液相色譜法測定飲料中誘惑紅含量的 不確定度評定

誘惑紅是一種食用性的合成色素，能夠在水中溶解，具有較強(qiáng)的著色牢度，毒性小?！妒称钒踩珖覙?biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》(GB 2760—2014)規(guī)定，誘惑紅能夠添加到糖果、冷飲以及固體飲料當(dāng)中，但其添加劑量必須控制在規(guī)定范圍內(nèi)。近年來，誘惑紅也開始被應(yīng)用于肉灌腸、西式火腿、果凍等食品中，使用范圍越來越廣。由于誘惑紅屬于人工合成色素，不能過量添加，否則會(huì)對食用者產(chǎn)生危害，因此必須要加強(qiáng)對此種色素的應(yīng)用劑量檢測，確保其處于合格范圍內(nèi)。在測定飲料中誘惑紅含量時(shí)，常用液相色譜法，該方法效果顯著，測定過程簡單快速，且準(zhǔn)確性高，結(jié)果滿意[4-5]。因此，本文結(jié)合《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059.1—2012）[1]和《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》（CNAS-GL006-2019）[2]中規(guī)定的基本因素，對高效液相色譜法測定飲料中誘惑紅的含量進(jìn)行不確定度分析[6]，找出影響不確定度的因素，對不確定度進(jìn)行評估，給出不確定度，如實(shí)反映測量的置信度和準(zhǔn)確度，為檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性提供真實(shí)、有效的依據(jù)[7-9]。

1 材料與方法

1.1 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《食品中誘惑紅、酸性紅、亮藍(lán)、日落黃的含量檢測 高效液相色譜法》（SN/T 1743—2006）進(jìn)行測定。

1.2 主要儀器設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、試劑

LC-20A島津高效液相色譜儀配紫外檢測器；艾杰爾Venusil XBP C18色譜柱；賽多利斯電子分析天平；超聲波水?。豢潭任?；移液器；甲醇（色譜純，上海安譜科技有限公司）；乙酸銨（色譜純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）；水，均為一級水。

食用合成色素誘惑紅溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[GBW(E)100164]，中國計(jì)量科學(xué)研究院。

1.3 檢測步驟與色譜條件

1.3.1 色譜條件

流動(dòng)相：甲醇：0.02 mol·L-1乙酸銨溶液（5+95）；梯度洗脫： 0～3 min，甲醇5%→20%；3～8 min，甲醇20%→35%；8～15 min，甲醇35%→98%；15～21 min，甲醇98%；檢測波長：254 nm；柱溫：室溫；進(jìn)樣量：10 μL。

1.3.2 檢測步驟

用液相色譜法測定飲料中的誘惑紅，將一定量樣品注入液相色譜儀，利用紫外檢測器進(jìn)行檢測，通過對被測樣品中色譜峰的保留時(shí)間來定性，根據(jù)樣品峰面積與標(biāo)準(zhǔn)比較用外標(biāo)法來定量。

2 數(shù)學(xué)模型的建立與不確定度來源

2.1 誘惑紅的含量計(jì)算

用外標(biāo)法計(jì)算飲料中誘惑紅的含量，其數(shù)學(xué)模型為

式中：X為樣品中誘惑紅的濃度，g·kg-1；Cs為誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，μg·mL-1；Ai為樣品中誘惑紅的峰面積；As為誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)的峰面積；V為提取溶液的總體積，mL；m為樣品稱樣量，g。

2.2 不確定度來源

根據(jù)測定飲料中誘惑紅含量的數(shù)學(xué)模型，其測量不確定度的來源主要有樣品稱量引入的不確定度；樣品定容引入的不確定度；標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度；標(biāo)準(zhǔn)工作曲線擬合求濃度引入的不確定度；樣品重復(fù)測定引入的不確定度。

3 不確定度分量的評定

3.1 樣品制備引入的不確定度

（1）試樣稱量，電子天平的允許偏差為±0.002 mg，k=2，樣品量m=5.052 g，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

（2）試樣稀釋。A級10.0 mL容量瓶，誤差為±0 mL，按矩形分布，k=，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

故試樣稱量和稀釋的相對不確定度為

3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度

（1）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度。從標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書中查得誘惑紅標(biāo)準(zhǔn)溶液的相對不確定度urel(S1)為2.0%。

（2）配制標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液引入的不確定度。用5 mL的刻度管移取2.5 mL至10 mL容量瓶中定容。5 mL刻度管允差為0.015 mL，10 mL容量瓶（A）級容量允差為0.02 mL，按照均勻分布，引入的相對不確定為

故配制標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液引入的不確定度為

（3）配制標(biāo)準(zhǔn)工作溶液引入的不確定度。用1 mL的刻度管移取1 mL至10 mL容量瓶中定容。1 mL刻度管允差為0.007 mL，10 mL容量瓶（A）級容量允差為0.02 mL，按照均勻分布，引入的相對不確定為

故配制標(biāo)準(zhǔn)工作溶液引入的不確定度為

因此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度為

3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度

由表1、表2可知，標(biāo)準(zhǔn)系列工作液按色譜條件進(jìn)行進(jìn)樣，以保留時(shí)間定性，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和對應(yīng)的峰面積，用最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程為y=21 999x，相關(guān)系數(shù)0.999 9。標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液峰面積的標(biāo)準(zhǔn)偏差為S=2 226.454 452，標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為urel(c0)=0.701 72%。

表1 擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)表

表2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線引入的不確定度表

3.4 重復(fù)試驗(yàn)引入的不確定度

稱取6份飲料各5 g，按相同的提取步驟進(jìn)行提取，相同的測量參數(shù)上機(jī)測定，測量結(jié)果分別為0.023 2 g·kg-1、0.023 0 g·kg-1、0.023 1 g·kg-1、0.022 9 g·kg-1、0.023 1 g·kg-1和 0.023 2 g·kg-1，平均值c=0.023 0 g·kg-1，重復(fù)測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差s=0.000 26 g·kg-1，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

4 合成相對不確定度評定

由于上述各個(gè)不確定度為積和商的關(guān)系，且相互獨(dú)立，故合成相對不確定度為

5 擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，則高效液相色譜法測定飲料中誘惑紅的相對擴(kuò)展不確定度為Urel=k×urel(w)=2×2.469 5%=4.939 0%。故擴(kuò)展不確定度為U=0.023×4.939 0%=0.001 1 g·kg-1。

6 測量結(jié)果不確定度

用高效液相色譜法測定飲料中誘惑紅含量，測定結(jié)果為X=（0.023±0.001 1）g·kg-1；k=2。

7 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)采用《食品中誘惑紅、酸性紅、亮藍(lán)、日落黃的含量檢測 高效液相色譜法》（SN/T 1743—2006）[3]方法測定飲料中誘惑紅含量，其不確定度為X=（0.023±0.001 1）g·kg-1；k=2。根據(jù)評定結(jié)果，影響不確定因素由大到小依次為標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、樣品的重復(fù)測定、標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合求濃度和樣品制備。其中標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程引入的不確定度貢獻(xiàn)最大。因此，在實(shí)際工作中，盡量選擇純度高的標(biāo)準(zhǔn)品，在配制過程中規(guī)范操作，選用高級別的量具，并定期對其進(jìn)行檢定校準(zhǔn)，以減少不確定度分量，提高測量值的準(zhǔn)確性和可信度，以保證檢測數(shù)據(jù)的科學(xué)性和合理性。