測量不確定度是與測量結果相聯系的參數。采用HPLC法測定了焙烤類食品(蛋糕)中丙酸鈣的含量，并對其相對擴展不確定度進行了評定。
丙酸鈣作為防腐劑可以添加在焙烤類食品中，限量為2.5g/kg(以丙酸計)。高效液相色譜法(HPLC)是測定食品中丙酸鈣的國家標準方法。測量不確定度是與測量結果相聯系的參數，用于表征合理地賦予被測量之值的分散性。當測量結果處于臨界值時食品檢驗機構必須進行測量不確定度評定。本文對HPLC法測定焙烤類食品(蛋糕)中丙酸鈣含量的不確定度因素進行了評定，計算出不確定度并報告了結果。
儀器、試劑
儀器
1)高效液相色譜儀，島津LC-20AT附紫外檢測器和自動進樣器;
2)高速冷凍離心機，北京雷勃爾LR10-2.4A;
3)超聲波清洗器，昆山市超聲儀器KQ-100);
4)高速組織搗碎機，上海精科DS-1;
5)pH計,上海儀電科學PHS-3C;
6)電子天平，上海上天FA2004;
7)溶劑過濾器及0.45μm微孔濾膜。
試劑
分析純磷酸(H3PO4)、分析純磷酸氫二銨[(NH4)2HPO4]
實驗室用超純水
食品添加劑丙酸鈣純度標準物質GBW(E)100078
色譜分析條件
色譜柱：
Agilent ZORBAX SB-Aq 4.6×250mm，5μm，P.N.880975-914;
流動相:
1.5g/L磷酸氫二銨溶液，用1mol/L 磷酸溶液調pH為3.0(使用時配制);經0.45μm微孔濾膜過濾;
流速:
1.0mL/min;
柱溫:25℃;
進樣量:10μL;
紫外檢測器波長:214nm;
樣品處理與測試
依據國家標準GB 5009.120-2016進行試驗;
樣品制備：
樣品經組織搗碎機搗碎混勻后備用;
試樣處理：
準確稱取由組織搗碎機混勻后的樣品5g(精確至0.0001g)試樣至100mL燒杯中,加水20mL,加入1mol/L磷酸溶液0.5mL，混勻，經超聲浸提10min后，用1mol/L磷酸溶液調pH為3左右,轉移試樣至50mL容量瓶中,用水定容至刻度,搖勻。將試樣全部轉移至50mL具塞塑料離心管中,以不低于4000r/min離心10min,取上清液,經0.45μm微孔濾膜過濾后,待液相色譜測定。
標準溶液的配制及標準曲線的繪制：
1.丙酸標準貯備液(10mg/mL)：
精確稱取0.3146g丙酸鈣標準品于25mL容量瓶中，加水至刻度;
2.標準曲線的繪制：
準確吸取5.0mL標準儲備液于50mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，配制成濃度為1.0mg/mL標準工作液。再準確吸取標準工作液0.2mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL至10mL容量瓶中，分別加入1mol/L磷酸0.2mL，用水定容至10mL，混勻。其丙酸標準溶液的最終濃度分別為0.02mg/mL、0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL、0.4mg/mL、0.5mg/mL，經0.45μm 微孔濾膜過濾，濃度由低到高進樣分析，以濃度為橫坐標，以峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。
測量數學模型
樣品中丙酸鈣含量(以丙酸計)，按下式計算:
式中:
X—樣品中丙酸鈣的含量(以丙酸計),單位為克每千克(g/kg);
c—由標準曲線得出的樣液中丙酸的濃度,單位為毫克每毫升(mg/mL);
V—樣液最后定容體積,單位為毫升(mL);
m—樣品質量，單位為克(g);
f—稀釋倍數。
試樣中測得的丙酸含量乘以換算系數1.2569，即得，丙酸鈣含量。
計算結果保留三位有效數字。
根據數學模型分析，影響不確定度來源有以下幾方面
1樣品稱量引入的不確定度,2樣品定容引入的不確定度,3樣品平行測定引入的不確定度,4標準系列溶液引入的不確定度,5標準曲線擬合引入的不確定度。
不確定度評定
樣品稱量引入的不確定度(B類不確定度)
本試驗所用電子天平為萬分之一，最小分度值為0.1mg，由校正證書查得天平重復性標準差0.3mg，天平重復性標準差應計算為2次。則u(m1)=
=0.00043(g),稱樣量為5.0026g，相對不確定度為：Urel(m1)=u(m1)/m=0.00043/5.0026=8.6*10-5;
樣品定容體積引入的不確定度(B類不確定度)
1. 20℃時50mL，A級容量瓶的允許誤差為±0.05mL，按均勻分布計算，由此，帶來的不確定度為u=0.05/
=0.0289mL; 2.50mL、A級容量瓶重復充液2次，用極差計算，其極差為R=0.015mL，由極差系數C及自由度υ,則充液帶來的不確定度為0.015/1.13=1.3*10-2mL;
3.試驗溫度為20±2℃，水的體積在20℃膨脹系數為2.1*10-4，溫差變化引起體積的變化為：50*2*2.1*10-4=0.021mL，按均勻分布計算，溫度變化引起的不確定度為：0.021/
=0.0121mL。則樣品定容引入的相對不確定度Urel(v1)=
/50=6.8*10-4
樣品平行測定引入的不確定度(A類不確定度)
試驗中對同一樣品丙酸鈣的含量進行了3次平行測定其結果分別為：1.08g/kg、1.07g/kg、1.10g/kg，平均值
=1.08g/kg，標準偏差=
=0.0158g/kg，按均勻分布計算，其不確定度為UA=0.0158/
=0.0091g/kg，則相對不確定度為Urel(A)=UA/
=0.0091/1.08=8.4*10-3;
標準系列溶液引入的不確定度(B類不確定度)
1.標準儲備液引入的不確定度
①丙酸鈣標準品的純度，證書上給出的純度99.7%，不確定度為0.6%，則標準物質引入的不確定度0.006/
=0.0035; ②本試驗所用電子天平為萬分之一，最小分度值為0.1mg，由校正證書查得天平重復性標準差0.3mg，天平重復性標準差應計算為2次。則u(m2)=
=0.00043(g),稱標準品為0.3146g，則由稱量引入的相對不確定度為：0.00043/0.3146=0.0014;
③標準物質稀釋引入的不確定度
(1)20℃時25mLA級容量瓶的允許誤差為±0.03mL，按均勻分布計算，由此，帶來的不確定度為0.03/
=0.0173mL; (2)25mL，A級容量瓶重復充液2次，用極差計算，其極差為R=0.015mL，由極差系數C及自由度υ，則充液帶來的不確定度為0.015/1.13=1.3*10-2mL; (3)試驗溫度為20±2℃，水的體積在20℃膨脹系數為2.1*10-4，溫差變化引起體積的變化為：25*2*2.1*10-4=0.0105mL，按均勻分布計算，溫度變化引起的不確定度為： 0.0105/
=0.0061mL。
則標準儲備液由稀釋引入的相對不確定度：
Urel(v2)=
/25=0.0009，
由此，丙酸鈣標準儲備液引入的不確定度為：
Urel(標儲)=
=0.0039;
2.標準系列溶液由稀釋引入的不確定度
①由5mLA級單標移液管引起的相對不確定度來自三個分量
(1)5mLA級單標移液管引的容量誤差查證書為±0.015mL，按均勻分布，不確定度為0.015/
=8.7*10-3(mL);
(2)5mLA級單標移液管的充液重復性引起的不確定度，重復充液兩次，用極差計算，其極差為R=0.015mL，由極差系數C及自由度υ，則由充液引入的不確定度為：0.015/1.13=0.013mL(mL);
(3)試驗溫度變化為±2℃，水的體積在20℃膨脹系數為2.1*10-4，按均勻分布，由溫度變化引入的不確定度為2.1*10-4*5*2/
=0.0012(mL)：則5mL，A級單標移液管體積引入的不確定度為
=0.016(mL)
由此，5mL，A級單標移液管體積引入的相對不確定度為0.016/5.00=0.0032
②標液定容體積引入的不確定度
(1)50mLA級容量瓶體積引入的相對不確定度
20℃時50mLA級容量瓶的允許誤差為±0.05mL，按均勻分布計算，由此，帶來的不確定度為：0.05/
=0.0289mL; 50mL，A級容量瓶重復充液2次，用極差計算，其極差為R=0.015mL，則充液帶來的不確定度為0.015/1.13=1.3*10-2mL; 試驗溫度為20±2℃，水的體積在20℃膨脹系數為2.1*10-4，溫差變化引起體積的變化為：50*2*2.1*10-4=0.021mL，按均勻分布計算，溫度變化引起的不確定度為： 0.021/
=0.0121mL。由此，50mL，A級容量瓶體積引入的相對不確定度為：Urel(v2)=
/50=6.8*10-4
(2)10mLA級容量瓶體積引入的相對不確定度
20℃時10mL，A級容量瓶的允許誤差為±0.02mL，按均勻分布計算，由此，帶來的不確定度為：0.02/
=0.0115mL; 10mLA級容量瓶重復充液2次，用極差計算，其極差為R=0.015mL，由極差系數C及自由度υ，則充液帶來的不確定度為0.015/1.13=1.3*10-2mL; 試驗溫度為20±2℃，水的體積在20℃膨脹系數為2.1*10-4，溫差變化引起體積的變化為：10*2*2.1*10-4=0.0042mL，按均勻分布計算，溫度變化引起的不確定度為： 0.0042/
=0.0024mL。
由此，10mL，A級容量瓶體積引入的相對不確定度為：
Urel(v4)=
/10=1.75*10-2
至此，標準系列溶液由稀釋引入的不確定度：
Urel(v5)=
=0.018
(3)標準曲線擬合引起的不確定度
采用7個濃度水平丙酸鈣標準溶液，得出峰面積，用最小二乘法擬合，得到標準曲線
Y=175471x+2485.6，本試驗對同一樣品進行了3次測量，求得平均值
=1.08g/kg，因此，由標準曲線擬合帶來的標準不確定度為：
式中：SR回歸曲線的剩余標準差，b為斜率，p為待測樣品的重復測定次數(p=3),n為回歸曲線的點數n=7，
待測樣品濃度的平均值，
為回歸曲線各點濃度的平均值，
為各標準溶液濃度值。其中， 
=
=0.22mg/mL，
=0.17 
式中：
為各標準溶液的實際相應值，
為根據回歸曲線算出來的理論值，
濃度(mg/mL) | 峰面積 |
0.02 | 6928 |
0.05 | 10624 |
0.1 | 18880 |
0.2 | 38054 |
0.3 | 55640 |
0.4 | 73216 |
0.5 | 89547 |
由上述表中數據計算出SR回歸曲線的剩余標準差，即，
=876.23
=
=0.011g/kg
則Urel(cal)=0.011/1.08=0.010
由標準物質及曲線擬合產生的不確定度為：
Urel(c)=
=0.021; B類不確定度為Ucrel(B)=
=0.021;
合成不確定度：
=0.023 則uc=Ucrel*
=0.023*1.08=0.025g/kg; 擴展不確定度：取p=95%，kp=2，則U=uck=0.0252=0.05g/kg
報告結果：
1.08±0.05g/kg(k=2)
小結
不確定度表達測量結果的分散程度，是一個定量的概念，可以用定量的數字描述。本文對HPLC法測定焙烤類食品(蛋糕)中丙酸鈣含量的不確定度因素進行了評定，若檢測結果處于標準限量的臨界值或標準方法有要求時，必須結合不確定度對檢測結果進行評判。
參考文獻：
【1】JJF 1059.1-2012測量不確定度評定與表示;
【2】CNAS-GL06，化學分析中不確定度的評估指南，2015年06月01日，第一次修訂;