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CNAL/T0186大豆中营养成分测定能力验证分析
【来源/作者】中国计量报 【更新日期】2015-06-13

阜阳劣质奶粉事件后,食品营养成分检测技术和能力成为人们关注的焦点之一,食品营养成分检测逐渐成为食品安全检测的重点之一。大豆及其产品的检测技术几乎涵盖了食品营养成分检测技术的全部,选择大豆样品进行营养成分检测能力验证具有广泛的代表性。2004年11月~2005年3月,由中国实验室国家认可委员会(CNAL)组织、国家标准物质研究中心负责协调及实施的CNAL/T0186大豆中营养成分测定能力验证,目的是评价相关实验室检测大豆粉中干基蛋白质、粗脂肪、粗纤维、钙、铁、锌六种营养成分的技术水平和能力,确定和核查实验室对于这些项目的检测能力,促进参加实验室提高检测技术能力和管理水平等,保证日常检测结果的准确、可靠。本次能力验证参加的实验室数量较多,覆盖范围很广,验证结果反映了我国实验室对食品营养成分的检测水平。

一、能力验证计划设计

CNAL/T0186能力验证计划按照CNAL能力验证相关规则进行设计,设计检测项目为六种组分:干基蛋白质、粗脂肪、粗纤维、钙、铁、锌。检测样品均按国家一级标准物质技术规范(JJG1006-1994)的要求制备。测试样品在发送前统一进行均匀性和稳定性检验,检验结果显示样品均匀性和稳定性良好。测试结果的变异性主要来源于两个方面:实验室间的变异和实验室内的变异。为了评审这两种变异,错层设计了两种不同浓度的测试样品(A、B),要求各参加实验室根据作业指导书要求进行检测。

二、结果统计

采用稳健统计法进行统计参数汇总及Z比分数计算。稳健的统计参数中最重要的统计量是中位值和标准IQR值,它们分别是数据的中心和分布的量度,与平均值和标准偏差相似,并且不受数据中存在的离群值的影响。根据中位值和标准IQR值计算出两个Z比分数,即反映系统误差的实验室间Z比分数(ZB)和反映随机误差的实验室内Z比分数(ZW),根据Z比分数判定实验室测试数据离群情况。

为了使参加实验室的结果明显、直观,便于比较,给出了检测结果统计处理Z比分数序列直条图。通过Z比分数序列直条图可以清晰地看到实验室结果间的差异。

三、统计结果分析

1.实验室行业和地域分布

CNAL/T0186计划全国共有144个实验室参加,分别来自产品质量监督检验领域的实验室36个、出入境检验检疫实验室20个、疾病预防控制中心实验室51个、海关化验中心4个、公司性质的产品质量监督管理实验室12个、理化分析测试中心22个,涵盖了我国现行的主要分析检测机构。实验室分布于26个省、自治区、直辖市和澳门特区(见表1),分布范围较广。因此本次能力验证结果在一定程度上反映了我国实验室现在对食品营养成分:干基蛋白质、粗脂肪、纤维素、钙、铁、锌的检测能力。

缺插图!

<CTSM>表1参加CNAL/T0186能力验证的实验室分布表</CTSM>

2.结果统计参数分析

测量数据的统计参数汇总表见表2,标准IQR值是指上四分位数与下四分位数之差,包括全部观察值的一半,数值越大、分散程度越大;反之,分散程度越小。由表2中标准IQR数据可以看出,本次能力验证数据分散程度小,测试结果数据相对集中,说明多数参加实验室的测试水平差异不是很大。稳健变异系数(Robust CV)是指标准四分位间距除以中位值,稳健变异系数小表明实验室的整体测量水平高。由表2稳健变异系数值可以看出,本次能力验证测试结果的变异系数介于1.46%~8.01%之间(纤维素除外),表明参加实验室的整体测试水平较高。纤维素A、B两个样品的变异系数分别为10.12%和12.93%,反映了参加实验室测试水平的差距较大。

缺插图!

<CTSM>表2检测结果的统计参数汇总表</CTSM>

3.Z比分数序列直条图分析

图1为Z比分数序列直条图(以纤维素ZB分数图为例),图中按照大小顺序显示出每个实验室的Z比分数,直条的高矮表示Z比分数值的大小,直条上的数字表示参加实验室的编号。实验室利用Z比分数序列直条图能直观地与其他实验室的能力进行比较,可清晰地看到实验室结果间的差异,并对实验室的能力进行比较。Z比分数序列直条图可以清楚地显示离群或有问题实验室的分布情况,对这些实验室的归属、主要测试工作、采用的测试方法、测试要求、测试人员的水平等相关信息进行详细分析,可以找出一些导致数据离群或有问题的原因,从而为实验室的整改提供一些有价值的信息。

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<CTSM>图1纤维素ZB分数图</CTSM>

4.离群情况分析

稳健统计法中把离群的准则定义为所有Z绝对值大于3的结果或结果对,即Z≥3或Z≤-3。ZB≥3表明实验室间结果/结果对都太高;ZB≤-3表明实验室间结果/结果对都太低。ZW≥3表明实验室A、B样品测定结果间的差值太大,且相对于中位值是在“相同的方向”;ZW≤-3表明实验室A、B样品测定结果间的差值太小,且相对于中位值是在“相反的方向”,具体的离群实验室情况见表3。

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<CTSM>表3检测结果离群情况汇总表(│Z│≥3)</CTSM>

产生离群结果的可能原因主要包括以下几个方面:

(1)标准物质影响

标准物质对能力验证结果的准确性、一致性及量值溯源性能起到良好的保证作用。实验室应正确区分有证标准物质和一般厂商提供的校准用物质的差别。有证标准物质(CRM)是指附有证书的标准物质,其一种或多种特性值用建立了溯源性的程序确定,使之可溯源到准确复现的用于表示该特性值的计量单位,而且每个标准值都附有给定置信区间的不确定度。一般厂商提供的校准用物质的值未用建立了溯源性的程序确定,因此溯源性得不到保证。标准物质作为衡量标准用于检测仪器的性能是否满足检测需求,作为测量标准用于相对法测量的定量计算。此次能力验证活动中,大多数实验室采用的是有溯源性的标准物质,给出了其特性量值的不确定度;少数实验室采用的是通过试剂公司购买的普通标准品,其溯源性得不到保证。据统计,本次能力验证实验室离群原因有超过1/3的是因为标准物质选用不当,近1/4的是因为仪器的校准值偏离标准值。因此,建议实验室在日常检测中应当选择有证标准物质。

(2)仪器影响

因仪器使用导致数据离群的情况比较复杂,有的项目既可以用自动化程度高的仪器进行测试,如全自动定氮仪测定蛋白质含量,也可以用玻璃仪器进行测试,如用凯氏定氮装置进行测试。有的项目可以用一种以上的测试仪器和测试方法进行测试,如钙、铁、锌元素可以用AAS、ICP、ICP-MS等多种仪器进行测试,因此测试结果受到的影响因素各种各样。此外,在进行测试前应对测量仪器及器材用标准物质进行检定和校准,大多数实验室的仪器都进行了检定校准,但是是否把检定校准结果很好地应用到测试过程中也是多数离群值产生的原因之一。

(3)测试方法影响

由于不同行业对上述测量项目的要求不同,因此参加实验室采用的测试方法也不相同。但是,测试前应当对测试方法用标准物质进行验证,看方法是否适合验证样品的测试,否则也可能导致数据离群。

离群值产生的原因多种多样,在此无法一一罗列,数据离群的实验室可以结合自查测量过程,采取与其他实验室进行交流等方式查找出离群的原因。

四、结论

CNAL/T0186能力验证有效评价了参加实验室检测大豆粉中六种营养成分的技术水平和能力,确定和核查了实验室对这些项目的检测能力。为提高实验室测量数据的可比性,纠正实验室存在的问题,提高实验室的测试能力提供了保证,可有效促进参加实验室的检测技术能力和管理水平的进一步提高。

作者单位【国家标准物质研究中心】


【关键词】大豆,营养成分测定,能力验证,国家标准物质网,北京世纪奥科 

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