF o o da n dD r u gC o n t r o l ，L iu z h o u5 4 5 0 0 4 ，C h in a ) A B S T R A C T ：O b j e ct iv e T oe v a l u a t et h eu n ce r t a in t yo fd e t e r m in a t io no fin o s it o linf u n ct io n a lb e v e r a g eb yg a s ch r o m a t o g r a p h y ( G C ) M e t h o d sA cco r d in gt o t h en a t io n a lm e t r o l o g yt e ch n ica ls p e cif ica t io n sJ J F1 0 5 9 1 2 2 0 1 2 E v a l u a t io na n de x p r e s s io no fu n ce r t a in t yinm e a s u r e m e n t ，t h es o u r ceo fu n ce r t a in t yo fd e t e r m in a t io no fin o s it o lw a s a n a l y z e d F u r t h e r m o r e ，b a s e do n t h ee s t a b l is h e dm a t h e m a t icm o d e l s ，t h eco m b in e du n ce r t a in t ie sa n de x p a n d e d u n ce r t a in t ie sw e r eca l cu l a t e d R e s u l t sT h em a j o ru n ce r t a in t ys o u r ceo ft h ism e t h o dw a st h ep r e p a r a t io no fs t a n d a r d cu r v e W h e nt h ein o s it o lco n t e n tinf u n ct io n a lb e v e r a g ew a s1 2 5 5 2m g m ，t h ee x p a n du n ce r t a in t ie sw a s6 7 8m g L ( 9 5 co n f id e n ce ) ，a n dt h ein o s it o lco n t e n tw a se x p r e s s e da s ( 1 2 5 5 2 士6 7 8 ) m g L ( 拓2 ) C o n cl u s io n T h em e t h o diss u it a b l e f o rt h ee v a l u a t io no f u n ce r t a in t yo f in o s it o linf u n ct io n a lb e v e r a g ed e t e r m in e db yG C K E YW O R D S ：g a sch r o m a t o g r a p h y ；in o s it o l ；u n ce r t a in t y ；f u n ct io n a lb e v e r a g e 1 引言 肌醇，化学名称为环己六醇，广泛存在于动物心脏、 肌肉和未成熟的豌豆中，与维生素B 中的胆碱，是构成卵 磷酯的成份之一，具有与维生素B 1 、生物素等相类似的作 用，可治疗肝硬化、脂肪肝、血管硬化、胆固醇过高和四 氯化碳中毒等多种疾病 1 】，肌醇已被列入食品营养强化剂， 在功能性饮料中广泛使用。我国标准对肌醇的添加量有明 确规定 2 J ，因此保证肌醇含量检测数据的准确性至关重 要。为了提供更科学更完整的检测数据，中国合格评定国 家认可委员会要求，检测实验室应具有并应用评定测量不 确定度的程序【3 J 。目前，对于肌醇含量测定不确定度报道 + 通讯作者：许蓉蓉，主管药师，主要研究方向为食品药品质量与安全。E m a il ：l o t u s 5 1 l q q co m + C o r r e s p o n d in ga u t h o r ：X UR o n g R o n g ，P h a r m a cis t in ch a r g e ，L iu z h o u I n s t it u t ef o rF o o da n dD r u gC o n t r o l ，L iu z h o u5 4 5 0 0 4 C h in a E m a il ：l o t u s 511 q q co m 1 0 1 4 食品安全质量检测学报第8 卷 的文献仅有一篇，为水产预混合饲料方向 4 ，但有关功能 性饮料中肌醇含量的不确定度评定，未见报道。 本研究基于J J F1 0 5 9 1 2 0 1 2 测量不确定度评定与表 示【5 J 、C N A S C L 0 6 化学分析中不确定度的评估指南 j 、C N A S C L 0 7 测量不确定度的要求【7 和J J F1 1 3 5 2 0 0 5 化学分析测量不确定度评定 8 1 ，依据G B T 5 0 0 9 19 6 2 0 0 3 保健食品中肌醇的测定 9 中的技术规范， 参考多篇不确定度评定和分析的文献 1 0 - 1 3 】，对功能性饮料 中肌醇含量检测的不确定度进行测定和分析，为功能性饮 料中肌醇含量的质量控制提供科学依据。 2 材料与方法 2 1 材料、试剂与仪器 市售某品牌功能性饮料。 肌醇( 9 9 2 4 - 0 3 ，批号：V 3 9 1 0 0 5 0 ，上海安普实验 科技股份有限公司) ；三甲基氯硅烷、六甲基二硅氨烷( 分析 纯，上海沪试实验室器材股份有限公司) ；N ，N 一二甲基甲酰 胺( 液相色谱级，百灵威科技有限公司) ；无水乙醇( 液相色 谱级，美国欧姆尼基因公司) ；无水硫酸钠( 残留分析级，上 海安谱实验科技股份公司) ；正己烷( 液相色谱级，德国默 克公司) 。 7 8 9 0 B 气相色谱仪( 美国安捷伦公司) ，配氢火焰离子 化检测器( F I D ) ；X P 2 6 微量电子分析天平( 瑞士梅特勒公司) ； D H G 一9 2 4 6 A 电热恒温鼓风干燥箱( 上海精宏实验设备有限 公司) ；X M T D 一8 2 2 2 数显恒温水浴锅( 上海精宏实验设备有 限公司) 。 2 2 实验方法 2 2 1 气相色谱条件 色谱柱D B 5 ( 6 0m x 0 3 2m m ，0 2 5 9 in ) ；载气为氮气； 恒流分析，流速2 0m L m in ；进样口温度2 4 5 ，分流比 1 0 ：1 ；检测器温度2 8 0 ，氢气流量4 5m L m in ，空气流量 4 5 0m L m in ，尾吹气氮气流量4 5m L m in ；柱温：初始 1 6 0 ，保持1 0m in ，以1 0 。C m in 的速度升至2 5 0 ，再 以2 0 m in 的速度升至3 0 0 。 2 2 2 标准品储备液的配制 精密称取经过1 0 5 士1 烘干2h 的肌醇标准品2 5 m g ，置于5 0m L 量瓶中，用7 0 的乙醇溶液溶解并定容至 刻度，即得0 5m g m L 的标准品储备液。 2 2 3 标准曲线的配制 精密量取O 5m g m L 的标准品储备液o 0 0 、0 0 5 、1 0 、 2 0 、3 0 、5 0m L 进行硅烷化反应。把不同体积标准储备 液分别置于6 个5 0 m L 圆底烧瓶中，加入1 0 m L 无水乙醇， 在( 8 0 土2 1 下旋转浓缩至近干时再加入5m L 无水乙醇， 继续浓缩至彻底干燥。加入硅烷化试剂( 三甲基氯硅烷、六 甲基二硅氨烷和二甲基甲酰胺以l ：2 ：8 的体积比，临用时 现配) 1 0m L ，超声溶解5m in 并转移至2 5m L 有螺纹盖的 离心管巾，放，h ( 8 0 4 - 2 ) 水浴中衍生反应约7 5r a in ，期间 每隔2 0m in 取出振荡一次，然后取出冷却至室温。精密加 入5m L 正己烷，振荡混合后静置分层。取上层液3m L 于 预先加少许无水硫酸钠的带螺纹盖离心管中，振荡后以 8 0 0 0r m in 离心，取上清液即得标准系列溶液。 2 2 4 样品测定 精密量取样品1 0m L ，于5 0m L 圆底烧瓶中，与标准 品储备液同步硅烷化得样品溶液。分别将标品曲线系列溶 液和样品溶液进行气相分析，以肌醇标准品的保留时间定 性，标准曲线定量。测量数学模型按公式( 1 ) 计算。 肛赢争面 ( 1 ) 彳1 0 3 R P c 式中：x 为试样中肌醇浓度( m g L ) ；C 样为试样中肌醇含量 ( m g ) ；M 为试样的取样量( l L ) ；R e c为同步加标试验的回收 率( ) 。 2 2 5 回收率测定 精密量取样品0 5m L ，精密加入标准品储备液O 5 m L ，按2 2 4 样品测定进行分析，根据“( 测得量样品含量) 加标量”计算回收率。 3 结果与分析 3 1 不确定度的来源 从整个实验的检测过程和数学模型来看，本方法中 不确定度主要来源以下几个方面： ( 1 ) 标准物质引入的不确定度U r e l ( 标) ，主要由标准物 质纯度，标准物质称量时天平的最大允许误差，稀释过程 中量器的允许误差和标准曲线拟合过程中引入： ( 2 ) 样品稀释过程引入的不确定度U r e l ( 功； ( 3 ) N 量结果的重复性引入的不确定度“。l 汹) ； ( 4 ) I N 收率引入的不确定度U r e t ( R e c) 。 3 2 不确定度分量的评定 3 2 1 标准物质引入的标准不确定度k 。I ( 标) ( 1 ) 标准物质含量引入的相对标准不确定度“r e l ( 标。) 标准品纯度9 9 2 4 - 0 3 ，按矩形分布扣3 计算，肌 醇标准品的不确定度为群( 标。) = o 3 4 5 = o 2 ，肌醇标准 品的相对标准不确定度为U r e l ( 标。) = 0 2 9 9 2 = 0 0 0 2 。 ( 2 ) 标准物质称量引入的相对标准不确定度U r e l ( 标。) 减量法称取标准品2 5 ，0r a g ( 精确至0 0 0 1r a g ) ，天平 制造商给出的线性误差为o 0 0 6m g ，采用矩形分布扣3 计算，肌醇质量的标准不确定度“( 标。) = 、J 2 x ( O 0 0 6 3 ) 2 = O 0 8 m g ，则相对标准不确定度为“。l ( 标。) = 0 0 8 2 5 = 0 0 0 3 2 。 ( 3 ) 标准曲线配制过程引入的相对标准不确定度 U r e l ( 标v ) 第3 期 许蓉蓉：气相色谱法测定功能性饮料中肌醇含量的不确定度评定 1 0 1 5 标准曲线配制过程引入的不确定度主要来源于量具 的允差和环境温度引起的体积变化2 个方面。试验中使用 了1 0 0g L 移液枪、5 0 m L 容量瓶、1m L 单标线吸量管、2 m L 单标线吸量管和5m L 分度吸量管各1 次，使用了7 次 5m L 单标线吸量管。根据J J G6 4 6 2 0 0 6 移液器 1 4 检定 规程和J J G1 9 6 2 0 0 6 常用玻璃量器【15 检定规程规定的 最大允许误差，根据公式( 2 ) 计算量具允差引入的相对标准 不确定度；量具在2 0 校准，试验温度在( 2 0 士4 ) 范围波 动，根据2 0 时有机溶剂的体积膨胀系数为1 1 0 。3 ，按 公式( 3 ) 计算环境温度引起的相对标准不确定度。玻璃量具 和移液器引起的体积相对标准不确定度见表1 ，标准曲线 配制过程弓l 入的相对标准不确定度为： ( 郦： 0 0 0 3 2 ，+ 0 0 1 7 0 0 5 一，- 0 0 2 1 。 V 0 0 0 4 + 0 0 0 6 + 7 0 0 0 3 ( 隐准) 2 篱 ( 2 ) 式中：a 为玻璃量具校准引起的体积偏差，后取根号3 ( 按矩 形分布计算) ，矿为使用体积。 l ( 度) 2 鬻( 3 ) 式中：a 为温度波动引起的体积偏差，等于温度波动x 液体 膨胀系数使用体积，k 取根号3 ( 按矩形分布计算) ，V 为使 用体积。 ( 4 ) 标准曲线拟合引入的相对标准不确定度“。1 ( 标。) 本研究对6 个不同浓度的标准溶液进行了测定，每个 浓度测定1 次，共测定6 次= 6 ) 。测得浓度与峰面积的对 应值见表2 。以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标进行拟合， 得到的回归方程为y = 0 4 7 0 8 x + 3 6 8 7 ( 产= 0 9 9 9 9 ) ( 见表3 ) 。根 据公式( 4 ) 计算纵坐标标准溶液峰面积预测值所产生的标 准误差s ) = 3 8 5 ， S ( v ) = 式中：，z 为标准曲线测定的总点数；Y i为各标液浓度对应的 响应值；Y 为各标液浓度代入直线方程计算出的理论值。 对样品溶液进行6 次重复测定= 6 ) ，待测样溶液按 回归方程计算的平均含量为1 2 5 5 2p g ( 见表2 ) 。根据公式 ( 5 ) 计算最小二乘法拟合标准曲线的过程引入的标准不确 定度 甜c夥= 蔫 = 4 8 7 ( u g ) 则拟合曲线引入的相对标准不确定度为：U r e l ( 标。) = 4 8 7 1 2 5 5 2 = 0 0 0 4 。 ，、S ( y ) 烈尸) 2 子一 D 式中：肝为标准曲线测定的总点数( 拟合总点数) ；P 为样品重 复测定的次数；X o 为待测样品以曲线校正所得含量均值计 ( 1 a g ) ；工为各标准溶液峰面积代人直线方程计算出的理论值 ( 肛g ) ；X 为标准曲线各点含量的平均值( 9 2 3 8 峙) ；b 为直线 斜率。 表1 玻璃量具和移液器的相对标准不确定度 T a b l e1U n ce r t a in t ie so fg l a s sco n t a in e ra n dl o co m o t iv ep ip e t t e 1 0 1 6 食品安全质量检测学报 第8 卷 ( 4 ) 根据上述各不确定度分量计算标准物质引入的相 对标准合成不确定度 。( 标) = 届2 丙- 而蕊2 - 磊磊2 两- 丽2 - ：4 0 0 0 2 2 + 0 0 3 2 2 + 0 0 2 1 2 + 0 0 0 4 2 = 0 0 2 2 。 3 2 2 样品稀释过程引入的不确定度U r e l ( 样功 试验中使用了6 次1m L 单标线吸量管和6 次5m L 单标线吸量管。不确定度主要来源于量具的允差和环境温 度引起的体积变化2 个方面。根据表1 玻璃量具的体积相 对标准不确定度计算，样品稀释过程引入的不确定度 “。，( 样v ) = 6 o 0 0 5 2 + 6 o 0 0 3 2 = o 0 1 4 3 2 3 重复性引入的相对不确定度 “。l ) 本实验对样品进行了6 次平行测定，6 次测定结果见 表3 。按A 类评定实验重复性引入的标准不确定度为： “( ) = s R 6 = 1 8 9 6 = 7 7 2 ( m g L ) ；相对标准不确定度为 U r e l ( O ) ) = u o ) lR = 7 7 2 1 2 5 5 2 = 0 0 0 6 。 3 2 4 回收率引入的相对标准不确定 “。l ( R e c) 】 C N A S G L 0 6 化学分析中不确定度的评定指南中 要求对所有已知并显著的系统影响进行修正【6 1 。故我们进 行6 次样品加标试验，实验结果见表4 。回收率平均值的标 准偏差即为回收率标准不确定度： “( 尺) ：曼譬：三孚：1 0 。 使用公式( 6 ) 对回收率进行显著性检验。本实验 , = 1 1 0 0 一9 8 9 3 I 1 o 哆扣1 0 7 结果小于t o9 5 ( 5 ) = 2 5 7 ，表明 回收率测定结果与回收率1 0 0 无显著性差异，无需使用 回收率修正测定结果，数学模型中回收率分量可删除，回 收率引入的不确定度可忽略。 1 1 0 0 一R e cl t - J l - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - J u ( R e c) 式中：R e c为平均回收率，u ( R e c) 为回收率标准不确定度。当 统计量 乞( 咒一1 ) ，则认为所测定回收率与1 0 0 无显著 性差异，不必进行回收率修正。 3 3 不确定度的合成 肌醇含量的相对合成标准不确定度为 “r e l ( c) = “乏1 ( 标) + “r e 2 l ( 样v ) + “r e 2 l ( 缈) ：4 0 0 2 2 2 + 0 0 1 4 2 + 0 0 0 6 2 ：0 0 2 7 样品中肌醇测定结果均值为1 2 5 5 2m g L 时，合成标 准不确定度甜( c) = 材。l ( c) = 1 2 5 5 2m g L x O 0 2 7 = 3 3 9m g L 。 3 4 扩展不确定度 按9 5 的置信概率下，取包含因子k = 2 ，计算扩展不 确定度为U ( c) = k x u ( c) = 2 x 3 3 9m g L = 6 7 8m g L 。 3 5 各分量的相对标准不确定度 各分量的相对标准不确定度汇总见表5 。 表3 校准曲线 T a b l e 3C a l ib r a t iO ncu r v e 表4 回收率测定结果 T a h ie 4R e s u l t so fr e co v e r ie s 第3 期 许蓉蓉：气相色谱法测定功能性饮料中肌醇含量的不确定度评定 1 0 1 7 4 结论与讨论 本研究对功能性饮料中肌醇含量测定的不确定度来 源进行了较全面的分析，得出该方法中肌醇含量以不确定 度的形式表示为( 1 2 5 5 2 士6 7 8 ) m g L ( k = - 2 ) 。测量过程中影 响检测结果的不确定度主要来源于标准曲线配制过程，而 在这个配制过程中，移液器的使用对不确定度贡献最大。 在今后的检测过程中，使用精度更高的移液管代替移液器， 可减小数据测量过程中的不确定度，以保障检测结果的准 确性。 参考文献 1 】王凯，张云伟，万春花，等气相色谱法测定口服液中肌醇的含量 J 现代测量与实验室管理，2 0 0 7 ，0 3 ：2 8 2 9 W a n gK ，Z h a n gY W W a nC H ，e ta 1 D e t e r m in a t io no fin o s it o lino r a l l iq u idb yg a sch r o m a t o g r a p h y 明A d vM e a sL a bM a n a g ，2 0 0 7 ，0 3 ：2 8 - 2 9 【2 G B1 4 8 8 0 2 0 1 2 食品营养强化剂使用标准 s G B1 4 8 8 0 - 2 0 1 2F o o dn u t r it io nf o r t if ie ru s eo f h e a l t hs t a n d ”d s s 3 C N A S C L 0 1 检测和校准实验室能力认可准则( I S O I E C 1 7 0 2 5 ：2 0 0 5 ) S C N A S C L 0 1A ccr e d it a t io ncr it e r iaf o rt h eco m p e t e n ceo ft e s t in ga n d ca l ib r a t io nl a b o r a t o r ie s ( I S O I E C1 7 0 2 5 ：2 0 0 5 ) s 4 杜雪莉，绕瑾瑜，张风枰，等气相色谱法测定水产预混合饲料中肌醇 含量的不确定度评定 J 中国渔业质量与标准，2 0 1 5 ，5 ( 5 ) ：6 1 6 6 D uX L ，R a o 几，Z h a n gF P , e ta 1 E v a l u a t io n o fu n ce r t a in t yin d e t e r m in a t io no fin o s it o l ina q u a t ic p r e m ixb yg a sch r o m a t o g r a p h y J C h inF is hQ u a lS t a n d , 2 0 1 5 ，5 ( 5 ) ：6 1 6 6 5 】J J F1 0 5 9 1 - 2 0 1 2 测量不确定度评定与表示 s J J F l 0 5 9 1 - 2 0 1 2E v a l u a t io na n de x p r e s s io no f u n ce r t a in t yinm e a s u r e m e n t S 6 C N A S - C L 0 6 化学分析中不确定度的评估指南 s C N A S G L 0 6G u id a n ceo ne v a l u a t in gt h eu n ce r t a in t yinch e m ica la n a l y s is S 7 C N A S C L 0 7 测量不确定度的要求 s C N A S C L 0 7R e q u ir e m e n t sf o rm e a s u r e m e n tu n ce r t a in t y s 】 8 J J F l1 3 5 2 0 0 5 化学分析测量不确定度评定 s J J F1 1 3 5 - 2 0 0 5E v a l u a t io no fu n ce r t a in t yinch e m ica la n a l y s is m e a s u r e m e m S G B T 5 0 0 9 1 9 6 - 2 0 0 3 保健食品中肌醇的测定 s G B T5 0 0 9 1 9 6 - 2 0 0 3D e t e r m in a t io no f in o s it o linh e a l t hf o o d s s 程家丽，刘婷婷，马彦宁，等液相色谱法测定保健食品中番茄红素的 不确定度评定 J 食品安全质量检测学报，2 0 1 6 ，7 ( 11 ) ：4 6 5 3 - 4 6 5 8 C h e n gJ L ，L iuT T ，M aY N ，e ta 1 U n ce r t a in t ye v a l u a t io n o ft h e d e t e r m in a t io no fl y co p e n einh e s l t hf o o db y h ig hp e r f o r m a n cel iq u id ch r o m a t o g r a p h y J JF o o dS a f Q u a l ，2 0 1 6 ，7 ( 11 ) ：4 6 5 3 - 4 6 5 8 陈永元，乐琼乳制品中非蛋白氮含量测定的不确定度评定明食品 安全质量检测学报，2 0 1 6 ，7 ( 2 ) ：8 2 9 - 8 3 3 C h