气相色谱法测定乳粉中碘含量的不确定度评定

殷超，李静，鹿毅（国家农副产品质量监督检验中心，新疆乌鲁木齐830011）

气相色谱法测定乳粉中碘含量的不确定度评定

殷超，李静，鹿毅
（国家农副产品质量监督检验中心，新疆乌鲁木齐830011）

采用气相色谱法测定婴儿配方乳粉中碘的含量，较全面的考虑整个测定过程的不确定度来源并对各不确定度分量进行了评定和量化，计算了合成标准不确定度和扩展不确定度。不确定度主要来自标准物质引入的不确定度。婴儿配方乳粉中碘的含量结果表示为（80.625 6±1.443）g/100 g，k=2。

婴儿配方乳粉；碘；不确定度；气相色谱法

婴儿配方乳粉中都含有碘[1]，它与母乳都是婴儿所需碘的主要来源。碘是人体必需的微量元素，与人体的生长发育、新陈代谢密切相关，特别是对婴儿大脑的发育起着重要的作用，因此也常被称为“智慧元素”[2]。但碘的过量摄入同样会使甲状腺功能紊乱，影响身体和智力发展[3]。GB 10765-2010《食品安全国家标准婴儿配方食品》[4]就对婴儿配方食品中的碘含量进行了规定。因此，对婴幼儿配方奶粉中碘的准确检测是十分必要的。检测方法的不确定度是判定测量结果准确度的依据。近几年，不确定度分析在食品检测中越来越受到重视[5-8]。本研究根据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》[9]，参照国家标准GB 5413.23-2010《食品安全国家标准婴幼儿食品和乳品中碘的测定》[10]对气相色谱法测定婴儿配方乳粉中碘含量的不确定度进行了分析与评估，明确了气相色谱法测定婴儿配方乳粉中碘含量不确定度的主要影响因素。

1　材料与方法

1.1仪器

450-GC气相色谱仪（具有电子捕获检测器）：布鲁克公司；RV10数显型旋转蒸发仪：北京赛美思仪器设备有限公司；multivap 100氮吹仪：美国Organomation公司。

1.2样品与试剂

婴儿配方乳粉（乳粉质控样品）：购于中国检科院。

碘化钾（优级纯）；丁酮、环己烷（色谱纯），双氧水，亚铁氰化钾、乙酸锌、浓硫酸、无水硫酸钠均为分析纯。

1.3样品前处理

称取混合均匀的婴儿配方乳粉样品5 g于150 mL三角瓶中，用25 mL约40°C的热水溶解。将上述处理过的试样溶液转入100 mL容量瓶中，加入5 mL亚铁氰化钾溶液和5 mL乙酸锌溶液后，用水定容至刻度，充分振摇后静止10 min。滤纸过滤后吸取滤液10 mL 于100 mL分液漏斗中，加10 mL水。向分液漏斗中加入0.7 mL硫酸，0.5 mL丁酮，2.0 mL双氧水，充分混匀，室温下保持20 min后加入10 mL正己烷振荡萃取2 min。静止分层后，将水相移入另一分液漏斗中，再进行第2次萃取。合并有机相，用水洗涤两到3次。通过无水硫酸钠过滤脱水后移入50 mL容量瓶中用正己烷定容，此为试样测定液。

1.4碘标准测定液的制备

分别吸取1.0、2.0、4.0、5.0、6.0 mL碘标准工作液，相当于1.0、2.0、4.0、5.0、6.0μg的碘，其他分析步骤同1.3。

1.5气相色谱测定条件

色谱柱为HP-5（30 m×0.32 mm×0.25μm），载气：高纯氮（99.999%），流速为1.0 mL/min，分流进样，进样量为1.0μL，分流比为10∶1，进样口温度：260℃。检测器温度：300℃，升温程序：50℃保持6 min，以30℃/min的速度升高到180℃，然后以35℃/min的速度升高到280℃，保持3 min。

2　数学模型的建立

婴幼儿配方乳粉中碘的计算公式如下所示：

式中：X为试样中碘含量，μg/100 g；Cs为从标准曲线中获得试样中碘的含量，μg；m为试样的质量，g。

3　不确定度的主要来源

从测量过程和数学模型分析，婴幼儿配方乳粉中碘含量的不确定度主要来源于：标准物质（包括标准物质称量的不确定度及配制、稀释过程引入的不确定度），标准曲线的拟合，样品制备过程引入的不确定度及由测量重复性引入的不确定度。

4　不确定度评定

4.1测量重复性引入的不确定度

由测量重复性引入的不确定度属于A类不确定度，对实验所用未知婴儿配方乳粉样品重复测定8次，测定结果 Xi分别为：80.985 2、80.733 9、80.351 8、80.680 8、80.813 6、80.541 8、80.159 7、80.738 0μg/100 g；8次测定结果平均值X为80.625 6μg/100 g。用贝塞尔

4.2标准物质引入的不确定度评定

4.2.1标准物质称量引入的不确定度

分析天平检定证书给出允差为±0.000 5 g，服从矩形分布，取包含因子，标准品质量为0.131 0 g，则标准物质称量引入的相对标准不确定度[urel（ms）]为：

4.2.2量器校准引入的不确定度

在标准物质配制过程中使用了A级100 mL单标线容量瓶，A级50 mL单标线容量瓶，A级1、2、5、10 mL单标线吸管，A级1 mL刻度吸管，A级5 mL刻度吸管。查阅JJG 646-2006《常用玻璃仪器鉴定规程》[11]得，A级100 mL单标线容量瓶的容量允差为±0.1 mL；A 级50 mL单标线容量瓶的容量允差为±0.05 mL；A级1 mL单标线吸管示值允差为±0.007 mL；A级2 mL单标线吸管示值允差为±0.01 mL；A级5 mL单标线吸管示值允差为±0.015 mL；A级1 mL刻度吸管示值允差为±0.008 mL；A级5 mL刻度吸管示值允差为±0.025 mL；A级10 mL单标线吸管示值允差为±0.02 mL；按矩形分布考虑，包含因子，量具校准引入的不确定度列于表1。

表1　量器校准引入的不确定度Table 1　Uncertainty arising from calibration of volumetric flask and pipettes

由表1数据的相对标准不确定度合成的量器校准引入的相对标准不确定度为urel（VLB）为：urel（VLB）= 0.768%，由于本试验在20℃的条件下进行的，因此，此处不考虑溶液温度和容量瓶与校准温度不同引起的不确定度。

4.2.3校准曲线引入的不确定度

对系列标准溶液进行测定，用气相色谱分别测定3次，得到相应的峰面积A，用最小二乘法进行拟合，得到标准工作曲线的线性回归方程，结果见表2。

表2　标准工作曲线线性回归方程拟合结果Table 2　The fitting result of Standard curve

运用该曲线对婴儿配方乳粉样品进行测定，被测婴儿配方乳粉样品的测定次数为3，即p=3，测得5 g婴儿配方乳粉样品中所含碘的含量m0为3.951 2μg，则标准曲线拟合得标准不确定度

式中：b为标准曲线的斜率，b=2 504.6；p为婴儿配方乳粉样品测定次数，p=3；n为标准溶液的测定次数，n=15；m0为5 g婴儿配方乳粉样品中所含碘的质量，μg；m为标准溶液中所含碘的质量的平均值，μg；mi为系列标准溶液所含碘的质量，μg；s为峰面积的标准偏差。

则标准曲线拟合引入的相对标准不确定度[urel

4.2.4标准物质引入的不确定度

由标准物质称量、量器校准及标准曲线校准不确定度分量合成得标准物质引入的相对标准不确定度[urel（B）]为：

4.3样品制备过程引入的不确定度

4.3.1样品称量引入的不确定度

分析天平检定证书给出允差为±0.000 5 g，服从矩形分布，取包含因子k=姨3，样品质量为5.004 1 g，则标准物质称量引入的相对标准不确定度[ur（elm）s]为：

4.3.2量器校准引入的不确定度

在样品制备过程中使用了A级100 mL单标线容量瓶、A级50 mL单标线容量瓶及A级10 mL单标线吸管；其中A级100 mL单标线容量瓶的容量允差为±0.1 mL，A级50 mL单标线容量瓶的容量允差为±0.05 mL，A级10 mL单标线吸管示值允差为±0.02 mL；按矩形分布考虑，包含因子k=姨3，A级100 mL单标线容量瓶、A级50 mL单标线容量瓶及A级10 mL单标线吸管引入的相对标准不确定度分别为：0.057%，0.057%和0.115%。由于本实验在20°C的条件下进行的，因此，此处不考虑溶液温度和容量瓶与校准温度不同引起的不确定度。由量器校准引入的相对标准不确定度为：ur（elVLY）=0.140%。

4.3.3样品制备过程引入的不确定度

由样品称量及量器校准不确定度分量合成的样品制备过程引入的相对标准不确定度[ur（elY）]为：

4.4合成不确定度

由上述各相对标准不确定度合成婴儿配方乳粉中碘含量的相对标准不确定度[ucrel（x）]为：

4.5扩展不确定度

根据测量不确定度评定指南对一般检测实验室要求，在置信概率p=95%时，取k=2。因此，该婴儿配方乳粉中碘含量测定的相对扩展不确定度（u95rel）为：u95rel=k×ucrel（x）=2×0.008 99=0.017 9。测得婴儿配方乳粉中碘的含量为：80.625 6μg/100 g，则扩展不确定度为80.625 6×0.017 9=1.443μg/100 g，则婴儿配方乳粉中碘含量的分析结果为（80.625 6±1.443）μg/100 g，k=2。

5　结论

以气相色谱法定量测定婴儿配方乳粉中碘含量为例，讨论了婴儿配方乳粉中碘含量测定的不确定度的主要来源及其各不确定度分量的评定方法，分析了影响测量标准不确定度结果的各个因素，比较其对总测量不确定度的相对贡献。由分析结果可见，被测婴儿配方乳粉中碘含量测定的测量不确定度主要来源于由标准物质引入的不确定度，其它的因素影响相对较小。因此，通过选择合适的实验方案，规范操作就可以有效减少不确定度，保证测量结果的准确、可靠。

[1] 王艳.离子色谱直流安培检测法测定奶粉中痕量碘化物[J].铁道劳动安全卫生与环保,2006,33(2):98-100

[2]姜华,周志勇,王玉宝,等.反相离子对高效液相色谱法测定微量碘的研究[J].分析测试学报,2004,23(5):130-132

[3]周谙非.离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用测定婴幼儿配方乳粉和米粉中的碘[J].粮油食品科技,2011,19(1):43-47

[4]中华人民共和国卫生部.GB 10765-2010食品安全国家标准婴儿配方食品[S].北京:中国标准出版社,2011:4

[5]张金艳,胡丽芳,李伟红,等.高效液相色谱法测定辣椒粉中碱性橙的不确定度评定[J].食品科学,2014,35(20):213-216

[6]崔颖,肖亚兵,王淞,等.婴幼儿配方奶粉中左旋肉碱的测量不确定度评定[J].食品研究与开发,2014,35(18):59-63

[7]曹明,于顺娣.原子荧光光度法测定保健食品中硒的不确定度评定研究[J].环境科学与管理,2014,39(4):124-127

[8]张艳,霍胜男,胡明燕,等.婴幼儿乳粉中泛酸测定的不确定度研究[J].食品研究与开发,2014,35(9):92-95

[9]国家质量监督检验检疫总局.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,1999:1-7

[10]中华人民共和国卫生部.GB5413.23-2010婴幼儿食品和乳品中碘的测定[S].北京:中国标准出版社,2010:1-3

[11]国家质量监督检验检疫总局.JJG646-2006常用玻璃仪器检定规程[S].北京:中国标准出社,2006:7-8

Uncertainty Evaluation of Determination of Iodine in Formula Milk Powder by GC

YIN Chao，LIJing，LU Yi
（Quality Supervision and Inspection Center of State AgriculturalBy-products，Urumqi，830011，Xinjiang，China）

Iodine in formula milk powder was determined by gas chromatography，various factors which could affect the precision of the result were systematically analyzed and the uncertainty of determination result was analysed and quantified.Itwas found that the uncertainty mainly derived from the uncertainty of reference material.The determination resultwas（80.625 6±1.443）g/100 g，k=2.

formula milk powder；iodine；uncertainty；gas chromatography

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.12.033

殷超（1988—），女（汉），助理工程师，硕士研究生，研究方向：食品检测。

2015-04-06