胡惠茗 杨志杰 陈杰 王桂泉 王益凤 杨娟
摘 要：目的：
建立气相色谱内标法（FID）测定白酒中庚二酸二乙酯、辛二酸二乙酯和壬二酸二乙酯3种二元酸二乙酯含量不确定度的评定方法。方法：
根据《化学分析测量不确定度评定》和《测量不确定度评定与表示》中的有关规定，建立不确定度的数学模型，系统分析本方法测量结果的不确定度来源，并对不确定度各个分量进行评估和合成。结果：
得到庚二酸二乙酯、辛二酸二乙酯和壬二酸二乙酯3种二元酸二乙酯的扩展不确定度，分别为7.53 mg/L、6.53 mg/L、17.84 mg/L。结论：
影响白酒中庚二酸二乙酯、辛二酸二乙酯和壬二酸二乙酯不确定度的主要因素是重复性、标准品纯度和用于吸取内标溶液的移液器的精度。
关键词：测量不确定度;庚二酸二乙酯;辛二酸二乙酯;壬二酸二乙酯;气相色谱法;白酒
Uncertainty Evaluation of Diethyl Pimelate， Diethyl Suberate and Diethyl Nonanedioate in Baijiu by Gas Chromatography
HU Huiming1， YANG Zhijie2， CHEN Jie1， WANG Guiquan1， WANG Yifeng1，YANG Juan3*
（1.Jiangan County Centre for Food Inspection and Testing， Jiangan 644200， China; 2.Food Inspection and Testing Center， Xuzhou District， Yibin City， Yibin 644600， China; 3.Yibin City Product Quality Supervision and Inspection Institute， Yibin 644000， China）
Abstract：
Objective：
A method was developed for the evaluation of uncertainty in the determination of diethyl pimelate， diethyl suberate and diethyl nonanedioate in Baijiu by gas chromatography with internal standard （FID）. Method：
According to JJF 1059.1—2012， a mathematical model was established for uncertainty evaluation. the uncertainty sources of the measurement results are analyzed systematically， and each component of the uncertainty is evaluated and synthesized. Result：
the expanded uncertainty of diethyl pimelate、diethyl suberate and diethyl nonanedioate was determined as 7.53 mg/L、6.53 mg/L、17.84 mg/L. Conclusion：
The main factors affecting the uncertainty of diethyl pimelate、diethyl suberate and diethyl nonanedioate in Baijiu are the repeatability， purity of the reference substance and the accuracy of the pipette used to absorb the internal standard solution.
Keywords：
measurement of uncertainty; diethyl pimelate; diethyl suberate; diethyl nonanedioate; gas chromatography; Baijiu
中国白酒历史悠久，工艺独特，被列为世界著名的六大蒸馏酒之一[1]。白酒中98%是乙醇和水，2%是一些微量物质，而白酒的独特风味主要来源于这些微量物质。白酒中的微量呈味成分尤其是白酒中的酯类对白酒的风味和质量有较大影响，是判断白酒质量的重要依据之一，各种香型的白酒对这些呈香成分的含量都有一定的要求，且国家标准对其检测也推荐了相应的方法[2-4]。十二香型白酒中，传统豉香型白酒中酯类物质含量较其他香型白酒低，而二元酸二乙酯是豉香型白酒中重要的微量物质，并已成为国家标准《豉香型白酒》规定例行检验的指标之一[5-6]。
测量不确定度是用以表征测量过程中各项误差综合影响测量结果分散程度的一个误差限，它不仅包括计量器具的不确定度，也包括环境及操作人员等因素引起的不确定度[7]。不确定度是与被测量值的分散性、与测量结果相关性的参数，其数值大小反应了结果的准确性，与结果的判定相关[8-10]。目前使用较多的二元酸二乙酯含量检测方法是气相色谱法，本试验使用气相色谱法测定并评定白酒中二元酸二乙酯含量检测的不确定度，以期为测量结果提供科学、准确的依据[11]。通过掌握白酒中二元酸二乙酯含量测量的关键控制点，提供降低不确定度的有效方式，保障测定结果的准确性，为白酒中二元酸二乙酯进一步相关研究提供基础技术支撑[12-15]。
1 材料與方法
1.1 材料与仪器
庚二酸二乙酯（97%），阿拉丁公司;辛二酸二乙酯（98%），阿拉丁公司;壬二酸二乙酯（90%），麦克林公司;乙酸正丁酯（99.5%），天津市光复精细化工研究所;无水乙醇（HPLC纯），成都市科隆化学品有限公司;实验室用水为赛多利斯超纯水。69DDB524-23D5-4E00-AADA-28334FD6324F
GC-2010 Plus型气相色谱仪（配FID检测器），日本岛津公司;BP211D 电子分析天平（感量0.000 01 g），德国赛多利斯公司。
1.2 试验方法
1.2.1 标准溶液配制
（1）二元酸二乙酯混合标准储备溶液。分别准确称取0.250 13 g庚二酸二乙酯、0.246 35 g辛二酸二乙酯和0.241 74 g壬二酸二乙酯标准品，用体积分数为60%乙醇溶液定容到100 mL。得到混合标准储备溶液中庚二酸二乙酯、辛二酸二乙酯和壬二酸二乙酯浓度依次为2.501 3 mg/mL，2.463 5 mg/mL，2.417 4 mg/mL，该溶液冷藏保存。
（2）内标溶液的配制。吸取5 mL乙酸正丁酯标准品溶液，记录重量4.505 01g，用体积分数为60%乙醇溶液定容到50 mL。得到乙酸正丁酯溶液为90.10 mg/mL，该溶液冷藏保存。
（3）混合标准工作溶液。用10.0 mL吸量管准确吸取标准储备溶液10.0 mL，加入100 ?L内标乙酸正丁酯溶液混匀后上机测定。
1.2.2 测定过程
取酒样10.0 mL，加入100 ?L内标乙酸正丁酯溶液混匀后，与在标准品相同的条件下进气相色谱分析，并测定目标峰与内标峰面积，得到峰面积之比，再用内标法定量。
1.2.3 气相色谱条件
色谱柱：Agilent DB-WAX柱（30 m×0.250 mm×0.25 ?m）;分流比：30︰1;进样口温度：200 ℃;进样量：0.5 ?L。程序升温：起始温度35 ℃，恒温3 min;以5 ℃/min程序升温至40 ℃，恒温3 min;以10 ℃/min程序升温至100 ℃，以20 ℃/min程序升温至180 ℃，恒温13 min。载气：氮气，流量为1.0 mL/min（设定为恒线速度模式）;检测器为FID检测器，温度200 ℃;氢气：40 mL/min;空气：400 mL/min，尾吹气：30 mL/min。
1.3 数学模型建立
酒样中庚二酸二乙酯、辛二酸二乙酯、壬二酸二乙酯含量计算公式为：
（1）
式中：Y为酒样中（庚、辛、壬）二酸二乙酯含量，mg/L;C1为标样中（庚、辛、壬）二酸二乙酯的浓度，g/L;C2为标准工作液中乙酸正丁酯浓度，g/L;A1为标准工作液中（庚、辛、壬）二酸二乙酯峰面积;A2为标准工作液中乙酸正丁酯峰面积;A3为酒样中（庚、辛、壬）二酸二乙酯峰面积;A4为添加于酒样中乙酸正丁酯峰面积;m0为酒样中添加内标物乙酸正丁酯的质量，mg;V为酒样的取样体积，即10.0 mL;10-3为单位换算系数。
1.4 不确定度来源的识别和分析
根据（庚、辛、壬）二酸二乙酯含量的检验过程可知，在标准工作液中和酒样中加入的内标溶液为同一乙酸正丁酯溶液且加入量相当;参考《化学分析中不确定度的评估指南》（CNAS—GL06：2006）中A3.5，将重复性视为相对影响，可识别出测量过程的不确定度来源：测量重复性产生的不确定度（X）;标准工作液中（庚、辛、壬）二酸二乙酯、乙酸正丁酯浓度引入的不确定度;样液中乙酸正丁酯重量引入的不确定度;酒样的取样量取引入的不确定度。气相色谱法测定白酒中的（庚、辛、壬）二酸二乙酯时，未经任何处理步骤，因此不会引入操作处理中带来的不确定度。绘制的因果关系图见图1。
2 结果与分析
2.1 重复性测量引入的不确定度
重复性测量的不确定度主要包含气相色谱响应值的复现、容量瓶使用、进样针的进样等。本文采用的是内标法，用自动进样器进样0.5 ?L，重复操作进样6次，得到标准工作液中乙酸正丁酯峰面积与（庚、辛、壬）二酸二乙酯峰面积之比（A2/A1）、样液中（庚、辛、壬）二酸二乙酯峰面积与乙酸正丁酯峰面积之比（A3/A4）和样品中（庚、辛、壬）二酸二乙酯含量（Y），将平均值x作为最后的测定结果，利用公式（2）得到标准差S，利用公式（3）得到重复性相对标准不确定度分量urel（x），结果见表1，其中C为标样中（庚、辛、壬）二酸二乙酯的含量（ mg/L）。
合成标准工作液和样液重复性操作引入的不确定度为：
得到urel（X庚）=0.011 2，urel（X辛）=0.012 8，urel（X壬）=0.017 3。
2.2 标准工作液中（庚、辛、壬）二酸二乙酯、乙酸正丁酯质量浓度引入的不确定度
质量浓度计算公式为：
（4）
式中：C1为标样中（庚、辛、壬）二酸二乙酯的浓度，g/L;C2为标样中乙酸正丁酯浓度，g/L;m为（庚、辛、壬）二酸二乙酯或乙酸正丁酯的质量，g;V1为50 mL或100 mL容量瓶的体积，mL;V2为10 mL单标线吸量管或100 ?L移液器的体积，mL;V3为混合标准工作液的总体积，mL。
标准工作液中各质量浓度引入的不确定度主要取决于标准品纯度P，质量m，体积V1和V2的不确定度，V3的不确定度已在重复性操作中考虑到。
2.2.1 纯度P引起的不确定度
（庚、辛、壬）二酸二乙酯和乙酸正丁酯均为色谱标准物质，庚二酸二乙酯（纯度97%），辛二酸二乙酯（纯度98%），壬二酸二乙酯（纯度90%），乙酸正丁酯（纯度99.5%）;按照矩形分布处理，则纯度引起的不確定度为：
计算纯度引起的相对不确定度：
2.2.2 质量m引起的不确定度
标准物质采用十万分之一的天平称量，根据检定证书，其称量误差为±0.03 mg，天平称量两次（一次净容量瓶重量，一次称样），按照矩形分布，质量m的标准不确定度为。相对不确定度分别为：69DDB524-23D5-4E00-AADA-28334FD6324F
2.2.3 体积V1的不确定度
二元酸（庚、辛、壬）二乙酯标准溶液定容至100 mL容量瓶中，100 mL容量瓶A级法定容量允差为±0.10 mL，按照矩形分布换算成标准不确定度为;乙酸正丁酯溶液定容至50 mL容量瓶中，50 mL容量瓶的A级法定容量允差为±0.05 mL，按照矩形分布换算成标准不确定度为。
容量瓶和溶液的温度与矫正时的温度不同引起的体积不确定度，其中温度变化引起的液体膨胀明显大于容量瓶的体积膨胀，因此，只考虑前者即可。已知水的体积膨胀系数为β=2.1×10-4/℃，以20 ℃校准时分别为100 mL和50 mL，试验温度在（20±5）℃波动，按照矩形分布计算的标准不确定度为：
合成100 mL容量瓶的相对不确定度为：
50 mL容量瓶的相对不确定度为：
2.2.4 体积V2的不确定度
即吸取样品和标准品用吸取内标用100 ?L移液器或10.0 mL单标线吸量管引起的不确定度u（V0.1）或u（V10.0）。10.0 mL A级单标线吸量管的体积允差为±0.01 mL，按照2.2.3节步骤，计算相对不确定度：urel（V10.0）=0.000 8。
100 ?L移液器校准证书U=2%，按照矩形分布换算成标准不确定度为：
温度变化引起的体积膨胀，设试验温度在（20±5）℃之间波动，按照矩形分布计算的标准不确定度为：
则100 ?L移液器合成标准不确定度为：
2.2.5 合成标准不确定度
合成标准不确定度计算为：
（5）
（庚、辛、壬）二酸二乙酯和乙酸正丁酯标准工作液质量浓度引起的相对不确定度分别为urel[C1（庚）]=0.017 9;urel[C1（辛）]=0.011 9;urel[C1（壬）]=0.064 2;urel（C2）=0.012 0。
2.3 酒樣中乙酸正丁酯加入量（m0）引入的不确定度
乙酸正丁酯加入量（m0）按以下公式计算：
（6）
式中：m0为酒样中添加内标物乙酸正丁酯的质量，mg;m为乙酸正丁酯的质量，g;V1为50 mL容量瓶的体积，mL;V2为100 ?L移液器吸取的体积，mL;103为单位换算系数。
加入酒样中与加入标准工作液中的乙酸正丁酯是同一溶液同一操作，因此各分量不确定度与2.2节相同，计算得到样液中乙酸正丁酯加入量引起的相对不确定度：urel（m0）=0.012 0。
2.4 酒样的取样体积（V）引入的不确定度
在本次试验中，用10.0 mL的A级单标线吸量管精准吸取10.0 mL加标酒样进行检验，即式（1）中V引起的不确定度。10.0 mL的A级分度吸管的体积允差为±0.01 mL，按照2.2.3节步骤，计算相对不确定度：urel（V）=0.000 8。
2.5 二元酸（庚、辛、壬）二乙酯含量的合成标准不确定度的计算
根据（庚、辛、壬）二酸二乙酯含量相关不确定度的来源关系，各不确定度分量互不相关，则酒样中二元酸（庚、辛、壬）二乙酯含量测定结果的相对合成标准不确定度urel（Y ）按式（7）计算，标准不确定度按照式（8）进行计算，扩展不确定度（k取值为2，95%置信区间）按照公式（9）进行计算，结果见表2。
3 结论
通过对气相色谱法测定白酒中庚二酸二乙酯、辛二酸二乙酯和壬二酸二乙酯3种二元酸二乙酯含量的不确定度各个分量的分析和评定，可以看出重复性、标准品纯度引起的不确定度是影响庚二酸二乙酯、辛二酸二乙酯和壬二酸二乙酯3种二元酸二乙酯含量测量不确定度的主要因素。由于该试验过程中无样品处理过程，因此，在实际操作过程中，可以通过提高操作水平、购买高纯度的标准物质、提高量取工具的精度来降低测量结果的不确定度，从而提高测量结果的准确度。
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