摘 要:按照国家标准 GB/T 10345-2007《白酒分析方法》,通过气相色谱法测定了清香型白酒中乙酸乙酯含量。依据 JJF 1059.1-2012,分析了整个测量过程的不确定度来源,建立了其测定结果不确定度的数学模型,找出了不确定度的影响因素,对不确定度进行了评估,如实反应了测定的置信度和准确性。结果表明,本法对白酒中乙酸乙酯含量测定准确度高,达到 ISO/IEC17025 对检测实验室的要求,符合中国国家标准。测量不确定度是评定测量结果质量的一个重要指标,ISO/IEC 17025《检测和校准实验室能力的通用要求》指出,当检测结果处于标准要求的临界值,有可能判定被检产品不合格时,应给出测量不确定度。 乙酸乙酯是清香型白酒的主体香气成分,其主要成分乙酸乙酯含量是判定清香型白酒酒质好坏的一个重要指标, 对其进行准确定量分析有很重要的意义, 而且直接关系到酿酒生产工艺的调控及成品酒的感官质量。 本实验参照国家标准 GB/T 10345-2007 《白酒分析方法》 测定清香型白酒中乙酸乙酯含量,并对整个测量过程的不确定度来源进行分析。
1.1 仪器及试剂 仪器:GC2014C 型气相色谱仪,配带配备 Aoc-20i 自动进样器和岛津 GCsolution 色谱工作站,FID 检测器,sarrorius BS210S 电子天平,Miilli-Q 纯水机,AT 白酒专用柱 18m×0.53mm×1.0μm,SPH-300A 氢气发生器和 SPB-3 全自动空气发生器。 试剂和材料:乙酸乙酯(色谱纯)、无水乙醇(色谱纯)、乙酸戊酯(纯品)、纯水、清香型白酒样品。 1.2 实验方法 1.2.1 色谱条件 AT 白酒专用柱 18m×0.53mm×1.0μm; 载气:氮气;尾吹气流速 30mL/min;氢气流速 40mL/min;空气流速 400mL/min;进样方式:分流;压力 15.6;柱流量 5.00mL/min; 线速度 39.3cm/ses; 吹 扫 流 量2.0mL/min;进样口温度 200℃ ; 检测器温度 200℃ ;柱温:初始温度 60℃,恒温 3min,以 5℃/min 程序升温至 200℃,保持 10min;进样量 1uL。
2.1 数学模型的建立 根据测定原理,考虑仪器稳定性(GC)以及样品的称量和定容等因素对测量不确定度的影响, 建立如下数学模型:y=CSASiAMiCSiASAiV1。 式中:y———酒样品中乙酸乙酯的含量,g/L; CS———标样中乙酸乙酯的含量,g/L; CSi———标样中乙酸正戊酯的含量,g/L; ASi———标样中乙酸正戊酯的峰面积; AS———标样中乙酸乙酯的峰面积; A———酒样中乙酸乙酯的峰面积; Mi———酒样中内标物乙酸正戊酯的含量,g/L; Ai———添加于酒样中内标乙酸正戊酯的峰面积; V1———吸取酒样的体积。
从测量原理和数学模型分析, 其测量不确定度来源有以下几方面:(1)标准品纯度引起的不确定度u(p);(2)称量标准样品产生的不确定度 u(m);(3)体积 V 以及操作中标准溶液的吸取、稀释和定容所引起的不确定度;(4)气相色谱仪测量性能产生的不确定度 u(GC)。 3.1 不确定度的分量计算 3.1.1 纯度 P 引起的不确定度 3.1.2 称量质量 m 产生的不确定度 u(m) 称量产生的不确定度主要源于电子天平的线性不确定度和称量重复性, 称量样品用 1/10000 电子天平,根据天平的检定证书,其允许误差为 0.0001,按匀分布 3.1.3 由体积 V 引起的不确定度 u(ν) 体积引入的不确定度主要有 1.00mL 分度吸量管、5.00mL 分度吸量管、10mL 容量瓶、50mL 容量瓶等几个方面引起的不确定度。 3.1.3.1 由 1.00mL 分度吸量管 (移液管 )引入的不确定度 已知水的体积膨胀系数为 2.1×10-4,容量瓶在 20℃温度校准时为50.00mL。 3.2 重复性测量引入的不确定度 重复性不确定度主要是人员操作过程中、进样的重复性、色谱工作站处理色谱峰数据等引起的不确定度。由于本实验按照检测过程对青稞酒中乙酸乙酯进行测量,用自动进样器进样 1.0μL,重复操作5 次。 3.3 气相色谱仪器产生的不确定度 在气相色谱中灵敏度和检测限是评价 FID 检测器的主要技术参数, 这些指标中就包括了仪器的稳定性、重复性,基线噪声、基线漂移等,而色谱峰面积 A 就综合反应了这些因素。 从仪器检定报告中可以得到仪器产生的不确定度为 urel(GC)=0.02%(k=2)。
4.1 合成标准不确定度的计算 4.2 扩展不确定度 U 的计算 青稞酒样中乙酸乙酯的含量的扩展不确定度 U的计算,取包含因子 k=2,置信水平 P=95%,则其扩展不确定度u=k×urel(Csi)=2×0.083=0.166(g/L)。 4.3 测定不确定度报告 该酒样中乙酸乙酯含量不确定度报告表示为C=(1.03×0.166)g/L,k=2,P=95%。
通过对气相色谱法测量清香型白酒中乙酸乙酯含量的不确定度来源进行分析, 并对其不确定度分量进行评定, 得出该分析方法的扩展不确定度为0.166g/L,包含因子 k=2;从以上来源因素可以看出,除了样品的匀性好, 白酒样品处理过程简单等原因以外, 主要的原因是气相色谱仪进样过程控制度,检验人员自身操作水平的高低,人员的重复操作,技能熟悉,器皿的影响,标准品纯度等影响比较大,因此,在测试样品时,必须严格按照操作规范,并且选用合格的计量器具,选用 A 级器具这样测量结果误差会小些。 |