婴幼儿配方奶粉中左旋肉碱的测量不确定度评定

崔颖，肖亚兵，王淞，高云，陈文硕

（天津出入境检验检疫局，天津300461）

婴幼儿配方奶粉中左旋肉碱的测量不确定度评定

崔颖，肖亚兵，王淞，高云，陈文硕

（天津出入境检验检疫局，天津300461）

依据CNAS-CL07：2011《测量不确定度的要求》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》和GB 29989-2013《食品安全国家标准婴幼儿食品和乳品中左旋肉碱的测定》，建立婴幼儿配方食品中左旋肉碱的测量不确定度的测量模型。根据模型分析并计算不确定度各个分量、结果的不确定度以及扩展不确定度。计算得到在婴幼儿奶粉中左旋肉碱含量为11.2mg/100g时，扩展不确定度为1.21mg/100g，包含因子k为2。

测量不确定度；分光光度法；左旋肉碱；婴幼儿配方奶粉

根据检测结果判定某种样品是否处于规定范围内往往是带有风险的，特别是当测量结果处于合格与不合格界限附近时更是如此。本研究根据CNASCL07：2011《测量不确定度的要求》和2013年6月3日实施的JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的规定[1-2]，按照2014年6月1日实施的GB 29989-2013《食品安全国家标准婴幼儿食品和乳品中左旋肉碱的测定》中分光光度法测定婴幼儿食品中左旋肉碱含量的检验方法，结合实验室日常检测能力与条件，对分光光度法测定婴幼儿食品中左旋肉碱含量进行测量不确定度分析与评定，体现更新后标准的合理性，为评价左旋肉碱测定结果的准确和可靠性提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

1.1.1 样品

婴幼儿配方奶粉。

1.1.2 试剂

左旋肉碱标准品：纯度≥98%；5，5’-二硫双（2-硝基苯甲酸）：纯度≥98%；其余试剂均为分析纯。

1.1.3 仪器

紫外可见分光光度计（型号：UV-1800）：购于日本岛津公司、分析天平（型号：MS304S）：购于梅特勒托利多公司、离心机（型号：Thermo Sorvall Stratos）：购于美国赛默飞公司、pH计（型号：S400SevenExcellence）：购于梅特勒托利多公司、恒温水浴锅（型号：HB80）：购于德国IKA公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

准确称取m=5 g（精确0.000 1 g）混合均匀的试样于烧杯中，用30mL 40℃温水溶解，转入100mL容量瓶中。加入10mL 13%高氯酸溶液，混合均匀后静止20min。用蒸馏水定容至刻度，混匀，用定量滤纸过滤。取滤液V=20mL，用4mol/L氢氧化钾溶液调pH为12.5~13.0后，置于40℃水浴60min。冷却后用13%高氯酸调pH为7.0~7.5。将样液转入50mL容量瓶中，用蒸馏水定容。混匀后置于4℃冰箱中过夜。将试样处理液从冰箱中取出放置至室温，取上清液用0.45μm滤膜过滤后备用。

1.2.2 标准溶液配制

左旋肉碱标准储备液（80μg/mL）：准确称取20mg（精确0.000 1 g）于（102±2）℃烘箱中烘2 h的左旋肉碱，用水定容至250mL容量瓶中。此液置于4℃冰箱中可保存1个月。

左旋肉碱标准工作液：分别吸取左旋肉碱标准储备液0.5、1、2、3、5mL于25mL容量瓶中，用水定容至刻度，混匀。此溶液仅限于当天使用。

1.2.3 标准溶液的绘制

吸取左旋肉碱标准工作液2.0mL于1 cm比色皿中，加入0.8mL显色工作液和100μL乙酰辅酶A溶液，盖上比色皿盖，混匀后放入分光光度计中，波长调为412 nm，5min后归零。迅速加入100μL乙酰肉碱转移酶溶液，混匀后放入分光光度计中，反应10min后记录吸光值。以左旋肉碱标准工作液的浓度c为横坐标，以吸光值为纵坐标，制作标准曲线。

1.2.4 样品测定

取2.0mL试样处理液按1.2.3的步骤测定其吸光值。在标准曲线上查得试样待测液浓度。

2 测量模型的构建

2.1 左旋肉碱含量的测量模型

式中：X为样品中左旋肉碱含量，（mg/100 g）；c为从标准曲线上查得的试样处理液浓度，（μg/mL）；V为滤液的体积，mL；m为试样的质量，g。

2.2 左旋肉碱标准工作曲线的测量模型

式中：y为左旋肉碱标准工作液的吸光值；c为左旋肉碱标准工作液的浓度，（μg/mL）；a为斜率；b为截距。

3 结果与讨论

3.1 试样的质量m不确定度评定

质量m不确定度来自3个方面：第一，称量的重复性，可以通过10次重复测量，采用A类评定方法求出；第二，由天平允差引入的不确定度，按B类方法评定；第三，天平标度的可读性（数字分辨力），按B类方法评定。

3.1.1 重复性引入的标准不确定度分量uA（m）

对质量m进行n=10次重复测量，测量结果见表1。

表1 对样品进行10次重复测量结果Table1 10 repeatedmeasurementson saMplesofMilk powder

10次重复测量的条件与以后实际称量的情况应尽可能一致。

采用贝塞尔公式计算，标准不确定度等于一倍标准偏差：

3.1.2 天平允差引入的标准不确定度分量uB1（m）

分析天平的最大允差为±0.2mg，则区间半宽度a1（m）=0.2mg，m测量值落在该区间的概率分布为均匀分布，包含因子，因此标准不确定度为：

3.1.3 天平分辨力引入的标准不确定度分量uB2（m）

数字式测量仪器对示值量化（分辨力）导致的不确定度服从均匀分布。天平分辨力为0.1mg，区间半宽度a2（m）=0.1mg，包含因子，因此标准不确定度为：

3.1.4 质量m的合成标准不确定度u（m）

上述三个分量相互独立，互不相关。因此合成标准不确定度为：

3.2 样品定容V不确定度评定

使用100mL容量瓶、20mL吸量管和50mL容量瓶配置样液，有三个主要不确定度来源：重复性、最大允差和温度影响。

3.2.1 重复性引入的标准不确定度分量uA（100）、uA（20）和uA（50）

用A类方法评定，即通过对容量瓶和吸量管的重复实验可以估算定容变动产生的不确定度。对100mL容量瓶、20mL移液管和50mL容量瓶进行n=10次定容，测定结果见表2。

表2 10次定容测定结果Table2 Resu ltsof 10Constant voluMe tests

采用贝塞尔公式计算，标准不确定度等于一倍标准偏差：3.2.2允差引入的标准不确定度分量uB1（100）、uB1（20）和uB1（50）

使用A级100mL容量瓶、20mL吸量管和50mL容量瓶允差分别为±0.10mL、±0.030mL、±0.05mL[2]，则区间半宽度a1（100）=0.10mL、a1（20）=0.030mL、a1（50）= 0.05mL。在没有给出置信水平或分布的情况下，假设其服从三角分布，则包含因子，因此标准不确定度为：

3.2.3 温度系数引入的标准不确定度分量uB2（100）、uB2（20）和uB2（50）

检定或校准是在室温20℃环境条件下进行的[2]，本研究在（20±4）℃条件下进行。因为液体的体积膨胀系数远大于玻璃，因此只需考虑前者即可。水的体积膨胀系数为2.1×10-4/℃，100mL容量瓶、20mL吸量管和50mL容量瓶产生的体积变化分别为±（100.47× 4×2.1×10-4）=±0.084 4mL、±（20.14×4×2.1×10-4）= ±0.016 9mL和±（50.00×4×2.1×10-4）=±0.042 0mL。设为均匀分布，其标准不确定度为：

3.2.4 样品定容的合成标准不确定度u（V）

3.3 左旋肉碱标准工作液配制的不确定度评定

3.3.1 标准品纯度P引入的不确定度分量u（P）

采用的左旋肉碱标准品的纯度是：P=99%±0.05%。

由于没有关于不确定度的其他说明，故假设为均匀分布。其区间半宽度aP=0.0005，包含因子，因此标准不确定度为：

3.3.2 标准品质量引入的不确定度分量ur（m左）

标准品的质量不确定度评定方法与质量m的标准不确定度评定方法相同，不确定度来自2个方面：第一，由天平允差引入的不确定度，按B类方法评定，服从均匀分布；第二，天平标度的可读性（数字分辨力），按B类方法评定，服从均匀分布。所采用的电子天平分辨力为0.1mg，最大允差为±0.2mg，因此该不确定度的合成标准不确定度u（m左）：

其相对不确定度为：

3.3.3 定容引入的不确定度分量ur（V左）

左旋肉碱标准工作液定容的不确定度评定方法与样品定容的标准不确定度评定方法相同，其不确定度来源：一是最大允差，按B类方法评定，服从三角分布；二是温度系数，按B类方法评定，服从均匀分布。但使用的是250、50mL容量瓶、0.5mL分度吸量管、1、2、3mL和5mL单标线吸量管，允差分别为±0.15mL、±0.05mL、±0.005mL、±0.007mL、±0.010mL、±0.015mL和±0.015mL[2]；检定或校准是在室温20℃环境条件下进行的[2]，本研究在（20±4）℃条件下进行。因此各分量的相对不确定度ur（V左i）：

其相对不确定度为：

3.3.4 左旋肉碱标准工作液配制的合成不确定度

3.4 测定左旋肉碱标准工作液的浓度c的不确定度评定

3.4.1 拟合标准工作曲线求得c时引入的不确定度分量u（y/c）

依据实验，对一份样品进行2次重复测量，即P= 2。并由表3左旋肉碱标准工作曲线的测定数据经最小二乘法拟合后得到的线性回归方程得：y=0.056 53c+ 0.013 86，R2=0.999 5。

表3 左旋肉碱标准工作液的吸光值Table3 Absorption of L-carnitine standard working solution

线性回归曲线的标准偏差[3]为：

根据线性最小二乘法拟合曲线程序的相对标准不确定度的计算公式[3-5]：

3.4.2 紫外-可见分光光度计读取吸光值引入的不确定度分量u（412）

该不确定度有两个来源：一是透射比重复性；二是透射比示值误差[6]。检定证书给出的透射比重复性为0；透射比示值误差为0.2%，按均匀分布，其区间半宽度a412=0.002，包含因子，因此标准不确定度为

采用相对标准不确定度表示：

3.4.3 左旋肉碱标准工作液的浓度的合成标准不确定度u（c）

其相对不确定度为：

3.5 合成标准不确定度的评定

由表4，其合成相对标准不确定度为：

取包含因子k=2，婴幼儿配方奶粉中左旋肉碱的扩展不确定度：

表4 不确定度各分量的分析结果Table4 Uncertainly in each quantity

该婴幼儿奶粉中左旋肉碱的含量X为：（11.2± 1.21）mg/100g。

4 结论

不确定度对检测结果临界值的判断和检验方法的确认具有重要意义[6]。通过各不确定度分量的分析与比较，得到其对测定结果的影响大小排序为：ur（c）＞ur（左）＞ur（V）＞ur（m）。由此可知拟合标准工作曲线求得浓度c时引入的不确定度是最主要来源。实验人员在实际操作中应引起重视，定期做好仪器的计量检定和期间核查工作，使仪器的技术性能处于良好状态是保证测定结果准确的重要手段，同时择优选择移液器具，从而保证该标准方法可靠、准确、快速。

[1]全国法制计量管理计量技术委员会.JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与管理[S].北京：中国质检出版社,2012：8-9

[2]全国流量容量计量技术委员会.JJG 169-2006常用玻璃量器检定规程[S].北京：中国计量出版社,2006：6-8.

[3]王勇.原子吸收分光光度计线性误差的不确定度分析[J].中国科技博览,2013(32)：575

[4]张丹妮,曹扬,张华燕,等.婴幼儿奶粉中左旋肉碱测定的不确定度[J].实验技术与管理,2011,253(8)：97.

[5]李在春.液相色谱法测定甲醛含量的不确定度评定[J].计量与测试技术,2013,40(3)：69

[6]秦立,陈诗慧,范亚刚.紫外分光光度法测定维生素B12注射液含量的不确定度分析[J].云南中医学院学报,2013,36(6)：20

Evaluation of the Uncertainties in the Measurement of the Content of L-carnitine in Milk Powder for Infant and Young Children

CUIYing，XIAOYa-bing，WANGSong，GAOYun，CHENWen-shuo
（Tianjin Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau，Tianjin 300461，China）

According to requirements for measurement uncertainty（CNAS-CL07：2011），valuation and expression ofuncertainty inmeasurement（JJF 1059.1-2012）and themethod ofdetermination of L-carnitine in foodsandmilk power for infantand young children（GB 29989-2013），ameasurementmodelwasestablished. The independentuncertainty，standard uncertainty and expanded uncertainty coming froManalysis procedure were obtained.As L-carnitine content in pureewas11.2mg/100 g，the expanded uncertaintywas1.21mg/100 g and the coverage factorkwas.

measurement uncertainty；spectrophotometry；L-carnitine；milk powder for infant and young children

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.18.016

2014-09-15

天津出入境检验检疫局资助项目（TK077-2013）

崔颖（1986—），女（汉），助理工程师，本科，研究方向：食品检测。