高效液相色谱法测定饮料中的糖精钠不确定度评定
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高效液相色谱法测定饮料中的糖精钠不确定度评定
作者：徐炫宗 柳训才
来源：《现代食品·上》2017年第06期
摘 要：在食品行业，糖精钠作为甜味剂被广泛用在食品中，但过多摄入糖精钠对人体会造成一定程度的伤害，为保证食品安全，需要监控食品中的糖精钠是否超标。当前食品中的糖精钠含量检测应用最广泛的是高效液相色谱法，本文用GB 5009.28-2016标准中的高效液相色谱法（HPLC）测定某品牌汽水饮料中的糖精钠含量，对检测过程中的标准物质、标准溶液配制、标准曲线拟合、样品前处理、测量精密度和测量准确度等6个因素对结果带来的不确定度逐一进行分析，探讨对结果带来较大偏差的因素，也为食品安全方面的检测不确定度评定提高参考。
关键词：甜味剂；高效液相色谱法；糖精钠；不确定度评定
Abstract：Saccharin sodium as sweetener is widely used in food industry， however，
excessive intake of saccharin sodium on the human body will cause some damage .In order to ensure
food safety， need to monitor whether saccharin sodium in food exceeded. Now， the most widely
used method for the determination of saccharin sodium in food is high performance liquid
chromatography （HPLC）. This paper using GB 5009.28-2016 standard by high performance liquid
chromatography （HPLC） determination of saccharin sodium in a certain brand of soft drinks， in
the process of detection， evaluation the uncertainty of standard materials， the preparation of
standard solution， standard curve fitting， sample preparation， measurement precision，
measurement accuracy ，analysis of these 6 factors one by one， to explore which factors case the
result in large deviations， but also for the food safety detection aspects of the uncertainty evaluation
to provide reference.
Key words：Sweetening agent； HPLC； Saccharin sodium； Uncertainty evaluation
中图分类号：O657.72；TS275
糖精钠，又称糖精，化学名：邻苯甲酰磺酰亚胺钠，是食品工业中常用的合成甜味剂，且使用历史最长，由于其甜味高，甜度约为蔗糖的450～550倍，常代替蔗糖用在食品中，但也是最引起争议的合成甜味剂。糖精钠除了在味觉上引起甜的感觉之外，对人体无任何营养价值，当食用较多的糖精钠反而会对人体造成危害[1]，更有报道称其有肿瘤促进剂作用，提高肿瘤发生率[2]，而且在GB2760-2014标准中明确规定了其使用范围及使用量[3]，因此食品添加剂的糖精钠需合理使用[4]。高效液相色谱法在糖精钠的检测有显著的优势，为满足CNAS-龙源期刊网
GL06的要求[5]，实验小组对GB 5009.28-2016高效液相色谱法[6]测定糖精钠进行了不确定度评定，为检测结果质量评定提供科学的依据。
1 测量过程简述
用GB 5009.28-2016 食品中苯甲酸、山梨酸和糖精钠的方法，称取样品约2 g经过前处理后装瓶备测，配制标液，与样液同时上安捷伦HPLC1260-UV检测，用最小二乘法拟合标准曲线，外标法定量。
2 建立数学模型
其中X为糖精钠含量，mg/kg；C为曲线读得浓度，mg/L；V为稀释体积，mL；m为称取质量，g；fmethod为回收率，%。
3 不同因素不确定来源概率分布
4 各不确定度评定
4.1 标准物质的不确定度计算
4.1.1 标准物本身的不确定度
本次使用的糖精钠固体标准品，纯度为：99.0%，查标准物质证书可知，不确定度为：0.5%，k=2；由标物本身引入的相对不确定度为：
4.1.2 称标物过程中引入的不确定度
经过折纯后，称取标物重量0.010 10 g，天平的检定证书给定的不确定度为：U=0.000
03，k=2；所以天平标准不确定度为：
4.1.3 用水溶解至10.00 mL引入的不确定度
10.00 mL容量瓶的检定证书给出扩展不确定度为：0.005 mL，k=2；溶剂温度波动半幅为5 ℃，溶剂温度膨胀系数：0.001 /℃，则溶剂温度膨胀效应为：
引入的标准不确定度为：
相对标准不确定度为：
标准储备液浓度：
4.1.4 溶剂的不确定度 龙源期刊网
用5.00 mL移液枪（查检定证书：U=0.003 mL，k=2），移取1000 mg/L标准储备溶液2.00 mL至100.00 mL容量瓶中（查检定证书：U=0.03 mL，k=2），得到浓度20.00 mg/L的储备液，溶剂温度波动半幅为5 ℃，溶剂温度膨胀系数：0.001/℃，则：
相对标准不确定度为：
4.1.5 标物的相对不确定度
标物的标准不确定度为：u（std1）=C×urel=5.85 mg/L。
4.2 标准曲线配制
用5.00 mL移液枪（检定证书：U=0.003 mL，k=2），依次移取相应体积到10.00 mL容量瓶中（检定证书：U=0.005 mL，k=2）稀释成标准校准液。此过程中由移液器、容量瓶和温度（溶剂波动振幅，20±5.0℃；溶剂温度膨胀系数：0.001/℃）引入的不确定度计算见表2。
Vx：配制工作曲线移取的标准溶液的体积；
则由校准曲线配制引入的相对不确定为：
4.3 标准曲线拟合
先用糖精钠固标配制成标准储备溶液，再由储备液稀释成系列标准校准液，然后进HPLC进行检测，每个浓度点进样一次，用最小二乘法拟合标准曲线，检测结果见表3。
由校准曲线引入的标准不确定度为：
S：标准溶液峰面积残差的标准差：
B：校准曲线的斜率；B=0.43；
P：被测样品的测量次数，P=1；
n：系列标准溶液总测试次数，n=7；
cx：样品溶液对应工作曲线的浓度，cx=10.00 mg/L；
：标准系列溶液的平均浓度，=1.243 mg/L；
ci：标准溶液浓度，mg/L；
Sxx：；Sxx=4.28 龙源期刊网
将上述各值代入公式计算，得糖精钠测定由校准曲线引入的标准不确定度u（c）=0.057 2
mg/L；相对标准不确定度为：
4.4 样品前处理
前处理过程中，称取样品2.00 g，经除杂净化吹干，用纯水溶解后定容至50.00 mL过0.22μm滤膜。
（1）称2.00 g样品引入的不确定度天平的检定证书给定的不确定度为：U=0.000 20 g，k=2；则由天平引入的不确定度为：
则
（2）定容至50.00 mL引入的不确定度：50.00 mL容量瓶的检定证书给出U=0.010 mL，k=2；溶剂温度波动半幅为5 ℃，溶剂温度膨胀系数：0.001 /℃，则溶剂温度膨胀效应为：
引入的标准不确定度为：
因此，样品前处理引入的相对不确定度为：
4.5 重复性
对同一样品进行6平行测定，结果见表4。
则，标准不确定度：
u（p）==0.1081 mg/kg
因此，糖精钠测量由精密度引入的相对标准不确定度urel（p）为：
4.6 方法准确度
则标准不确定度：
回收率经t判断：
存在显著性差异，所以由回收率引入的标准不确定度需要按下式修正：
假设其分布为均匀分布，取k=修正后由回收率引入的标准不确定度为：
5 各分量相对标准不确定度 龙源期刊网
合成相对标准不确定度与结果报告：
u=urel×c=0.33 mg/kg
U=u×k=0.66≈0.7 mg/kg，k=2
结果报告值为：（13.5±0.7）mg/kg，k=2，对应的包含因子为95%。
6 结论
从本次不确定度评定结果分析，方法准确度与标准溶液配制对结果带来的不确定度最大，为尽量减少对结果带来的影响，可以增加前处理的萃取次数来提高回收率，或者使用其他更好的检测方法；在标液配制过程中，尽量大体积移取逐级向下稀释来减少标准溶液配制带来的不确定度。
参考文献：
[1]晓 唐.糖精钠对人体有哪些危害[J].监督与选择，2004（7）：33.
[2]杨德安，石炳毅，李炎唐.糖精钠与膀胱癌动物模型[J].中国人民解放军军医进修学院学报，1987（2）：174-176.
[3]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB 2760-2014食品安全国家标准 食品添加剂使用标准[S].北京：中国标准出社，2016.
[4]张冬青.食品甜味剂糖精钠使用安全评价[J].食品科学，1990（8）：24-27.
[5]中国合格评定国家认可委员会.化学分析中不确定度评定指南[M].北京：中国计量出版社，2006.
[6]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB 5009.28-2016 食品安全国家标准 食品中苯甲酸、山梨酸、糖精钠的测定[S].北京：中国标准出版社，2016.
