_气相色谱法测定藻油中DHA含量的不确定度的评定
第6卷 第8期 2015年8月
食品安全质量检测学报 Vol. 6 No. 8
Journal of Food Safety and Quality Aug. , 2015
气相色谱法测定藻油中DHA 含量的 不确定度的评定
张喜金*, 苏昭仑, 黄康惠
(汤臣倍健股份有限公司, 珠海 519040)
摘 要: 目的 对采用气相色谱法测定藻油中DHA 含量的不确定度进行分析, 找出影响不确定度的因素, 为评价其测定方法和检测结果的可靠性提供依据。方法 根据JJF1059.1-2012《测量不确定度的评定与表示》的规定, 对测定过程中重复测量、样品溶液的配制、标准溶液的配制、检测仪器等引入的不确定度分量进行评定。结果 测定结果合成不确定度为0.9%, 扩展不确定度为1.8%。藻油中DHA 含量测定结果为(28.5±0.5) g/100 g (k =2), 即有95%可能性为28.0~29.0 g/100 g。结论 标准溶液和样品溶液的配制是影响不确定度的主要因素, 使用校准级别高的容量瓶以及精密度高的天平仪器, 可有效减少此类测量的不确定度, 说明建立的不确定度评定方法可用于气相色谱方法测定藻油中DHA 含量结果的判断。 关键词: 气相色谱法; DHA; 不确定度
Assessment of content uncertainty of DHA in algal oil by gas chromatography
ZHANG Xi-Jin*, SU Zhao-Lun, HUANG Kang-Hui
(By-Health Co., Ltd., Zhuhai 519040, China )
ABSTRACT: Objective To analyze the content uncertainty of DHA in algal oil by gas chromatography
(GC), and find out the influence factors of the uncertainty, so as to provide the basis for the evaluation of the measurement method and the reliability of the test results. Methods The uncertainty components were assessed through the determination of the process of repeated measurement, the preparation of sample solution, the preparation of standard solutions and testing instruments according to regulation of JJF1059.1-2012 “Evaluation and Expression of Uncertainty in Measurement”. Results The synthetic uncertainty was 0.9%, and the expanded uncertainty was 1.8%. The content of DHA in algal oil was (28.5+1.8) g/100 g (k =2), and it had 95% probability of 28.0~29.0 g/100 g. Conclusion Preparation of standard solutions and sample solution are the main factors of uncertainty. The high-level calibration flask and high precision balance instrument should be used, which can effectively reduce the measurement uncertainty. The uncertainty assessment method can be used for the judgment of determining DHA content in algal oil by GC.
KEY WORDS: gas chromatography; DHA; uncertainty
1 引 言
藻油是一种微藻提取得到的天然保健食品, 富
含ω-3类高度不饱和脂肪酸, 主要包含二十二碳六烯酸(DHA)和二十二碳五烯酸(DPA), 二十碳五烯酸(EPA)含量却非常低[1]。其中, DHA由于具有6个不
*通讯作者: 张喜金, 主要研究方向为保健食品的质量检测。E-mail: [email protected]
*Corresponding author: ZHANG Xi-Jin, By-Health Co., Ltd., Zhuhai 519040, China. E-mail: [email protected]
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饱和键的特有结构, 对人体健康有特殊的作用和影响, 是人体必需的多不饱和脂肪酸, 对人体有重要的生理调节功能。DHA 是大脑、神经、视觉细胞中重要的脂肪酸成分, 能促进婴幼儿的脑部和视力的技能发育, 有利于智力、学习和记忆能力的提高。Boucher 等的研究进一步证实了DHA 对儿童的记忆力有积极的作用。DHA 还能提高婴幼视觉的敏锐度
[3-5]
[2]
2.5 样品溶液的制备
精密称取0.1 g样品, 置50 mL比色管, 加4 mL KOH 甲醇溶液(0.5 mol/L), 于65 ℃水浴10 min, 振摇至完全皂化(约10 min), 再加4 mL三氟化硼甲醇溶液(14%), 摇匀, 于65 ℃水浴10 min, 精密加入正己烷10 mL, 猛烈振摇30 s, 加5 mL饱和NaCl 水溶液, 猛烈振摇30 s, 静置, 取上清。
、促进婴幼儿的生长发育
[6,7]
、提高婴幼儿认知
能力的发展。此外, DHA对成人也具有重要的保健作用, 能够降血压、降血脂、降胆固醇[8,9]。同时, DHA在延缓衰老[10]、预防神经性疾病(如预防老年痴呆
[11,12]
2.6 测 定
待仪器稳定后, 注入标准溶液和试样, 根据测定的标准溶液和试样的峰面积, 按照外标法计算出试样的含量。
、减缓躁郁症病情[13]等) 、抗癌、抑制肿瘤[14]、
预防骨质疏松[15]、预防糖尿病[16]、抗炎症等方面也有明显的作用。所以, 对于藻油中DHA 含量的控制显得尤为重要。目前检测DHA 的方法主要是气相色谱法, 该方法具有快速、简便、准确的优点。测量不确定度是对测量结果质量的定量表征, 可用于评估因此, 对定量方法可靠性和测量结果的可信程度[17]。藻油中DHA 进行不确定度评定具有重要意义。
3 结果与分析
3.1 量化不确定度的来源
3.1.1 本研究主要涉及的测量过程
(1)试样重复测定时, 总重复性引起的不确定度u r (x1); (2)标准物质引起的标准不确定度u r (x2); (3)样品引起的标准不确定度u r (x3); (4)仪器(气相色谱仪) 引起的标准不确定度u r (x4) 。
根据以上分析, 不确定度来源如图的因果图所示。
3.1.2 不确定度传播律
由于数学模型是非线性模型, 采用相对不确定度合成公式:
u cr (x)=[u 2r (x1)+ u 2r (x2)+ u 2r (x3)+ u2r (x4)]1/2
2 材料与方法
2.1 实验仪器
气相色谱仪(具FID 测器, 美国安捷伦有限公司); XP-205电子天平(德国赛多利斯公司, 0.01 mg)。
2.2 标准与试剂
DHA 甲酯标准品(NU-CHEK, 纯度: 99.0%); 汤臣倍健DHA 藻油软胶囊(市售); 正己烷(成都市科龙化工试剂产, 色谱纯); 三氟化硼甲醇溶液(德国CNW, 分析纯); 氯化钠(广州化学试剂产) 。
3.2 量化不确定度分量
3.2.1 试样重复测定时, 总重复性引起的标准不确定度分量u r (x1)
u (x1) 包括: 人员、环境、仪器重复性等因素引起的不确定度; 天平重复称量引起的不确定度等。综合起来, 在结果的精密度得到充分的体现, 所以本法按GB/T 5009.168-2003的要求, 通过对同一试样进行实验室内部比对试验, 得出一组数据, 见表1。
DHA 含量测量单次的标准偏差为
:
2.3 色谱条件
进样口: 230 ℃; 分流比: 10:1; 进样量: 1 μL 。色谱柱: 流速2.0 mL/min; Agilent, DB-WAX, 30 m、250 μm 、0.25 μm 。柱箱: 170 ℃, 保持2 min; 以30 /min℃, 升至200 ℃, 保持8 min; 以30 /min℃, 升至230 ℃, 保持5 min, 以30 /min℃, 升至240 ℃, 保持2.5 min。FID: 260 ℃; 氢气30 mL/min; 空气400 mL/min; 尾吹30 mL/min。
=0.2
标准不确定度:u (x 3.2.1
u (x 3.2.1)
相对标准不确定度为: u r (x 3.2.1)==
0.1/28.5×100%=0.4%
S 1=
2.4 对照品溶液的制备
精密称取15 mg DHA甲酯, 置10 mL容量瓶, 加正己烷定容, 摇匀即可。
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张喜金, 等: 气相色谱法测定藻油中DHA 含量的不确定度的评定 3151
图1 DHA试样有效成分含量测定的不确定度来源
Fig. 1 Source of uncertainty for determination of active components in DHA
表1 样品重复测定结果(n =7)
Table 1 The repetitive determination results of sample (n =7)
序号 含量(g/100 g)
平均 1 2 3 4 5 6 7
28.4 28.5 28.2 28.7 28.4 28.5 28.6 28.5
此数值可作为测量重复性的方法确认结果, 以后评定可采用此数据。
u r (rep )=u r (x 3.2.1)=0.4%
在实际工作过程中, 当测定某藻油软胶囊样品中DHA 含量2次时, 取其算术平均值作为测量结果, 故测定重复性引起的标准不确定度分量为
:
0.00001 g
相对标准不确定度为: u r (x 3.2.2.2)=0.00001/0.01589 =0.07%
3.2.2.3 溶液定容过程引起的不确定度u r (x 3.2.2.3)
溶液定容过程引起的不确定度主要由10 mL单标线容量瓶 (A级) 引入的不确定度。
u r (x 1) =u r (x 3.2.1) =0.4%/=0.3% 3.2.2 标准物质引起的标准不确定度分量u r (x 2) 3.2.2.1 标准物质含量引入的不确定度u r (x 3.2.2.1)
根据DHA 甲酯标准物质证书中提供的信息,
3.2.2.3.1 10 mL容量瓶校准产生的标准不确定度u r (x 3.2.2.3.1)
按照10 mL单标线容量瓶的校准证书知, 实验中所用的10 mL单标线容量瓶都属于A 级测量结果的扩展不确定度U =0.007 mL, k =2, 属于正态分布, 则有:
DHA 甲酯标准物质扩展不确定度为0.5%, k =2, 按正态分布, 纯度99%, 则有:
U 1
=0.5%/(2×0.99)=0.3% u r (x 3.2.2.1) =×
k 0.99
3.2.2.2 标准物质称量引入的不确定度u r (x 3.2.2.2)
用电子天平进行称量, DHA甲酯标准物质重量
m=0.01589 g; 天平的校准证书给出的测量结果示值误差的扩展不确定度U =0.02 mg, k =2, 属正态分布, 则有:
U
=0.007/2=0.004 mL k
相对标准不确定度为: u r (x 3.2.2.3.1)=0.004/10= 0.04%
3.2.2.3.2 溶液温度与校准温度不同产生的标准不确
标准不确定度为: u (x 3.2.2.3.1)=定度u r (x 3.2.2.3.2)
假设溶液与校准温度的差异为±5 ℃, 容量瓶的体积为10 mL, 正己烷体积膨胀系数α为
U
标准不确定度为: u (x 3.2.2.2)==0.02 mg/2=
k
(1.36×10-3)/℃, 正己烷的体积膨胀明显大于玻璃的体
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积膨胀, 因此只需考虑正己烷的体积膨胀即可, 按矩形分布, 取k
, 则有:
标准不确定度为: u (x 3.2.2.3.2)=10×5×1.36×
的不确定度相同, 则有:
u r (x 3.2.3.2)=u r (x 3.2.2.3)=0.5%
由上面分析可得, 藻油软胶囊样品引起的相对标准不确定度为:
10-3
=0.04 mL
相对标准不确定度为: u r (x 3.2.2.3.2)=0.04/10=0.4%
10 mL单标线容量瓶产生的合成相对标准不确定度:
u r (x
3)
=u r (x 3.2.2.3
)=
=
=0.5%
3.2.4 气相色谱仪引起的不确定度u r (x 4)
仪器本身的性能因素的影响, 该不确定度属A 类评定, 采用同一样品进行重复实验进行评估, 其中的测量结果如下表2。
单次测量结果的标准偏差
:
由上面分析可得, DHA甲酯标准物质引起的相对标准不确定度为:
u r (x
2)
=0.6% 3.2.3 DHA样品引起的标准不确定度u r (x 3) 3.2.3.1 样品称量引起的不确定度u r (x 3.2.3.1)
用电子天平进行称量, 藻油软胶囊试样重量
S 2=
=1.1%
标准不确定度为: u (x 3.2.4
u (x 3.2.4)
= m=0.1107 g, 天平的校准证书给出的测量结果示值误差的扩展不确定度U =0.02mg, k =2, 属正态分布, 则有:
相对标准不确定度为: u r (x 4)=
U
标准不确定度为: u (x 3.2.2.2)==0.02 mg/2=
k
0.00001 g
相对标准不确定度为: u r (x 3.2.3.1)=0.00001/0.1107 =0.01%
3.2.3.2 样品定容引起的不确定度u r (x 3.2.3.2)
样品定容引起的不确定度与标准物质定容引起
0.5%/1521.8=0.0004%
3.2.5 合成标准不确定度评定
由表3中各相对不确定度合成
u cr (x )=[u 2r (x 1)+u 2r (x 2) +u 2r (x 3) +u 2r (x 4)]1/2 =[(0.3%)2+(0.6%)2+(0.6%)2+(0.0004%)2]1/2 =0.9%
各测量不确定度的统计直方图如图2所示
表2 重复进样峰面积的测量值
Table 2 The repetitive determination peak area of sample (n =6)
序号 峰面积
平均值 1 2 3 4 5 6
1522.5 1520.8 1521.0 1521.2 1522.0 1523.5 1521.8
表3 相对标准不确定度
Table 3 Relatively standard uncertainty
名称 u r (x 1) u r (x 2) u r (x 3) u r (x 4)
不确定度来源 测定重复性 标准物质 样品 气相色谱仪
类型
相对标准不确定度值
A 0.3% B 0.6% B 0.6% A 0.0004%
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张喜金, 等: 气相色谱法测定藻油中DHA 含量的不确定度的评定 3153
图2 各测量不确定度的统计直方图
Fig. 2 Statistical histogram of measurement uncertainty
3.3 扩展不确定度评定
扩展不确定度可由合成标准不确定度乘以包含因子, 取置信概率p =95%, k =2, 此时藻油软胶囊样品中的DHA 含量测定的扩展不确定度为:
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U 95=k ×u cr (x)=2×0.9%=1.8%。
3.4 测量不确定度的报告与表示
藻油软胶囊样品中的DHA 含量的测量结果为
(28.5±28.5×1.8%)g/100g(k =2), 即为(28.5±0.5)g/100g (k =2)。
4 结 论
本文结合检验方法和实际操作情况, 按照GB/T
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由不确定度的评定过程可知, 影响藻油中DHA 含量测量的不确定度主要来源于标准溶液的配置、样品处理以及样品重复分析产生的不确定度。因此, 在日常检测中必须准确配置标准溶液, 注意样品的处理过程, 如称样量以及定容体积尽可能缩小以减少偏差, 还有就是在检测过程中必须保持仪器的最佳工作状态。本次的测定结果为(28.5±0.5)g/100 g, 即有95%可能性为28.0~29.0 g/100 g。通过对不确定度的分析和评定, 对测定结果给出一个较准确的波动范围, 尤其检测结果接近规定值是, 可以降低误判风险。
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(责任编辑: 白洪健)
作者简介
张喜金, 主要研究方向为保健食品的质量检测。
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