高效液相色谱法测定果冻中阿斯巴甜含量的不确定度评定

王忠一李燕 吴帅

（烟台市食品药品检验检测中心，山东烟台264000）

高效液相色谱法测定果冻中阿斯巴甜含量的不确定度评定

王忠一*李燕 吴帅

（烟台市食品药品检验检测中心，山东烟台264000）

阿斯巴甜属于人工合成的甜味剂，由于其甜度高，热量低，故广泛应用于食品生产中。我国GB 2760-2014《食品添加剂使用标准》中增加了对阿斯巴甜使用范围和使用量的规定，其中在果冻中，阿斯巴甜允许最大使用量为1.0 g/kg，并规定添加阿斯巴甜的食品应标明：“阿斯巴甜（含苯丙氨酸）”。本试验采用高效液相色谱法测定果冻中阿斯巴甜的含量，并参照相关不确定度评估的方法和文献，建立数学模型，对其不确定度来源进行分析、评定，给出不确定度报告。为日常检测工作中阿斯巴甜的检测结果评估和提高检测结果的准确度提供参考。

1　方法与材料

1.1仪器与试剂

1260高效液相色谱仪，Agilent公司；CPA225D电子天平，德国赛多利斯公司；CT18RT台式高速冷冻离心机，天美生化仪器公司。

阿斯巴甜标准品，Dr.Ehrenstorfer公司；甲醇，色谱纯，美国Fisher 公司。

1.2试验方法

1.2.1标准溶液的配制

阿斯巴甜标准储备液：称取0.100 g阿斯巴甜标准品于100 mL容量瓶中，用蒸馏水溶解并定容至刻度。

阿斯巴甜标准使用液：分别移取2 mL、5 mL、10 mL、25 mL、50 mL标准储备液至100 mL 容量瓶中，定容后作为标准使用液。

1.2.2样品前处理

称取搅碎的果冻样品10.000 g，加30 mL水超声波震荡提取20 min，定容至50 mL，10 000 r/min离心10 min，取上清液经孔径0.45 μm 滤膜过滤，备用。

1.2.3色谱条件

色谱柱：C18柱，250 mm×4.6 mm，5 μm；流动相：甲醇+水（40+60）；检测器：二极管阵列检测器；检测波长：208 nm；流速：1.0 mL/min；进样量：20 μL。

2　数学模型的建立

本试验中，阿斯巴甜含量计算公式为：

式中：X——试样中阿斯巴甜含量，g/kg；

c——样液中阿斯巴甜质量浓度，mg/L；

m——取样量，g；

V——试样定容体积，mL；

frep——校正因子。

3　不确定度分量来源分析

通过数学模型和检测方法分析，果冻中阿斯巴甜含量测定的不确定度主要影响因素为标准使用液的配制操作、试样的称量及定容操作、标准曲线的拟合过程、试样非均匀性和试样前处理操作的差异性等。

4　不确定度分量的量化分析

4.1样液中阿斯巴甜含量测定值c的不确定度

4.1.1阿斯巴甜标准使用液引入的不确定度

4.1.1.1标准物质本身引入的不确定度

依据所用阿斯巴甜标准品证书，标准品本身的不确定度为0.5%，其包含因子为k=2，得出相对标准不确定度为：。

4.1.1.2天平的称量引入的不确定度

依据所用称量的电子天平检定证书，称量数值最大允差为±0.1 mg，阿斯巴甜标准品称取0.100 g，假设符合矩形分布，，得出标准不确定度为：；相对标准不确定度为：。

4.1.1.3标准溶液配制操作引入的不确定度

a）标准溶液配制操作中玻璃量具引入的不确定度。

配制溶液时，先后使用了2 mL、5 mL、10 mL、25 mL、50 mLA级单标线吸量管和100 mLA级容量瓶。依据JJG 196—2006《常用玻璃量具检定规程》的规定，A级2 mL、5 mL、10 mL、25 mL、50 mL单标线吸量管、100 mL 容量瓶的最大允许偏差分别为±0.010 mL、±0.015 mL、±0.020 mL、±0.030 mL、±0.05 mL、0.10 mL，假设符合矩形分布，，可得相对标准不确定度分量，结果见表1。

表1　标准溶液配制操作中玻璃量具引入的不确定度

标准使用液配制操作中玻璃量具引入的相对标准不确定度为：

b）标准溶液配制操作过程中试验环境温度变化引入的不确定度。

标准溶液配制操作过程中，试验环境的温度波动也会产生一定不确定度。依据JJG 196—2006《常用玻璃量具检定规程》的规定，玻璃量器的检定应在室温20 ℃下进行。试验过程中试验室温度保持在20 ℃±5 ℃，在此温度变化范围内，水的体积膨胀系数为2.1×10-4℃-1远大于玻璃的体积膨胀系数，故忽略温度对玻璃体积的影响，只考虑水的体积膨胀系数。假设温度变化符合矩形分布，k=，由此计算不确定度，结果见表2。

表2　标准溶液配制操作过程中试验环境温度变化引入的不确定度

可得标准溶液配制操作中试验环境温度变化引入的相对标准不确定度为：

则阿斯巴甜标准溶液配制操作过程引入的不确定度为：

4.1.2最小二乘法拟合标准工作曲线求得样液中阿斯巴甜含量过程所引入的不确定度

对5个浓度的阿斯巴甜标准使用液分别重复测定3次，结果见表3。

表3　阿斯巴甜标准使用液测定结果

根据表3中数据绘制标准曲线，所得拟合曲线为A=30.36C+7.99，式中A为峰面积，C为所测溶液中阿斯巴甜浓度，30.36为拟合曲线斜率b，7.99为拟合曲线截距a。

对试样测定5次，测得峰面积A，由标准工作曲线的线性回归方程计算得出样液中阿斯巴甜浓度分别为117 mg/ L、118 mg/ L、117 mg/ L、116 mg/ L、119 mg/ L，平均值为c样=117 mg/ L，则可得最小二乘法拟合标准工作曲线求得样液中阿斯巴甜含量过程所引入的标准不确定度为：

式中：SA——标准使用液峰面积残差的标准偏差；

Sc——标准使用液浓度残差的平方和；

n——标准使用液的测定次数，此方法为15次，n=15；

P——样液的测定次数，此方法为5次，P=5。

可得最小二乘法拟合标准工作曲线求得样液中阿斯巴甜含量过程所引入的标准不确定度为：。

由阿斯巴甜标准使用液和拟合曲线的标准不确定度分量可得样液中阿斯巴甜含量测定值c的相对标准不确定度为：。

4.2试样称量引入的不确定度

依据所用称量的电子天平检定证书，称量数值最大允差为±0.1 mg，试样称取10 g，假设符合矩形分布，，可得标准不确定度为：；相对标准不确定度为：。

4.3试样定容体积引入的不确定度

4.3.1试样定容量器引入的不确定度

试样定容使用50 mL容量瓶。依据JJG 196-2006《常用玻璃量具检定规程》的规定，A 级50 mL容量瓶的最大允差为±0.05 mL。假设符合矩形分布，，可得标准不确定度为：；相对标准不确定度为：。

4.3.2试样定容环境温度变化引入的不确定度

容量瓶检定环境温度为20 ℃，实验室环境温度在20 ℃±5 ℃波动，水的体积膨胀系数2.1×10-4℃-1，假设温度波动符合矩形分布，，可得标准不确定度为：；相对不确定度为：。

由4.3.1和4.3.2二项可得试样最终定容体积的相对标准不确定度为：。

4.4试样的非均匀性及试样前处理操作过程产生的不确定度

用试样中阿斯巴甜含量测定结果重复性和阿斯巴甜加标回收率重复性来量化试样的非均匀性和试样前处理操作过程引入的不确定度。

4.4.1试样中阿斯巴甜含量测定结果重复性的不确定度

对试样进行8次平行测定，测定结果见表4。

表4　试样中阿斯巴甜含量重复测定结果

可得试样中阿斯巴甜重复测定所的平均值的标

4.4.2阿斯巴甜加标回收率的不确定度

在试样中添加一定量的阿斯巴甜标准储备液，重复进行6次加标回收试验，测得的阿斯巴甜加标回收率见表5。

表5　加标回收率重复测定结果

由4.4.1和4.4.2可得试样非均匀性和试样前处理操作过程引入的相对标准不确定度：。

4.5相对标准不确定度的合成

由各标准不确定度分量可得，试样中阿斯巴甜含量测定结果的相对标准不确定度为：。

4.6扩展不确定度的评估

按照一般要求，取包含因子k=2，可得扩展不确定度为：U=uc（X）×2=0.01 g/kg。

4.7不确定度报告

被测果冻中阿斯巴甜含量不确定度报告如下：X=（0.58±0.01）g/kg；k=2。

5　讨论

通过果冻中阿斯巴甜含量测定不确定度的评定，分析测定结果的主要影响因素。得出高效液相法测定果冻中阿斯巴甜含量的不确定度主要由阿斯巴甜标准品及标准使用液配制操作、标准工作曲线拟合过程、试样前处理操作等分量引入。在日常检测过程中，可以通过控制主要不确定度分量的来源对试验方法和操作进行优化，从而降低测定的不确定度，提高测定的准确性。

［1］吴璞强，赵桂霞，张亚楠，等.阿斯巴甜的合成和应用研究［J］.中国调味品，2010，35（1）：30-32.

［2］中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. GB 2760—2014 食品添加剂使用标准［S］.北京：中国标准出版社，2014：86-88.

［3］中华人民共和国卫生部. GB/T 22254-2008 食品中阿斯巴甜的测定［S］.北京：中国标准出版社，2008：1-3.

［4］李皓，陈长武，张培刚，等.HPLC法测定果冻食品中阿斯巴甜含量的研究［J］. 食品科学，2008，29（8）：520-522.

［5］国家质量技术监督总局. JJF 1059.1—2012 测量不确定度评定与表示［S］.北京：中国计量出版社，2012：1-53.

［6］袁辉，王建玲，远辉.超高效液相色谱法测定葡萄酒中柠檬酸含量的不确定度评定［J］.酿酒科技，2014（8）：109-112.

［7］杜淑霞.高效液相色谱法测定含乳饮料中安赛蜜含量的不确定度评定［J］.食品研究与开发，2010，31（2）：142-145.

［8］国家质量技术监督检验检疫总局. JJG 196—2006 常用玻璃量器检定规程［S］. 北京：中国计量出版社，2006：1-22.

Assessment of the uncertainties in the determination of aspartame content in fruit jelly by UPLC

WANG Zhongyi*LI Yan WU Shuai
（Yantai testing center for food and drug，Shandong Yantai 264000，China）

按照JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》的方法，建立高效液相色谱法测定果冻中阿斯巴甜含量的数学模型，分析其中各不确定度分量的来源，并对其分别进行量化，最终合成果冻中阿斯巴甜含量测定结果的不确定度。通过分析得出，引入不确定度的主要分量有标准溶液的配制操作、标准曲线的拟合过程、试样前处理操作等。果冻中阿斯巴甜含量测定结果可表示为（0.58±0.01）g/kg，k=2。

高效液相色谱；果冻；阿斯巴甜；不确定度

According to the approach in Measurement Uncertainty and Results Indication （JJF 1059.1—2012），a mathematical model had been set up to assess the uncertainties in the determination of aspartame content in fruit jelly by high performance liquid chromatography （HPLC）.The source of each uncertainty in the mathematical model was analyzed，quantified and synthesized. Results indicated that main influence factors of the uncertainties in the determination were the preparation of standard solution，standard curve fitting process and sample pretreatment. The content of aspartame in fruit jelly could be shown as（0.58±0.01）g/kg，k=2.

high performance liquid chromatography （HPLC）；fruit jelly；aspartame；uncertainty

TS207.5+1

A

1673-6044（2016）01-0023-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2016.01.008

* 王忠一，女，1988年出生，2011年毕业于西北农林科技大学食品科学与工程专业，助理工程师。

2016-01-14