气相色谱法测定大豆油脂肪酸组成不确定度的评定

李 萍

（广东文理职业学院，广东湛江 524400）

在我国，大豆油、棕榈油、菜籽油占据了植物油市场的绝大部分份额[1-2]。大豆油富含油酸、亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸，油酸17.0%～30.0%，亚油酸48.0%～59.0%，亚麻酸4.2%～11.0%[3]，油酸作为植物油中最常见的不饱和脂肪酸，具有降低胆固醇、预防动脉硬化的功能特性，并已引起越来越多人的关注，而亚油酸、亚麻酸是人体必需脂肪酸，其无法被人体自身合成，必须从饮食中摄取，是人体维持正常生命活动所必需的[4]。总之，作为食用油，大豆油有着非常高的营养价值，而大豆油的市场价在所有植物油中有着不可比拟的价格优势，如此高的性价比也是大豆油在植物油市场不可被替代的原因之一。作为大豆油的特征指标，脂肪酸组成检验的准确性具有重要的生产及营养指导意义，目前关于脂肪酸组成检测的不确定度评定很少有报道，试验参考GB 5009.168—2016 《食品安全国家标准食品中脂肪酸的测定》[5]测定植物油的脂肪酸组成，并对测定结果的不确定度进行分析合成。

1 材料和方法

1.1 主要仪器和材料

日本岛津气相色谱仪： GC-2010Plus， 带AOC-20i 自动进样器，配置FID 检测器。

脂肪酸甲酯标准品：40 组分，纯度大于99%，异辛烷（色谱纯）；氢氧化钾（分析纯）；甲醇（分析纯）；一水合硫酸氢钠（分析纯）；一水合硫酸氢钠（分析纯）；无水硫酸钠（分析纯，使用前650 ℃灼烧4 h，降温后存于干燥器中），一级大豆油。

氢氧化钾甲醇溶液约2 mol/L。将13.1 g 氢氧化钾溶于100 mL 无水甲醇中，可轻微加热，加入无水硫酸钠干燥、过滤，即得澄清溶液。

脂肪酸甲酯标准品（40 组分）溶液，将标准品瓶子打开，用异辛烷清洗瓶子内壁并全部转移至10 mL棕色容量瓶中，于4 ℃下避光保存6 个月内稳定，质量浓度为2.5 mg/mL。

1.2 色谱条件

色谱柱：RT-2560 100 m×0.25 mm×0.2 μm；进样量1 μL，气化室温度250 ℃，氮气流速1.0 mL/min，分流比50∶1；柱温箱：升序升温起始温度170 ℃，保留时间40 min，以2.0 ℃/min 升至220 ℃，保留时间25 min；检测器温度280 ℃，尾吹（氮气）流速 14.0 mL/min，氢气流速 40 mL/min，空气流速400 mL/min。

1.3 样品前处理

称取60.0 mg 试样于5 mL 具磨口玻璃塞试管中，加入4 mL 异辛烷溶解试样，加浓度为2 mol/L 氢氧化钾甲醇溶液200 μL，盖上玻璃塞猛烈振摇30 s 后静置至澄清透明，向溶液中加入约1 g 硫酸氢钠猛烈振摇，中和氢氧化钾，待盐沉淀后，将含有甲酯的上层溶液倒入10 mL 刻度玻璃试管中，得到的异辛烷溶液中甲酯含量约为15 mg/mL，取上清液按照1.2色谱条件进行气相色谱分析[5]。

2 结果与分析

脂肪酸组成使用面积归一化法，即假定试样的所有组分都显示在色谱图上，因此各峰的面积总和即代表100%的组分（完全洗脱），其数学模型为：

式中：Yi——试样中某个脂肪酸占总脂肪酸的百分比，%；

ASi——试样测定液中各脂肪酸甲酯的峰面积；

FFAMEi-FAi——脂肪酸甲酯i 转化成脂肪酸的系数；

∑A——试样测定液中各脂肪酸甲酯的峰面积的总和。

3 测量不确定度的来源

不确定度的测定主要来源于样品前处理引入的不确定度、重复测定引入的不确定度和气相色谱仪引入的不确定度。

4 不确定度分量的评定

样品前处理引入的不确定度包括称量样品引入的不确定度，移取异辛烷、氢氧化钾甲醇溶液引入的不确定度。

4.1 称量样品引入的不确定度

准确称取植物油 60 mg， 所用天平为万分之一，天平检定证书给出在0～50 g 称量范围的扩展不确定度为0.2 mg，标准不确定度= 0.2 mg/Ki=0.1 mg（按置信概率0.95，Ki 值取2），相对标准不确定度u（m）/m=0.1/60=0.001 667。

4.2 移取异辛烷、氢氧化钾甲醇溶液引入的不确定度

（1）单道移液器的不确定度。移取4 mL 异辛烷使用量程5 mL 移液器，其校准证书给出的扩展不确定度为 0.1 μL，标准不确定度 0.1 μL/Ki=0.05 μL（按置信概率0.95，Ki 值取2），相对标准不确定度为 0.5×0.000 1 mL/4 mL=0.000 012 5。

移取200 μL 氢氧化钾甲醇溶液使用量程200 μL移液器，其校准证书给出的扩展不确定度为0.1 μL，标准不确定度0.1 μL/Ki=0.05 μL（按置信概率0.95，Ki 值取 2），相对标准不确定度为 0.05 μL/200 μL=0.000 25。

（2）温度偏差导致的不确定度。视实验室温度的偏差为3 ℃，异辛烷的膨胀系数相同为1.2×10-3，其标准不确定度：相对标准不确定度：0.008 314/4=0.002 078。

视氢氧化钾甲醇溶液的膨胀系数与甲醇的膨胀系数相同为1.24×10-3，其标准不确定度：200×相对标准不确定度：0.429 5/200=0.002 148。

（3）待测液体积的相对标准不确定度。合成上述不确定度分量，移取异辛烷引入的标准不确定度：相对标准不确定度：u(V1)/V1=0.008 314/4=0.002 078；移取氢氧化钾甲醇溶液引入的标准不确定度：u(V2)=相对标准不确定度u(V2)/V2=0.432 4/200=0.002 162。

4.3 重复测定引入的不确定度

同一样品（试验选取一级大豆油作为检测对象）进行8 次重复性试验，标准不确定度依据公式（2）进行计算。

重复测定试验结果及对应标准不确定度见表1。

4.4 气相色谱仪引入的不确定度

气相色谱仪的不确定度来源主要有进样室、柱温箱、检测器引入的不确定度等，依据校准证书，将仪器的定量重复性2.6%作为气相色谱仪的主要不确定度，依据JJF1059.1—2012[6]对重复性的要求，所引入的标准不确定度为：0.026/2.83=0.009 187。

4.5 标准不确定度分量分析

表1 重复测定试验结果及对应标准不确定度

标准不确定度分量见表2。

表2 标准不确定度分量

脂肪酸组成的结果是依据面积归一化进行计算的，由脂肪酸组成的数学模型可看出，称样量、异辛烷体积、氢氧化钾甲醇溶液体积不参与计算，三者引入的不确定度对脂肪酸组成结果的贡献很小，可忽略。试验仅考虑测量重复性及气相色谱重复性引入的不确定度分量。

5 测量结果的合成标准不确定度

脂肪酸组成的合成标准不确定度依据公式（3）进行计算。取置信水平为95%，包含因子K=2，则扩展不确定度依据公式（4）进行计算。

合成标准不确定度及扩展不确定度结果见表3。

表3 合成标准不确定度及扩展不确定度结果

6 测量不确定度报告

大豆油中棕榈酸C16∶0 的含量为10.3%±0.2%，硬脂酸C18∶0 的含量为3.80%±0.08%，油酸C18∶1的含量为22.8%±0.4%，亚油酸C18∶2 的含量为54.4%±1.0%，亚麻酸C18∶3 的含量为7.90%±0.16%。

7 结论

从试验对植物油脂脂肪酸组成不确定度的评定过程中可以看出，气相色谱仪定量重复性、测定重复性是脂肪酸组成不确定度的主要来源，其中气相色谱仪定量重复性引入的不确定度最大。在日常工作检测过程中，应关注气相色谱仪的使用状态及维护，避免因气相色谱的不当使用而放大检测结果的偏差。