Slajd 1

Prawidłowe pobieranie i przygotowywanie

próbek do analizy jest nie mniej ważne niż

poprawność wykonania samej analizy.

Próbka do badań w chwili jej pobierania

powinna posiadać właściwości badanej

partii produktu.

Terminologia dotycząca pobierania próbek

została ujednolicona i określona w normie

PN-ISO 3534-2 (1994). Statystyka.

Statystyczne sterowanie jakością.

Terminologia i symbole.

Próbka

to pewien element całości, który

przedstawia cechy jakościowe populacji, z

której pochodzi.

Partię

produktu definiuje się jako całą ilość

tego samego produktu w jednakowych

opakowaniach jednostkowych (lub

nieopakowanego w ilości nie-

przekraczającej 100 t) przeznaczonego do

jednorazowego odbioru.

Przy dostawach większych niż 100 t należy

całość podzielić na mniejsze partie.

Jeśli produkt znajduje się w silosach,

zbiornikach lub kadziach, partię stanowi

jeden silos, zbiornik lub kadź.

Opakowanie jednostkowe

jest to

bezpośrednie opakowanie porcji produktu,

np. butelka, słój, beczka, karton, worek itp.

Pobieranie próbki

polega na wyborze z

jednej partii produktu spożywczego

pewnej liczby próbek celem dokonania

określonych analiz i stwierdzenia, czy

produkt spełnia określone wymagania.

Ażeby na podstawie próbki można było

ustalić rzeczywiste właściwości partii,

próbka musi być pobrana i zabezpieczona

w sposób zapewniający jej

reprezentatywność i niezmienność.

W wypadku produktu niejednorodnego

właściwe pobranie próbki nie jest łatwe.

Oszacowanie właściwości danej partii

produktu na podstawie próbki jest zawsze

obarczone pewnym błędem, którego

wielkość zależy od:

sposobu pobierania próbki,

jej liczebności,

zmienności badanej właściwości

partii produktu.

Występują tu błędy przypadkowe i błędy

systematyczne.

Wielkość

błędu przypadkowego

zależy od

liczebności próbki i od rozrzutu badanej

właściwości w populacji,

a wielkość

błędu systematycznego

- od

metody pobrania próbki.

Próbką pierwotną

nazywa się tę część

partii produktu, która jest pobrana

jednorazowo z jednego miejsca produktu

nieopakowanego lub z jednego miejsca

opakowania jednostkowego.

Próbkę jednostkową

stanowi ta część

partii produktu, która powstaje z

połączenia wszystkich próbek

pierwotnych pobranych z jednego

opakowania jednostkowego.

Próbka ogólna

powstaje z połączenia

próbek jednostkowych.

Średnia próbka laboratoryjna

jest to

część próbki ogólnej (otrzymanej przez jej

dokładne wymieszanie i prawidłowo

przeprowadzone zmniejszenie)

przeznaczona do przeprowadzenia badań

laboratoryjnych, opakowana i

przechowywana w sposób zapewniający

jej niezmienność.

Określenie liczby próbek jednostkowych

Liczba pobieranych próbek jednostkowych

zależy od stopnia jednorodności produktu,

zamierzonej precyzji badań oraz od

wielkości partii.

Jeżeli ze względu na rodzaj produktu, jego

zastosowanie i sposób użycia pożądana jest

niezmienna dokładność oznaczeń,

niezależna od wielkości partii, wówczas

należy zastosować

metodę stałego

współczynnika precyzji badań

Stosując tę metodę, należy:

a) ustalić zakres badań (rodzaj i liczbę

analiz),

b) wyznaczyć średnie odchylenie

standardowe s badanej właściwości

produktu oraz średni błąd oszacowania S

rzeczywistej właściwości produktu,

c) obliczyć współczynnik precyzji a

pomiaru średniej właściwości produktu w

partii,

d) odczytać liczbę próbek jednostkowych

n biorąc pod uwagę liczebność partii N i

obliczoną wartość współczynnika precyzji.

Metody pobierania próbek pierwotnych

z różnych produktów

Metody pobierania próbek są

zróżnicowane w zależności od rodzaju

produktu, jego stanu skupienia i w

wypadku każdego produktu są objęte

odrębnymi przepisami podanymi w

normach.

Istnieją ściśle sprecyzowane sposoby

pobierania próbek ze zbiorów

policzalnych, tj. produktów

występujących w sztukach.

W takim wypadku operacje pobierania

próbek oparte są na elementach

statystycznej kontroli jakości i

wykorzystuje się wówczas losowy wybór

sztuk, którego zasady określono w normie

PN-83/N-03010. Statystyczna kontrola

jakości. Losowy wybór jednostek

produktu do próbki.

Sposoby pobierania próbek

i służący do tego sprzęt

Naczynia i urządzenia stosowane do

pobierania prób powinny być suche i

wolne od obcych zapachów.

Próbki z produktów sypkich

przesyłanych

w dużych partiach luzem pobiera się z

całej masy produktu w jednakowych

odstępach czasu.

Z silosów, kontenerów i zbiorników próbki

pierwotne pobiera się za pomocą sond

zgłębnikowych z zamykanymi

pojemnikami. Sondy wprowadza się do

warstw znajdujących się na różnej

głębokości w różnych miejscach zbiornika

i tam otwiera wloty do pojemnika przez

opuszczenie zastawek.

produktów mazistych

(np. tłuszczów),

syropowatych i lepkich

(np. miód) próbki

pobiera się za pomocą świdrów lub

zgłębników rurowych.

W wypadku pobierania próbek z

materiałów półpłynnych

o warstwach

jednorodnych pobranie próbki powinno być

poprzedzone dokładnym wymieszaniem

produktu. Jeśli jest to niemożliwe, należy

pobrać próbki pierwotną z wielu miejsc i z

różnych warstw, stosując specjalne

zgłębniki.

Pobieranie

próbek emulsji,

które

charakteryzują się mniejszą jednorodnością

niż ciecze, wymaga starannego mieszania

emulsji. Dopiero potem pobiera się próbki z

całej wysokości słupa cieczy.

Ciecze częściowo zamarznięte

należy

ostrożnie roztopić w możliwie najniższej

temperaturze i wymieszać przed

pobraniem próbki.

Próbki produktów płynnych

najlepiej

pobierać ze strumienia ciągłego.

Przygotowanie średniej próbki

laboratoryjnej

Połączone próbki pierwotne, dokładnie

wymieszane, tworzą próbkę ogólną, z

której wydziela się próbę laboratoryjną.

Przy zmniejszaniu próby należy pamiętać,

że próbka laboratoryjna musi

reprezentować przeciętne właściwości

badanego produktu.

W celu uzyskania średniej próbki

laboratoryjnej materiałów jednolicie

rozdrobnionych, pylistych i ziarnistych

stosuje się

metodę koperty

lub metodę stożka ściętego.

Metoda koperty

polega na tym,

że próbkę ogólną wysypuje się

na gładką powierzchnię o

kształcie prostokąta. Następnie

prostokąt dzieli się przekątnymi,

tworząc cztery trójkąty. Próbki z

dwóch przeciwległych trójkątów

(2, 4) odrzuca się, zaś pozostałe

dwie (1, 3) miesza ze sobą,

tworząc ponownie mniejszy

prostokąt, który należy znów

podzielić po przekątnych na

cztery części, dwie części próbki

odrzucić i powtarzać te

czynności aż do uzyskania

odpowiedniej ilości materiału

potrzebnego do utworzenia

średniej próbki laboratoryjnej.

Metoda stożka

ściętego

polega na

uformowaniu próbki

ogólnej (po

wielokrotnym

wymieszaniu) w

kształcie stożka

ściętego, podzieleniu

jej na cztery części,

odrzuceniu dwóch

części, usypaniu

kolejnego stożka

ściętego z dwóch

pozostałych, znowu

podzieleniu na cztery

części i odrzuceniu

dwóch z nich itd.

Średnia próbka laboratoryjna

1 + 3 do badań

2 + 4 do

przechowalni

Przygotowanie średniej próbki

laboratoryjnej z próbki ogólnej

materiałów płynnych i półpłynnych

wymaga dokładnego wymieszania

materiału, pobrania potrzebnej jego

ilości i przeniesienia do czystego,

suchego naczynia.

Pobrana średnia próbka laboratoryjna

powinna być zabezpieczona przed

zmianami jakości i odpowiednio

oznakowana.

Zabezpieczenie i oznakowanie próbki

laboratoryjnej

Średnia próbka laboratoryjna wydzielona z

próbki ogólnej powinna być natychmiast

opakowana i zamknięta, tak aby jej skład i

jakość nie uległy zmianie.

Rodzaj opakowania powinien być

dostosowany do właściwości badanego

produktu, do rodzaju badań, a także do

czasu przechowywania i sposobu

dostarczenia próbki do laboratorium.

Należy pamiętać, że niektóre produkty

wymagają ochrony przed działaniem

światła. Najlepsze do przechowywania

próbek są opakowania szklane z dokładnie

dopasowanym korkiem.

Ze względu na wpływ czynników

zewnętrznych niedopuszczalne są

opakowania papierowe czy kartonowe.

Opakowania zabezpiecza się przez

lakowanie, parafinowanie, plombowanie lub

założenie opieczętowanej opaski.

Na każdym opakowaniu nakleja się

etykietkę zawierającą następujące

informacje:

nazwa towaru, jego przeznaczenie i

oznaczenie zgodnie z normą, katalogiem,

- nazwa producenta,

- data produkcji i numer partii,

- wielkość partii,

- przewidywane badania laboratoryjne,

- data i miejsce pobrania próby,

- numer próby,

- numer opakowania, z którego próba

pochodzi,

- numer specyfikacji, listu przewozowego

lub innego dokumentu określającego

dostawę i sposób opakowania do

transportu, a przy dostawach kolejowych

również numer wagonu,

- nazwiska i podpisy osób pobierających

próbę.

Takie same dane należy podać w protokole

pobierania prób.

Przechowywanie i konserwowanie prób

Próbki dostarczone do laboratorium należy

w zasadzie badać bezzwłocznie, zwłaszcza

jeżeli są to produkty szybko psujące się.

Jeżeli jednak analiz nie można wykonać

natychmiast, próbki należy przechowywać w

temperaturze 0-2°C.

Jeśli w próbkach ma być oznaczona

zawartość wody, to badanie należy wykonać

możliwie szybko. W czasie przechowywania

próbki i wykonywania analizy jej skład

chemiczny nie powinien ulec zmianie.

Do konserwowania próbek produktów

spożywczych stosuje się następujące

środki:

Chlorek rtęci

(II) (sublimat), HgCl

bywa stosowany w postaci proszku lub

roztworu.

Nadtlenek wodoru

, H

, stosowany w

ilości 0,1-4%, nadaje się do

konserwowania produktu

przechowywanego tylko przez kilka

dni, gdyż w stosunkowo krótkim czasie

ulega rozkładowi.

Dichromian (Vl) potasu

, K

, w

postaci proszku, tabletek lub roztworów

stosuje się do konserwowania próbek

mleka. Ilości zalecane przez różnych

autorów wahają się w granicach 0,5-2 g

na 1 dm

mleka.

Formalina

(40-procentowy roztwór

aldehydu mrówkowego) stosuje się do

konserwowania próbek produktów

bezbiałkowych, takich jak: soki

owocowe, przeciery owocowe i

warzywne itp.

Sposób wykorzystania średniej próby

laboratoryjnej

Przystępując do badań, należy sprawdzić

stan próby oraz zgodność danych

uwidocznionych na etykiecie z opisem

podanym w protokole.

Dalsze postępowanie z próbą zależy od

właściwości produktu i rodzaju

wykonywanych analiz, przy czym należy

zadbać, aby pobrane do określonej analizy

ilości próby miały właściwości całej partii

produktu.

Próby z produktów ziarnistych rozdrabnia

się przez mielenie w młynkach lub

rozcieranie w moździerzu.

Niekiedy konieczne jest również

przesiewanie - przez kalibrowane sita

ręczne lub mechaniczne.

Rozdrobniony do odpowiedniej granulacji

materiał przed ważeniem należy dokładnie

wymieszać.

Produkty zawierające większe ilości wody,

takie jak warzywa, owoce, mięso itp.,

rozciera się na tarkach lub miażdży.

Przy badaniu niektórych produktów

konieczne jest usunięcie części zbędnych,

np. szypułek z owoców, skorupek z jaj,

skóry z mięsa.

O konieczności usunięcia części zbędnych i

ewentualnej potrzebie ich oddzielnego

badania decyduje cel badań określony w

protokole.

Produkty płynne przed odmierzeniem

powinny być dokładnie wymieszane przez

wstrząsanie.

Substancje o konsystencji mazistej mogą

być pobierane bezpośrednio z próby.

Do badań analitycznych przeznacza się

tylko połowę próby laboratoryjnej, a w

każdym razie pozostawia się jej tyle, aby

można było określone oznaczenie

powtórzyć.

Po wykonaniu badań analitycznych próbę

należy przez pewien czas przechowywać,

aby jeśli zajdzie taka konieczność,

oznaczenie powtórzyć i zweryfikować

uzyskane poprzednio wyniki.

Błędy w analizie żywności

Wyniki analizy próbki odpowiadają

prawdziwej zawartości oznaczonego

składnika tylko w pewnym przybliżeniu.

Różnicę między zawartością prawdziwą

oznaczanego składnika a zmierzoną

nazywa się błędem oznaczenia.

Błędy mogą powstać na każdym etapie

analizy - od pobrania próbki

reprezentatywnej, poprzez wykonanie

analizy, aż do interpretacji wyniku.

Ze względu na przyczyny powodujące ich

powstawanie błędy dzieli się na trzy

zasadnicze grupy:

•

błędy grube,

•

błędy systematyczne,

•

błędy przypadkowe (losowe).

Najłatwiej wyeliminować

błędy grube

których występowanie podejrzewamy

wtedy, gdy jeden wynik lub kilka z nich

znacznie odbiega od pozostałych.

Błędy grube mogą powstać na skutek np.:

poważnej pomyłki przy odczycie

wskazania przyrządu pomiarowego,

nieprawidłowego zapisania odczytu,

pomyłki w obliczeniach.

Błędy takie z reguły świadczą o małej

staranności osoby wykonującej oznaczenie.

Wyniki obarczone błędem grubym należy

odrzucić.

Kolejnym rodzajem błędów popełnianych

podczas analizy żywności są

błędy

systematyczne

Średnia arytmetyczna wyników

obarczonych tym błędem różni się zawsze

od ich wartości prawdziwej.

Błędy systematyczne mogą powstać

podczas:

pobierania próbki (próbka

niereprezentatywna),

czynności wstępnych wykonywanych na

próbce (ekstrakcja, oczyszczanie,

rozdzielanie itp.),

na etapie pomiarowym metody

analitycznej - na skutek niedoskonałości

działania narządów oraz interferencji

wywołanych przez substancje

towarzyszące, obecne w analizowanej

próbie.

Błędy systematyczne w analizie

chemicznej pojawiają się wtedy, gdy:

•

naczyńka pomiarowe (biureta, pipeta,

kolba) są źle skalibrowane - tzw. błędy

cechowania;

•

pracując w temperaturach znacznie

odbiegających od normy, nie uwzględni

się koniecznych poprawek rachunkowych.

Źródło błędu systematycznego można

ustalić, a następnie usunąć, wprowadzić

poprawki do metodyki oznaczenia i w

rezultacie otrzymać dobre wyniki

obarczone tylko błędami przypadkowymi.

Wielkość błędu systematycznego metody

analitycznej określa jej dokładność.

Błędy przypadkowe

są to błędy o różnym

znaku (dodatnie lub ujemne), których

przyczynę trudno ustalić.

Wyniki obarczone wyłącznie błędami

przypadkowymi oscylują wokół wartości

rzeczywistej, a ich średnia arytmetyczna

jest bliska wartości prawdziwej.

Błędy przypadkowe mają charakter

zjawiska losowego i nie podlegają kontroli

analityka, można je tylko oszacować

metodami statystyki matematycznej.

Są to najczęściej błędy związane z

nieprawidłowym wykonaniem analizy,

błędy subiektywne charakterystyczne dla

każdego analityka, łączące się ze zmianami

właściwości zmysłów zależnymi od stanu

psychicznego i fizycznego.

Błędy przypadkowe w analizie

miareczkowej najczęściej pojawiają się

przy:

•

dozowaniu określonych porcji roztworu

mianowanego (błąd kropli, spływu i

odczytu),

•

pipetowaniu roztworu próbki (pipety i

biurety),

•

sporządzaniu roztworów wzorcowych

(dopełnianie kolb miarowych do kreski dla

bezbarwnych cieczy do dolnego menisku,

a dla barwnych, np. KMnO

, do menisku

górnego).

W wypadku metod instrumentalnych

błędy przypadkowe są najczęściej

spowodowane:

•

niedokładnym odważeniem badanej

próbki,

•

nieprawidłowym ustawieniem aparatu

pomiarowego,

•

znacznymi wahaniami temperatury w

trakcie analizy.

Nie można też zapominać o

błędach

subiektywnych

, charakterystycznych dla

każdej osoby wykonującej analizę.

Błędy przypadkowe związane z daną

metodą określa się za pomocą wartości

odchylenia średniej dla tej metody.

Błąd przypadkowy można zmniejszyć,

zwiększając liczbę oznaczeń.

Z pojęciem błędu przypadkowego wiąże

się ściśle pojęcie precyzji pomiarów.

W trakcie omawiania błędów w analizie

chemicznej należy zwrócić szczególną

uwagę na rozróżnienie dwóch pojęć:

•

dokładności,

•

precyzji.

Dokładna

jest ta metoda, przy użyciu

której wyznaczona zawartość średnia

określonego składnika w tej samej próbce

(lub w próbkach o identycznym składzie

chemicznym oznaczana wielokrotnie tą

samą metodą) jest bliska wartości

prawdziwej.

Metoda jest

precyzyjna

, jeżeli w tej samej

próbce (lub w próbkach o identycznym

składzie chemicznym podczas

wielokrotnego oznaczania wartości

określonego składnika tą samą metodą)

fluktuacje wyników dookoła średniej

arytmetycznej są niewielkie (wyniki w

niewielkim stopniu różnią się od siebie).

Dokładność i precyzja nie zawsze idą ze

sobą w parze.

Wartości mierzone, a tym samym wyniki

analizy, podlegają nieuniknionym

odchyleniom przypadkowym, nie dającym

się wyeliminować drogą wprowadzenia

poprawek, a których rozkład można

opisać funkcją Gaussa.

Obrazem tej

funkcji jest

krzywa Gaussa,

przedstawiająca

tzw. normalny

rozkład błędów

przypadkowych.

Odchylenie standardowe

określa błąd

bezwzględny dla wyniku x, któremu

odpowiada punkt przegięcia na krzywej

Gaussa.

Im wartość jest mniejsza, tym wyniki są

bliższe wartości rzeczywistej i pomiary są

bardziej precyzyjne.

Odchylenie standardowe dotyczy tzw.

zbiorowości generalnej, czyli populacji

wyników. Odchylenie to w zbiorze próbek

badanych za pomocą innej metody

analitycznej ocenia się na podstawie

odchylenia standardowego pojedynczego

wyniku.

Z odchyleniem standardowym łączy się

pojęcie

względnego odchylenia

standardowego, czyli tzw. współczynnik

zmienności.

Współczynnik zmienności jest względną

miarą rozrzutu wartości wyników

oznaczania substancji w próbce i jest

używany jako miara porównawcza.

Metody instrumentalne analizy ilościowej

są z reguły metodami pośrednimi - opierają

się one na wzajemnym powiązaniu co

najmniej dwóch zmiennych zależnością

funkcyjną

y = f(x).

Przed przystąpieniem do analizy próbki

należy więc sporządzić

tzw. krzywą

wzorcową

dla badanego składnika.

Wyniki pomiarów można przedstawić

wówczas równaniem funkcji wiążącym

liniową zależność między parametrem

mierzonym (y) a stężeniem (x):

y = ax + b

Współczynniki a i b określane są metodą

najmniejszych kwadratów

(tzw. regresji liniowej).

Po wyliczeniu

współczynnika kierunkowego

(a)

i przesunięcia

prostej regresji (b)

konstruujemy krzywą kalibracyjną będącą

obrazem zależności wartości mierzonej od

stężenia substancji oznaczanej.

Znając równanie krzywej kalibracyjnej i

wartość mierzonego parametru (y),

wyznaczamy (odczytujemy lub obliczamy)

stężenie składnika w badanej substancji.

Następnie wyliczamy

współczynnik

korelacji.

Współczynnik korelacji charakteryzuje

wzajemne powiązanie obu zmiennych.

Im wartość współczynnika korelacji jest

bliższa 1, tym korelacja obu zmiennych

jest mocniejsza.

Document Outline