样品均匀性和稳定性的评价

样品均匀性和稳定性的评价

周忆莲1

广东省食品检验所，广州 510435

摘要：目的 建立单因子方差和t检验分析样品的均匀性和稳定性的方法。方法 采用硝酸+盐酸（5+1）的酸体系对样品进行微波消解处理，电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体发射光谱法测定样品中锡含量，运用单因子方差分析来评价样品的均匀性；采用t检验法验证样品的稳定性。结果 制备的面粉和奶粉F值均小于F_0.05（9,10）=3.02且P＞0.05，样品均匀性满足实验要求；同时均在两次测定的平均值之间无显著性差异，满足样品稳定性的评价要求。结论 该评价样品均匀性和稳定性的方法，适用于食品安全国家标准修订中验证样品；该方法简便，适用性广。

关键词：锡；样品；均匀性；稳定性

Evaluation of Uniformity and Stability of Samples

ZHOU Yilian

(Guangdong Institute of Food Inspection, Guangzhou 510435, China)

Abstract: Objective To establish one-way variance and t-test to analyze the homogeneity and stability of samples. Methods The samples were digested with nitric acid + hydrochloric acid (5+1) by microwave digestion. Inductively coupled plasma mass spectrometry and inductively coupled plasma optical emission spectrometry were used to determine the content of tin in samples. To evaluate the uniformity of the sample by the one-way analysis of variance, and to verify the stability of the sample by the t-test method. Results The F values of the prepared flour and milk powder were all less than F_0.05(9,10)=3.02 and P>0.05, the uniformity of the sample met the experimental requirements; at the same time, there was no significant difference between the average value of the two determinations, which met the evaluation requirements of sample stability. Conclusion This method of evaluating sample uniformity and stability is suitable for verifying samples in the revision of national food safety standards; the method is simple and has wide applicability.

Keywords: tin; uniformity; stability

引言：重金属锡广泛存在于自然界中，经常用来制造镀锡铁皮，锡铁皮是人民常说的“马口铁”¹，作为一种包装材料，在食品领域，镀锡工艺也广泛用于罐头食品、饼干、果仁、奶粉等包装²，也广泛用于各种容器、冲压制品等非食品工业，具有无毒无味、质量轻、易于加工成型等优点³。锡本身无毒，但对人体具有潜在的毒性，特别是会对人体的神经系统和肝脏造成毒害。

锡的测定方法有很多，国家标准GB 5009.16-2014 《食品安全国家标准 食品中锡的测定》⁴中的氢化物原子荧光光谱法^5-7，GB 5009.268-2016 《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》⁸中可采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）⁹。除了国标方法测锡，文献查阅的还有石墨炉原子吸收光谱法¹⁰和电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)^11-12测定食品中的锡。

基于以上多种食品中锡的检测方法对比，其中ICP-MS和ICP-OES法具有分析速度快、干扰少及线性范围宽等优点，满足测定不同锡含量范围的样品检测，故本文在样品均匀性和稳定性的研究中采用了该两种方法。食品安全国家标准修订实施过程中，验证样品均需满足CNAS–GL003-2018 《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》

¹³，故本文主要对标准修订过程中制备样品的均匀性和稳定性进行探究。

1. 材料与方法

1. 1. 材料的制备

（1）面粉（源自于日常检测样品，购买自超市）：研磨机研磨成细小颗粒，过100目筛，再搅拌机搅拌均匀，备用；

（2）奶粉（源自于日常检测样品，购买自超市）：将奶粉倒入适量水中，冲泡至完全溶解，人为加入锡标液，加入转子，让奶粉液充分搅拌均匀，过夜，将搅拌一夜的奶粉液倒入托盘中，放进100℃烘箱烘干收集，将烘干固体研磨成均匀的细小颗粒，再进行烘干一个小时，搅拌混匀备用；

1. 2. 主要仪器与试剂

1.2.1主要仪器：Agilent 7800 电感耦合等离子体质谱仪（以下简称ICP-MS，安捷伦科技有限公司）；Agilent 5110 电感耦合等离子体发射光谱仪（以下简称ICP-OES，安捷伦科技有限公司）； Milli-Q Advantage A10 型超纯水系统，德国 Merck 公司；千分之一电子天平（瑞士Mettler Toledo公司）

1.2.2主要试剂：锡标准溶液（1000 μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心）；铑标准溶液（1000 μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心）；硝酸（≥65%，德国CNW公司）；盐酸（优级纯，广州化学试剂厂）；Milli-Q超纯水（电导率为0.55 μS/cm，25℃）。

1.3 酸体系的配制

1.3.1 盐酸溶液（5+95）：量取50 mL盐酸，缓慢加入到950 mL水中，混匀。

1.3.2 硝酸-盐酸混合溶液（5+1+94）：量取100 mL硝酸和20 mL盐酸，依次缓慢加入到1880 mL水中，注意加入硝酸后先混匀再加入盐酸，最后混匀。

1. 4. 标准系列溶液的配制

1.4.1 ICP-MS锡标准储备液（10.00 μg/mL）：准确吸取锡标准溶液0.500 mL于50 mL容量瓶中，用盐酸溶液（5+95）定容至刻度，混匀。

1.4.2 ICP-OES锡标准储备液（100.0 μg/mL）：准确吸取锡标准溶液5.000 mL于50 mL容量瓶中，用盐酸溶液（5+95）定容至刻度，混匀。

分别准确移取一定量的标准储备液，用硝酸-盐酸混合溶液（5＋1＋94）稀释至50 mL，配成ICP-MS和ICP-OES的相应锡标准系列浓度。

1. 4. 样品均匀性和稳定性评价

样品均匀性检验方法中，本实验采用单因子方差分析¹⁴，其方法是选取一定量的样本进行试验，通过样本是否具有显著性差异推断样品总体的均匀性。而样品的稳定性是指所研究的物质在规定储存和使用条件下，在规定的时间间隔内，这种物质的特征量或结构或组分保持在规定范围之内的能力¹⁵。本实验采用t检验进行样品的稳定性检验，具体操作如下。

1.5.1样品的均匀性处理：分别对所制备的样品面粉和奶粉进行编号。从样品总体中随机抽取10份样品用于均匀性检验，对抽取的每个样品，在重复条件下测试2次，重复测试的样品应分别单独取样。

1.5.2样品的稳定性处理：分别从面粉和奶粉样品中随机抽取。第一次分成10份样，第二次分成3份；每份单独取样2次。

1.5.3样品前处理：将上述采样好的样品，称取0.5~1.0 g（精确至0.001 g）加入5 mL硝酸，120℃加热预消解30 min，拿出放置室温，加入1 mL盐酸并尽快旋紧罐盖¹⁴，进行微波消解（消解参考条件见表1）。冷却后取出，缓慢打开罐盖排气，用少量水冲洗内盖， 90℃赶酸至棕色气体排尽，用水定容至50 mL，混匀备用。同时做空白试验。

表1 微波消解升温程序

1.6 仪器工作条件

样品经微波消解后，将样液及标准使用液由ICP-MS和ICP-OES采用标准曲线法测定，具体的仪器工作条件如下：

ICP-MS仪器工作条件：射频功率：1550 W；雾化气流量：1.01 L/min；辅助气流量：0.9 L/min；等离子体气流量：15.0 L/min；补偿气流量：0 L/min；氦气流量：5.0 mL/min。

ICP-OES仪器工作条件：射频功率：1200 W，雾化气流量：0.7 L/min；辅助气流量：1 L/min；等离子体气流量：12 L/min；补偿气流量：0 L/min；雾化器：同心雾化器；观测方式：轴向；分析谱线：Sn189.925nm。

2. 结果与分析

2.1 样品均匀性评价

根据CNAS–GL003-2018 《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》¹⁶规定，采用单因子方差分析方法，对面粉与奶粉的均匀性进行分析测定，结果如表2~表5。

查F分布表可知F_0.05（9，10）=3.02，从表3、表5和表7中可以看出，F值分别为1.21、1.61和1.24，均小于F临界值3.02，表明在0.05显著水平时，面粉和奶粉均是均匀的。

表2 面粉中的锡含量测试结果 单位：mg/kg

表3 面粉中的锡含量单因子方差分析结果

表4 奶粉中的锡含量测试结果 单位：mg/kg

表5 奶粉中的锡含量单因子方差分析结果

2.2 样品稳定性评价

采用t检验-二个平均值之间的一致性方法对面粉和奶粉中锡含量进行评价，计算

t和t临界值比较，分析其显著性。上述样品均匀性测定结果可作为第一次稳定性数据，补测结果作为第二次稳定性数据，具体结果分析如表6-表8。

根据CNAS–GL003-2018 《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》，t值的计算公式为：

表6 面粉和奶粉第二次稳定性测试结果 单位：mg/kg

表7 面粉中锡的稳定性t检验分析结果

注：为了保证平均值和标准偏差的准确度，测量次数均≥6。

表8 奶粉中锡的稳定性t检验分析结果

注：为了保证平均值和标准偏差的准确度，测量次数均≥6。

查表得t临界值t_0.05（24）=2.064，通过表7-8可知，面粉和奶粉的t值均小于t临界值，表明两个测试样品在两个平均值之间均无显著性差异，满足样品稳定性的要求。

3. 结论

本研究尝试使用统计学的分析方法定量评价样品的均匀性和稳定性，并做出统计推断¹⁶。综上所述，制备的两种不同基质的样品，面粉和奶粉的均匀性和稳定性均满足实验要求，可作为锡标准修订中验证样品选择。

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基金项目： 食品安全国家标准制定、修订项目(spaq-2019-027)

作者简介：周忆莲（1994.8-），女，助理级工程师，大学本科。E-mail:1144261011@qq.com

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