高效液相色谱法测定奶茶中苯甲酸含量的不确定度评定_俞婕.pdf

第 51 卷第 2 期2023 年 1 月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.51 No.2Jan.2023高效液相色谱法测定奶茶中苯甲酸含量的不确定度评定俞 婕,马晓莹,林 婷(绿城农科检测技术有限公司,浙江 杭州 310000)摘 要:为提高奶茶中苯甲酸检测结果的准确性,建立了高效液相色谱法测定奶茶中苯甲酸含量的不确定度数学模型。依据 GB 5009.28-2016 食品安全国家标准 食品中苯甲酸、山梨酸和糖精钠的测定 中的方法,对于检测过程分析确定不确定度来源,并对测定的几个进行不确定计算及评价。得出奶茶样品中苯甲酸的含量为 0.0626 g/kg,其扩展不确定度为 0.00339 g/kg,k=2。结果表明,对于检测结果不确定度影响最大的是由于标准溶液配制造成的。因此,在实验过程中操作人员应该严格按照操作规程,减少这些不确定度分量,从而提高测结果的准确性。关键词:液相色谱;奶茶;苯甲酸;不确定度中图分类号:O657.37 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2023)02-0143-04 第一作者:俞婕(1995-),女,本科生,助理工程师,主要研究方向为食品安全检测。通讯作者:林婷,研究生,高级工程师,主要研究方向为食品质量与安全相关分析检测。Uncertainty Evaluation of Determination of Benzoic Acid inMilk Tea by High Performance Liquid ChromatographyYU Jie,MA Xiao-ying,LIN Ting(Greentown Agricultural Detection Technology Co.,Ltd.,Zhejiang Hangzhou 310000,China)Abstract:In order to improve the accuracy of detection results of benzoic acid in milk tea,an uncertaintymathematical model for determination of benzoic acid content in milk tea by high performance liquid chromatography wasestablished.According to the method in GB 5009.28-2016“Determination of Benzoic Acid,Sorbic Acid and SaccharinSodium in Food Safety National Standard”,the source of uncertainty was determined through analysis of the detectionprocess,the uncertain calculation and evaluation were carried out on several measured ones.It was concluded that thecontent of benzoic acid in milk tea sample was 0.0626 g/kg,its expanded uncertainty was 0.00339 g/kg,k=2.Theresults showed that the uncertainty of the test results was most affected by the preparation standard solution.Therefore,inthe process of the experiment,the operators should strictly follow the operation procedures to reduce these uncertaintycomponents,thus improve the accuracy of the test results.Key words:liquid chromatography;milk tea;benzoic acid;uncertainty我国是茶叶的故乡,茶叶是世界三大无酒精饮料之一1,随着青年亚文化的发展,奶茶已经逐渐成为青年群体的社交必备品2。据 2021 年中国新式茶行业研究报告 显示,截止2020 年底,我国奶茶门店数量已近 50 万家,消费者规模超 3.4亿人,且保持两位数以上增长态势,随着奶茶行业的快速发展带来的食品安全等相关问题愈发重要。苯甲酸(Benzoic acid)又名安息香酸,是一种被广泛使用的食品防腐剂,常用于果脯、蜜饯、茶、咖啡饮料等食品中3-5。虽然苯甲酸并不参与人体代谢,且不蓄积、毒性低,但是过量使用还是会对人体肝脏和肾脏以及胃产生危害6-10,同时 GB 2760-201411食品安全国家标准 食品添加剂使用标准,也明确指出了可以使用苯甲酸的食品种类及最大使用限量,因此,我们对奶茶中苯甲酸使用进行监管及检测结果的准确性判断显得尤为重要。不确定度是合理表征、赋予被测量值的分散性并与测量结果相联系的参数,是完整表达、科学评价检测结果可信度的依据,本文参照 GB 5009.28-201612食品安全国家标准 食品中苯甲酸、山梨酸和糖精钠的测定、JJF 1059.1-201213测量不确定度评价与表示 和 JJF 1135-200514化学分析测定不确定评价 对高效液相色谱法测定奶茶中苯甲酸结果不确定度进行了测量和评价,从而对奶茶中苯甲酸含量的测定提供了理论基础和科学依据。1 实 验1.1 仪器与试剂1.1.1 材料与试剂样品为市售奶茶;甲醇(色谱纯),Fisher;乙酸铵(分析纯),浙江长青化工;亚铁氰化钾(分析纯),浙江长青化工;Agela Innoval ODS-2(250 mm4.6 mm,5.0 m),天津博纳艾杰尔科技有限公司;水相微孔滤膜:0.22 m;具塞离心管:50 mL;实验用水为一级水,美国 Millipore 超纯水仪制备;苯144 广 州 化 工2023 年 1 月甲酸(纯度 99.96%),Dr.Ehrenstorfer。1.1.2 主要仪器与设备高效液相色谱仪器(Agilent 1100,配有二极管阵列检测器),Agilent 公司;BSA224S 型电子天平,德国赛多利斯;ST16R 高速冷冻离心机,赛默飞世尔;KQ5200E 超声波清洗器,昆山舒美;Multi-TubeVortexer 型涡旋振荡器;HWS-28 电热恒温水浴锅,上海一恒科学仪器有限公司。1.2 试样处理准确 2 g(精确到 0.001 g)试样于 50 mL 具塞离心管中,加水约25 mL 涡旋混匀,于50 水浴超声20 min,冷却至室温后加亚铁氰化钾溶液2 mL 和乙酸锌溶液2 mL,混匀,于8000 r/min离心 5 min,将水相转移至 50 mL 容量瓶中,于残渣中加水20 mL,涡旋混匀后超声5 min,于8000 r/min 离心5 min,将水相转移到同一 50 mL 容量瓶中,并用水定容至刻度,混匀。取适量上清液过 0.22 m 滤膜,供 HPLC 测定12。1.3 液相色谱参考条件色谱柱:Agela Innoval ODS-2(250 mm4.6 mm,5.0 m);流动相:甲醇+1.54 g/L 乙酸铵=5+95;检测波长:230 nm;柱温:40;流速:1.0 mL/min;进样体积:10 L。2 模型建立2.1 数学模型X=Vm1000式中:X 试样中苯甲酸含量,g/kg 由标准曲线得出的试样液中待测物的质量浓度,mg/LV 样液最终定容的体积,mLm 试样的称样量,g1000 由 mg/kg 转换为 g/kg 的换算因子2.2 不确定度的主要来源根据测定过程和数学模型的分析可知,液相色谱法测定奶茶中苯甲酸含量测定的不确定度主要来源于样品引入的不确定度;标准物质引入的不确定度、标准工作液配制过程玻璃仪器校准产生的不确定度;样品测量重复性引入的不确定度;液相色谱仪测定引入的不确定度等因素。3 分析与结果3.1 不确定度的引入:标准溶液标准储备液的配制过程:精确称取 0.028360 g 苯甲酸标准物质,加水溶解并定容至 25 mL,标样浓度为 1133.9 mg/L。标准工作液的配制过程:分别吸取苯甲酸标准储备液0.441 mL、0.882 mL 置于 10 mL 容量瓶中,用水定容,配制成浓度为 0.05 g/L、0.1 g/L 的标准工作液;分别吸取 0.1 g/L 的标准工作液 1.0 mL、2.0 mL 置于 10 mL 容量瓶中,用水定容,配制成浓度为0.01 g/L、0.02 g/L 的标准工作液;吸取0.05 g/L的标准工作液 0.2 mL 置于 10 mL 容量瓶中,用水定容,配制成浓度为 0.001 g/L 的标准工作液。3.1.1 标准物质纯度引入的不确定度 urel(p)苯甲酸标准物质证书上的相对不确定度 urel(p)=0.30%。3.1.2 标准物质称量产生的不确定度 urel(m)苯甲酸标准物质称量使用天平品牌为 sartorius,型号为SQP。该天平检定证书显示允许误差范围为0.0005 g,不确定度为矩形分布,包含因子 K=3,则该标准不确定度为:u(m)=0.0005 g3=2.8610-4苯甲酸标准物质的称取量为 0.028360 g,通过配恒体方法通过两次测量值相减得出,则由称量产生的相对标准不确定度为:urel(m)=u(m)2m=1.4142.8610-4g0.028360 g=1.44%3.1.3 不确定度 urel(V)的引入:标准物质配制(1)配制标准储备液所有容器引入的不确定度将称取的苯甲酸标准物质溶解并定容至 25 mL 的容量瓶中,根据 JJG 196-2006 中华人民共和国国家计量检定规程,在(251)时25 mL 单标线容量瓶(A 级)容量允许为0.03 mL,其不确定度为矩形分布(B 类评定),则容量瓶的不确定度为:u(V1)=0.03 mL3=0.0173 mLurel(V1)=0.0173 mL25 mL=0.0692%(2)不确定度的引入:配制标准工作液所有容器引入的不确定度来源:移液管移液管准确移取标准储备液置于 10 mL 容量瓶中,配制成相应浓度的工作液,根据 JJG 196-2006 中华人民共和国国家计量检定规程,移液管(A 级)对于的允许误差如表 1 所示。表 1 工作液浓度、移取体积及对于移液管最大允许误差Table 1 Working fluid concentration,removal volume andmaximum allowable error for pipette工作液浓度/(g/L)移液管/mL移取体积/mL移液管最大允许误差/mL0.0010.20.2000.0030.01011.000.0080.02022.000.0120.05010.4410.0080.10010.8820.008则容量瓶的不确定度为:u(V2)=0.003 mL3=0.00173 mLurel(V2)=0.00173 mL0.20 mL=0.866%u(V3)=0.008 mL3=0.00462 mLurel(V3)=0.00462 mL1.00 mL=0.462%u(V4)=0.012 mL3=0.00693 mLurel(V4)=0.00693 mL2.00 mL=0.346%u(V5)=0.008 mL3=0.00462 mL第 51 卷第 2 期俞婕,等:高效液相色谱法测定奶茶中苯甲酸含量的不确定度评定145 urel(V5)=0.00462 mL0.441 mL=1.05%u(V6)=0.008 mL3=0.00462 mLurel(V6)