Auswertungs-Bericht Laborvergleichsuntersuchung. Ochratoxin A (OTA) in Kaffee. Koordinator: Dr. G.

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1 DLA Dienstleistung Lebensmittel Analytik GbR Auswertungs-Bericht Laborvergleichsuntersuchung DLA 14/2014 Ochratoxin A (OTA) in Kaffee Dienstleistung Lebensmittel Analytik GbR Waldemar-Bonsels-Weg Ahrensburg, Germany proficiency-testing@dla-lvu.de Koordinator: Dr. G. Wichmann Seite 1 Von 14

2 Inhalt 1. Einleitung Durchführung Untersuchungsmaterial Homogenität Untersuchung Ergebnisübermittlung Auswertung Bezugswert (zugewiesener Wert) Standardabweichung Ausreißer Zielstandardabweichung (für die Eignungsbeurteilung) Allgemeines Modell nach Horwitz/ Thompson Auswertung eines Versuchs zur Präzision z-score Quotient Standardunsicherheit Ergebnisse Ochratoxin A in µg/kg Dokumentation Primärdaten DLA-Portionsnummern und Homogenität Wiederholstandardabweichung der Doppelbestimmungen der Teilnehmer Homogenitätsuntersuchung des Materials vor der LVU Gegenüberstellung der aufsteigenden Probennummern und der betreffenden Einzel-Messwerte Analytische Methoden Verzeichnis der teilnehmenden Institute in alphabetischer Reihenfolge Verzeichnis relevanter Literatur...14 Seite 2 Von 14

3 1. Einleitung Die Teilnahme an Laborvergleichsuntersuchungen (LVU) ist ein unverzichtbarer Baustein für das Qualitäts-Management-System eines jeden, mit der Untersuchung von Lebensmitteln befassten Labors. Die Durchführung von Laborvergleichsuntersuchungen ermöglicht den teilnehmenden Instituten die eigene analytische Kompetenz unter realen Bedingungen nachzuweisen. Gleichzeitig erhalten sie wertvolle Daten zur Validität der durchgeführten Untersuchungsmethode. Das Ziel von DLA ist es, LVU für ausgesuchte Parameter in praxisrelevanten Konzentrationen anzubieten. Durchführung und Auswertung der vorliegenden Laborvergleichsuntersuchung erfolgten nach den Grundsätzen der DIN EN ISO/IEC (2010) und DIN ISO Durchführung 2.1 Untersuchungsmaterial Bei dem Untersuchungsmaterial handelt es sich um mehrere unterschiedliche handelsübliche Röstkaffee-Pulversorten Europäischer Anbieter mit einem natürlichen Ochratoxin A Gehalt, denen ca. 1 % Fructose für die Homogenitätsüberprüfung beigemischt wurde. Ca. 2,5 kg des Materials wurden gemahlen, gesiebt, homogenisiert, in Portionen zu ca. 50 Gramm lichtgeschützt abgepackt und auf Homogenität getestet. Die Portionen wurden chronologisch nummeriert Homogenität Zur Überprüfung der Homogenität des Prüfungsmaterials wurde Fructose vor dem Homogenisieren den Röstkaffee-Sorten zugesetzt. Die Homogenitäts- Untersuchung erfolgte mittels HPLC. Mit einer Standardabweichung zwischen den Proben von 6,1 % kann die Homogenität als hinreichend gesichert angesehen werden, siehe unter Dokumentation. Die Wiederholstandardabweichung der Teilnehmer ist in der Dokumentation angegeben. Sie ist vergleichbar mit der Wiederholstandardabweichung der ASU 64 LFGB L In der Dokumentation sind zudem die Portionsnummern graphisch den Messwerten der Teilnehmer für OTA gegenübergestellt (siehe 5.5.2). Aus der Gegenüberstellung der aufsteigenden Probennummern und der gemessenen OTA- Konzentrationen lässt sich die Homogenität des Untersuchungsmaterials erkennen. 2.2 Untersuchung An jedes teilnehmende Institut wurden in der 46. Woche 2014 zwei Portionen Untersuchungsmaterial verschickt. Das Untersuchungsverfahren wurde freigestellt. Die Untersuchungen waren durchzuführen bis spätestens 9. Januar Ergebnisübermittlung Die Ergebnisabgabe erfolgte auf, an die teilnehmenden Institute übergebenen, Übermittlungsbögen (per mail). Zur statistischen Auswertung kam der abschließend berechnete Gehalt an OTA jeweils als Mittelwert einer Doppelbestimmung der beiden nummerierten Proben. Seite 3 Von 14

4 Abgefragt und dokumentiert wurden Einzelergebnisse, Wiederfindung und die durchgeführte Methode. Von den 10 teilnehmenden Instituten haben alle ein Ergebnis eingereicht. 3. Auswertung 3.1 Bezugswert (zugewiesener Wert) Da es sich bei dem untersuchten Material nicht um zertifiziertes Referenzmaterial handelt wird als Bezugswert (X) für die Auswertung der robuste Mittelwert der eingesandten Ergebnisse verwendet (6). Eine Prüfung der Verteilung der eingesandten Ergebnisse gab keine Hinweise für unvorhergesehene Quellen von Variabilität, wie z.b. eine bimodale Verteilung der Ergebnisse. 3.2 Standardabweichung Zum Vergleich mit der Zielstandardabweichung wird ebenfalls die robuste Standardabweichung (S x ) berechnet (6). 3.3 Ausreißer Auf Ausreißer wird mittels Mandel s-h-statistik geprüft (Signifikanzniveau: 5%)(5). Ermittelte Ausreißer werden informativ genannt sofern gleichzeitig der z-score des Instituts < -2 oder > 2 ist. 3.4 Zielstandardabweichung (für die Eignungsbeurteilung) Die Zielstandardabweichung des Bezugswertes wird nach unten dargestellten, unterschiedlichen Verfahren bestimmt Allgemeines Modell nach Horwitz/ Thompson Die relative Zielstandardabweichung in % des Bezugswertes wird i.d.r. nach folgender Gleichung (Horwitz ) berechnet σ (%) = 2 (1-0,5logX) hieraus wird die Zielstandardabweichung in µg/kg berechnet σ = X * σ (%) / 100. Für Analyten mit einem Gehalt unter 120 µg/kg wurde nach Auswertung diverser Mycotoxin-LVU nach 1997 für die relative Zielstandardabweichung von Thompson ein konstanter Wert von 22 % vorgeschlagen (11), entsprechend s = 0,22 C / mr; mit s C mr = Zielstandardabweichung für Messwerte < 120 µg/kg = Messwert, ausgedrückt als dimensionslose, relative Größe (1µg/kg = 1ppb = 10-9 kg/kg) = dimensionslose, relative Größe entsprechend der Einheit des Messwertes Für die anschließenden Tabellen wurde mit der Zielstandardabweichung nach Thompson ausgewertet. Seite 4 Von 14

5 3.4.2 Auswertung eines Versuchs zur Präzision Aus der Vergleichstandardabweichung σ R und der Wiederholstandardabweichung σ r eines Versuchs zur Präzision einer Methode (Ringversuch oder LVU) wird die Standardabweichung zwischen Laboratorien σ L berechnet: L = R 2 r 2. Aus den obigen Größen und der Anzahl der Wiederholmessungen n der laufenden Vergleichsuntersuchung wird nun die Zielstandardabweichung berechnet: = L 2 r 2 /n. Aus den Präzisionsdaten der ASU 64 LFGB bei vergleichbarem Ochratoxin A-Gehalt/ Röstkaffee (14) wird eine relative Zielstandardabweichung von 13,9 % für Ochratoxin A erhalten. Diese Zielstandardabweichung wurde rein informativ in der Auswertung angegeben. 3.5 z-score Der z-score wird herangezogen zur Beurteilung der Ergebnisse der teilnehmenden Institute. Er besagt um welches Vielfache der Zielstandardabweichung ( σ ) das Ergebnis (x) des betreffenden teilnehmenden Instituts vom Bezugswert (X) abweicht (6). Die Berechnung erfolgt nach z = (x X) / σ ; die Anforderungen an die Analytik gelten im Allgemeinen als erfüllt, wenn -2 z Quotient S x / σ In Anlehnung an den Horrat-Wert kann die Bewertung einer Laborvergleichsuntersuchung als aussagekräftig gelten, wenn der Quotient von robuster Standardabweichung und Zielstandardabweichung nicht über 2 liegt. Ein über 2 liegender Wert bedeutet, dass die Präzision nicht zufriedenstellend ist, d.h., dass die Präzision aus analytischen Gründen zu variabel ist oder die festgestellte Variation höher ist als für die angewandte Methode geschätzt wurde. Somit ist eine Vergleichbarkeit der Messergebnisse nicht gewährleistet. Seite 5 Von 14

6 3.7 Standardunsicherheit Jeder Bezugswert ist mit einer Standardunsicherheit behaftet, die von der Analysenmethode, Unterschieden der eingesetzten Analysenmethoden, dem Probenmaterial und der Anzahl der Teilnehmer (P) einer LVU beeinflusst wird. Die Standardunsicherheit (U x ) wird für die vorliegende LVU wie folgt berechnet (6). u X =1,25 S x / p Ist u X 0,3 muss die Standardunsicherheit des Bezugswertes nicht bei der Bewertung der Ergebnisse berücksichtigt werden (6). Seite 6 Von 14

7 4. Ergebnisse Zur Information: Der Höchstgehalt für Ochratoxin A in Röstkaffee liegt bei 5,0 µg/kg (VO (EG) 1881/2006/ EG-Kontaminanten-HöchstgehalteVO). Alle folgenden Tabellen sind anonymisiert. Den teilnehmenden Instituten wird mit dem Versand dieser Auswertung ihre individuelle Auswertenummer mitgeteilt. In der oberen Tabelle der Auswertung sind die Kenndaten aufgeführt : Anzahl der Messergebnisse Anzahl der Ausreißer Mittelwert Median robuster Mittelwert (X) Robuste Standardabweichung(S x ) Zielstandardabweichung( σ ) (Horwitz/Thompson) Zielstandardabweichung (ASU 64 LFGB zur Information) untere Grenze des Zielbereichs (X - 2 σ ) obere Grenze des Zielbereichs (X + 2 σ ) Quotient S x / Standardunsicherheit u X Quotient u X / Ergebnisse im Zielbereich In der unteren Tabelle sind die Einzelergebnisse der teilnehmenden Institute aufgeführt : Auswertenummer Messwert Abweichung vom Bezugswert Z-Score Bemerkungen Seite 7 Von 14

8 4.1 Ochratoxin A in µg/kg Teilnehmer Nr. 4 wurde bei der statistischen Auswertung nicht berücksichtigt. Kenndaten Anzahl der berücksichtigten Messergebnisse 9 Anzahl der Ausreißer davon 1 Mittelwert 7,6 Median 7,6 robuster Mittelwert (X) 8,0 Robuste Standardabweichung(S x ) 2,3 Zielstandardabweichung( σ )(Horwitz/ Thompson) 1,8 Zielstandardabweichung (ASU 64 LFGB für Röstkaffee zur Information) untere Grenze des Zielbereichs 4,5 obere Grenze des Zielbereichs 11,5 Quotient S x / 1,3 Standardunsicherheit u X 0,94 Quotient u X / 0,5 Ergebnisse im Zielbereich 8 (89%) 1,1 Ergebnisse/ results µg/kg OTA (µg/kg) obere Grenze/ upper limit rob. Mittelwert/ rob. Mean untere Grenze/ lower limit Teilnehmer/ participants Seite 8 Von 14

9 Z-Scores Z-Scores Teilnehmer/ participants Institute Teilnehmer/ Abweichung/ OTA Z-Score participants deviation µg/kg µg/kg 1 10,9 2,92 1,7 2 9,5 1,52 0,9 3 7,2-0,78-0,4 4 > 54 (> 25)* 5 9,5 1,52 0,9 6 9,2 1,22 0,7 7 7,5-0,48-0,3 8 0,8-7,16-4,1 9 5,8-2,19-1,2 10 7,6-0,34-0,2 Bemerkung/ remark Ausreißer/ outlier * Informativ angegeben. Seite 9 Von 14

10 5. Dokumentation 5.1 Primärdaten Teilnehmer/ paticipants Ergebnis/ result DLA-Nr Probe A/ DLA no. Sample A DLA-Nr Probe B/ DLA no. Sample B Ergebnis A/ result A Ergebnis B/ result B Wiederfindungsrate/ recovery µg/kg µg/kg µg/kg in % 1 10, , ,2 9,9 73,2 3 7, ,2 7,2 95% 4 > >54 >54 5 9,5* ,23 9,75 79,8 6 9, , ,5 7, , ,83 0,8 9 5, ,94 5, , ,67 7,6 90 * Mittelwert der Ergebnisse von DLA berechnet. Seite 10 Von 14

11 5.2 DLA-Portionsnummern und Homogenität Wiederholstandardabweichung der Doppelbestimmungen der Teilnehmer Die Wiederholstandardabweichung wurde aus den Daten wie unter 5.1 dokumentiert berechnet. Sie beträgt 0,35 µg/kg = 4,4 % von X (Ochratoxin A). Die Wiederholstandardabweichung der ASU 64 LFGB L lag für Röstkaffee (mittlerer Gehalt) bei 11 % bzw. (hoher Gehalt) bei 2 % Homogenitätsuntersuchung des Materials vor der LVU Fructose wurde vor dem Homogenisieren den Röstkaffee-Sorten zugesetzt. Die Untersuchung erfolgte mittels HPLC. Probe/ sample Fructose 9 1,13 g/100g 16 1,16 g/100g 24 1,00 g/100g 35 1,13 g/100g 45 1,17 g/100g Mittelwert/ mean Standardabw./ standard deviation 1,1 0,07 6,1 % Gegenüberstellung der aufsteigenden Probennummern und der betreffenden Einzel-Messwerte Homogenität/ homogeneity DLA-Nr./DLA-No. OTA (µg/kg)* Aus der Gegenüberstellung der aufsteigenden Probennummern und der gemessenen OTA-Konzentrationen (*5) lässt sich die Homogenität des Untersuchungsmaterials erkennen. Seite 11 Von 14

12 5.3 Analytische Methoden Teilnehmer/ Methode/ method participant Wiederfindung mit gleicher Matrix/ recovery with the same matrix Akkreditiert/ Bemerkung/ remark accredited 1 HPLC nein 2 Ochratoxin A, (HPLC-FLD), PV : ja ja 3 HPLC-FL ja ja ELISA: RIDASCREEN Ochratoxin A 4 30/15 (R1311) in combination with RIDA Ochratoxin A columns nein (R1303), R-Biopharm. Verdünnungs-Faktor = 30; der Messbereich von RIDA SDREEN Ochratoxin A 30/15: 1,5 54 ppb 5 HPLC-FLD nein ja 35.1 Bestimmung von Ochratoxin A 6 nein in Röstkaffee Mittelwert aus Dreifachbestimmung 7 ASU-L ja ja 8 P HPLC ja Ochratoxin A: Nasschemische Extraktion und Clean Up über Immunoaffinitätssäule. Bestimmung 9 mittels HPLC/FLD; Basisnormen: ja ja für Futtermittel EN 16007, für Lebensmittel EN 14132, EN und EN ja ja LCMSMS nach IAC- Reinigung *IAC = Immuno Affinitäts Säule Seite 12 Von 14

13 6. Verzeichnis der teilnehmenden Institute in alphabetischer Reihenfolge Teilnehmer/ participant Ort/ location Land/ country ÖSTERREICH SPANIEN DEUTSCHLAND BELGIEN SPANIEN DEUTSCHLAND NIEDERLANDE DEUTSCHLAND DEUTSCHLAND DEUTSCHLAND [Die Adressdaten der Teilnehmer wurden für die allgemeine Veröffentlichung des Auswerte-Berichts nicht angegeben.] Seite 13 Von 14

14 7. Verzeichnis relevanter Literatur 1. DIN EN ISO/IEC 17043:2010; Konformitätsbewertung Allgemeine Anforderungen an Eignungsprüfungen / Conformity assessment General requirements for proficiency testing 2. Verordnung / Regulation 882/2004/EU; Verordnung über amtliche Kontrollen / Regulation on official controls 3. DIN EN ISO/IEC 17025:2005; Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien / General requirements for the competence of testing and calibration laboratories 4. Richtlinie / Directive 1993/99/EU; über zusätzliche Maßnahmen im Bereich der amtlichen Lebensmittelüberwachung / on additional measures concerning the official control of foodstuffs 5. ASU 64 LFGB : Planung und statistische Auswertung von Ringversuchen zur Methodenvalidierung 6. DIN ISO 13528:2009; Statistische Verfahren für Eignungsprüfungen durch Ringversuche 7. The International Harmonised Protocol for the Proficiency Testing of Ananlytical Laboratories ; J.AOAC Int., 76(4), (1993) 8. The International Harmonised Protocol for the Proficiency Testing of Ananlytical Chemistry Laboratories ; Pure Appl Chem, 78, (2006) 9. Evaluation of analytical methods used for regulation of food and drugs;w. Horwitz; Analytical Chemistry, 54, (1982) 10.A Horwitz-like funktion describes precision in proficiency test; M. Thompson, P.J. Lowthian; Analyst, 120, (1995) 11.Recent trends in inter-laboratory precision at ppb and sub-ppb concentrations in relation to fitness for purpose criteria in proficiency testing; M. Thompson; Analyst, 125, (2000) 12.Protocol for the design, conduct and interpretation of method performance studies; W. Horwitz; Pure & Applied Chemistry, 67, (1995) 13.ASU 64 LFGB : Bestimmung von Ochratoxin A in Korinthen, Rosinen, Sultaninen, gemischtem Trockenobst und getrockneten Feigen (Jan. 2011) 14.ASU 64 LFGB : Bestimmung von Ochratoxin A in Gerste (Jan. 2010) 15.EG-VO zur Festlegung der Probenahmeverfahren und Analysemethoden für die amtliche Kontrolle des Mykotoxingehalts von Lebensmitteln DLA 14/2014- Ochratoxin A (OTA) in Kaffee Von den 10 Teilnehmern haben alle ein Ergebnis eingereicht. Die Auswertung erfolgte hinsichtlich des Parameters Ochratoxin A. Teilnehmer Nr. 4 wurde bei der statistischen Auswertung nicht berücksichtigt. Für Ochratoxin A lagen von 9 Messergebnissen 8 (89%) im Zielbereich. 5 Teilnehmer haben ihren Sitz im Europäischen Ausland (Österreich, Belgien, Niederlande, Spanien). Seite 14 Von 14