食品分析における信頼性確保
Quality Assurance in Food Analysis.

独立行政法人 食品総合研究所

安井 明美
AKEMI YASUINational Food Research Institute

1. はじめにてたびたび 問題を起こします。分析値についても、その品質がしっかりと管理されているかが重要となってい「コーデックス（Codex）」という言葉をお聞きになったます。

ことがおありと思います。WHOとFAOによって1963年に分析試験室の役目の一つは、社会に品質の高い分設立された食品に関する規格の委員会で、正式には析データを提供することで、そのためには、目的にあっCodex Alimentarius Commission（国際食品規格委た信頼性のある分析法を使用しなければなりません。ま員会）といい、略してCACとも呼んでいます。ラテン語で、た、グローバル化の中で、WTOのTBT協定においても、Codexは法典、規律を意味し、Alimentariusは栄養、One-Stop-Testingが指向されており、分析の信頼性が食物を意味します。その役目は、FAO/WHO合同食品求められています。TBT協定とは、貿易の技術的障害に規格計画の下で食品規格、ガイドライン、関連文書の関する一般協定（Agreement on Technical Barriers作成を行います。その目的は消費者の保護、公正なto Trade, TBT）で、国際貿易において、工業製品等の貿易の 保証、国際的な政府・非政府組織による食品規格や、その規格の適合性を評価する手続きが、不要規格に関する全ての仕事の調整を促進することです。

な貿易障害を起こさないようにするために、強制規格、その仕事は、FAOやWHOの枠組みの範囲内で、加盟任意規格や適合性評価手続きの策定における透明性国に国際食品規格についての勧告をすることですが、を確保し、国際規格や国際的ガイドを基礎とすることにCACの勧告そのものには強制力はありません。その代

より国際的な調和を進め、その結果として、貿易障害とわりにSPS協定（Agreement on the Application ofしての基準・認証制度を可能な限り低減させることを目Sanitary and Phytosanitary Measures:衛生および植的としています。また、One-Stop-Testingとは、一般物検疫に係る措置に関する協定）の下、WTO（World的に、一つの試験所で得られたデータが、世界中で受Trade Organization, 世界貿易機関）加盟国はCACの入れられるような仕 組みのことを意 味しますが、この勧告に基づいて自国の措置を作成し、各国政府が実

One-Stop-Testingが世界的に構築されれば、国際間行して規制することになります。ここで決められたあるの取引において、重複して行われていた試験を省くこと

いは決めようとしている食品の規格や食品中の汚染物が可能となり、その結果、製品のコストを下げることがで質の規制値が、国内のものと整合性がとれていないときる製品が市場に出るまでの時間が短縮することがで皆さんの関心を引くことになりますが、ここでは、それきるなど、多くのメリットを享受することができるようになり以前の問題として、どこかで、誰かが分析して報告さます。

れた分析値は信頼できるものであるかを論点にしたい工業製品や農水産物であれば、手元に実物がありと思います。報告された分析値は、誰がどのようにしますから、その品質を調べることができますが、分析値て測定したかにかかわらず、数値のみが一人歩きをしは、そのようなことはできません。分析値を報告した分

THE CHEMICAL TIMES 2004 No.1（通巻191号）

13

析試験室の分析システムとその能力を判定する必要が測定結果の精度で、室間再現条件とは、同じ方法を用あります。

い、異なる試験室で、異なるオペレーターが異なる装置

一方、分析試験室は、それだけの分析システムと能力を確保する必要があります。
CACでは、国際的に通用する（食品の輸出入に関係を用いて独立な測定結果を得る測定の条件」
をいいます。また、真度と精度を総合的に表したものを「精確さ（accuracy）」と定義しています。

する）試験所の条件として、1）妥当性が確認された方法を用いていること、2）内部品質管理（内部精度管理）を室間再現精度に関しては、AOAC Internationalに行っていること、3）外部品質査定（外部精度管理）に参よって実施された多くの室間共同試験の結果、室間再加していること、4）ISO/IEC17025:1999の要求事項を現精度（RSDR％）
は、食品試料の種類や定量法にかかわ満たしていることをガイドライン（CAC/GL27-1999）としてらず、濃度の変数になっていることが報告されています１）。

挙げています。

それは、次式で示されます。

2. 分析法の性能特性

RSDR（%）= 2 c −0.1505c は質量分率試験に用いる分析法が意図した目的に合っていること

質量分率の１は濃度100％、0.01は濃度1％を意味しを科学的に立証し、判定の誤りの確率が規制ないし基ます。この式では、図１に示すようなグラフが得られ、こ準で取り決めた許容の範囲内であることを実証すること

れは研究者の名とグラフの形から「Horwitzのトランペッを分析法の妥当性確認といいます。分析法の性能特性

ト」と呼ばれています。ただし、ｘ軸の濃度は右に行くほとして多くのものがありますが、ここでは以下のものを挙ど小さくなっています。表１にも示しましたが、濃度がげておきます。

1/100になると、RSDR％が2倍になります。この式に従えば、極微量では室間再現精度は際限なく大きくなること「真度（trueness）」になりますが、近年、次の修正式が提案され 2）、こちらも「繰返し精度（repeatability）」

使われるようになっています。

「室間再現精度（reproducibility）」「定量限界（limit of quantitation）・検出限界（limitof detection）」「回収率（recovery）」｛

22c＜1.2×10 −7RSD（%）＝ 2c −0.1505 1.2×10 −7 ≦c ≦ 0.138
Rc −0.5

c＞0.138「真度」とは、真の値、付与された値あるいは合意値

この式では、濃度が120ppb未満では室間の相対標からの偏りの程度で、偏りが小さい方がより真度が良い、準偏差は22％の一定となり、120ppb以上、13.8％以下または高いといいます。
「精度（precision）」とは、同一では先のHorwitzの式と同じで、13.8％を超える濃度での試料に対し、定められた条件の下で得られる独立なは質量分率の平方根の逆数となります。

観測値・測定結果のばらつきの程度で、ばらつきが小さ14

いほうがより精度が高い、または良いといいます。精度に定量する場合の重要な能力である「定量限界（quanti-

は、「併行精度（繰返し精度）」と「室間再現精度」があり、tation limit または LOQ:limit of quantitation）」は、併行精度（繰返し精度）というのは、「併行条件による観「適切な精確さをもって定量できる測定対象成分の最低測値・測定結果の精度で、併行条件とは、同じ方法を用量または最小濃度」と定義され、通常、ノイズに対するシい、同じ試験窒で同じオペレーターが、同じ装置を用いグナルの値であるSN比10で定量限界を表現しています。て、短時間のうちに独立な測定結果を得る測定条件」
を

通常、SN比が10以上でないと定量値はでないということいいます。通常、2点併行や3点併行で測定値を得ていです。定量限界の下に検出限界（detection limitまたます。一方、室間再現精度とは、「室間再現条件によるはLOD:limit of detection）があり、「試料に含まれるTHE CHEMICAL TIMES 2004 No.1（通巻191号）

食品分析における信頼性確保「回収率」は、常に分析法の妥当性確認において検討されるべき項目で、一定の回収率が得られている場合には、その測定値を補正して値を報告するということが行われています。その結果、測定値そのものが規制値内の範囲であっても、補正することで規制値を超える場合が出てくることを意味します。ただし、これは世界的に共通の考え方にはまだなっておらず、ある国では回収率の補正を行う、ある国では行わないということが起こっているため、調整を含めて、現在、CACの中で論議がされているところです。また、国だけという問題ではな
くて、分野においてもこれを使わなければならないとこ
ろと、使っていないところがあります。例えばCACの中でも残留農薬では使っておらず、残留動物薬では使用しています。

3. 分析法の妥当性確認（Method validation）

図１ Horwitzのトランペット

通常、新規に開発した方法は次に示した方法の1つあ

表１ 各濃度レベルにおける相対標準偏差（室間）%

濃 度
質量分率 一般的な単位

るいはそれらを組み合わせて、方法の良否の確認を行い
相対標準偏差（室間）%
Horwitzの式による 修正式によるます。
1）試験室間共同試験（Collaborative study）

1100%

2

10.01

1%

4

40.0001

0.01%

88

ではなくて、室間再現性を明らかにしておくことが必

0.000001

1ppm

1616

要です。実用面では、複数の分析試験室で行われ0.00000001

10ppb

3222た分析の室間再現性が最も重要です。均質性が担0.000000001

1ppb

4522

保された試験試料群が複数の分析試験所に配布さ新規の分析法を提案するには、室内再現性だけれ、各分析試験所は決められた分析手順書に従って測定対象成分の検出可能な最低量または最低濃度」を分析し、報告します。有効な解析を行うには、AOAC表しています。この場合はSN比が（2あるいは）3という数

Internationalのプロトコールによると、定量分析では8字を使っています。すべての方法は定量限界、検出限カ所以上、試料数は５種類以上（ブラインドあるいはオ界を持っているため、いずれの方法を使っても定量値がープンでの１組の同一試料又はYouden pairsは１種ゼロという記載はあり得ず、検出限界未満、つまりSN比類として扱われます）で、定性分析では、試験所数はが（2あるいは）3よりも小さければ、「検出できなかった」

10カ所以上、試料数は1マトリックス当たり2レベル、1ということで「ND（Not detected）」と表現されます。ふレベル当たり6試料及び1マトリックス当たり6陰性対照

つう、あらゆるものにはあらゆる成分が含まれていると考試料が必要です。

えるほうが正しく、つまり、ゼロというのはあり得ず、表現できるのはNDです。

2）標準物質の利用
分析試料と似た主要成分組成（マトリックス）を持ち、定量限界と検出限界との間は適切な精確さでは定量測定対象成分の認証値が決められている認証標準物できないわけで、通常数値で表すことはありません。表質（Certified Reference Material：CRM）がある場

現するなら、痕跡量（Trace）の意味で「Tr」と書くことに合には、これを利用します。認証値の決め方はいくつなります。

かあり、原理の異なる複数の信頼できる方法によるもTHE CHEMICAL TIMES 2004 No.1（通巻191号）

15

の、共同試験によるもの、基準分析法によるもの、な

真の値を我々は知ることができません。そのため、最近、どがあります。無機元素については、これまでに多く誤差にかわって「不確かさ」（ uncertainty）をつけて分の標準物質が作製され、配布されていますが、有機析値を評価することが規定されるようになってきました。

成分についての標準物質も増えてきています。国内でこれは測定結果に付与される真の値が含まれる範囲の作製された食品関係の認証標準物質は極めて限られ推定値ということで、標準偏差の形で、プラスマイナスのていて、外国のものを使用することが多いのが現状幅で示されます。通常、包含係数 k=2を乗じた「拡張不です。知的基盤整備の一環として、（独）産業技術総確かさ」が用いられます。世界的には、CodexやISOな合研究所の計測標準研究部門が精力的に開発を行

どで分析値を評価するときに、これが必要な要件になっっていますが、食品関係についてはこれからです。ています。不確かさは、サンプリング、分析法などに含ま

3）標準添加回収試験の実施
実際の分析試料で標準添加回収試験を行い、十分な回収率が得られることを確かめます。
ただし、添加は、分析の初期の段階で行うことがれる多くの要因からなっているので、それぞれの要因の不確かさを見積もって、総合的な不確かさを求めることが行われていますが、共同試験の室間再現精度を用いる方法なども提案されています。

重要です。添加する標準物質の化学形が試料に存

国内では、規制値がある場合に、測定値の不確かさ在するものと必ずしも一致しないこと、内在するものとをどのように扱うかについて、規制分野でもまだ論議さ添加したものの存在状態が異なることが欠点にあげられていないのが現状です。

れます。
4）公定法あるいは標準的方法を用いて得られた結果と5. 内部品質管理（Internal Quality Control）の比較
5）合成試料の利用

内部品質管理では、認証標準物質を分析して分析値マトリックスを構成成分で組み上げ、分析対象成分が認証値と一致するかをチェックすることが良く行われまを添加して作製します。食品添加物などでは使えます

す。適当な認証標準物質が入手できない場合は、試験が、自然汚染の分析対象成分については適用できず、室用の標準物質を調製して用いるか、あるいは標準添利用範囲は限られます。

加回収試験を行って真度の確認を行います。また、繰り返し測定を行なって、精度が良好かチェックします。

4. トレ ーサビリティと不確かさ

厚生労働省は、「食品衛生検査施設等における検査等の業務の管理の実施について」（ 平成9年4月1日衛16

化学分析における測定値も、ＳＩ（国際単位系）である

食第117号）で、食品衛生法施行規則に規定する精度モルにトレーサビリティ（traceability）があることを要求さ管理および外部精度管理調査を通知しています。そこでれています。トレーサビリティとは、「もとをたどることがでは、内部精度管理は、「精度管理の一般ガイドライン」にきる」という意味ですが、「測定結果または標準値が不確よるとされ、理化学的検査および微生物学的検査におかさをつけて、切れ目のない比較の連鎖を通じて国家ける精度管理があります。理化学的検査における精度標準または国際標準に関連づけられ得ること」と定義さ管理では、添加量が明らかな試験品として、検査対象物れています。

質の濃度の異なる2つの試験品（①基準値と同濃度にな化学分析においては、認証標準物質である組成標準るように添加したもの、②基準値と定量下限値の中間値試料の測定を通して、トレーサビリティを確保する必要がの濃度となるように添加したもの）と陰性対照の試験品をあります。

用意します。精度管理に必要な目標値の設定では、回「不確かさ」は、分析における重要な性質です。化学収率の確認は、基準値が設定されているものでは、先の分析では、種々の要因により分析結果がばらつきますが、2レベルの濃度の試験品及び不検出基準が設定されて従来、その信頼性は、誤差や精度などで表現されてきまいる場合は、定量下限値の2倍濃度に添加した試験品した。誤差とは、「真の値からの偏り」と定義されますが、で、回収率が70％から120％を目安として確保すること、THE CHEMICAL TIMES 2004 No.1（通巻191号）

食品分析における信頼性確保

また、それぞれの濃度で少なくとも5回以上（可能であれと思います。国内に取次店（GSIクレオスhttp://sid.gsi.

ば10回）の繰返し検査を行い、平均値および標準偏差

co.jp/fapas/fapas.htm）があるので、利用が容易です。

を求めておきます。精度管理の方法は、検査等の実施

年度毎に、新しいプログラムが示され、今年（2003）度

頻度によりますが、週1回以上の検査では、週に1回以上、のFAPAS用プログラムでは、一般成分、動物用残留抗添加量が明らかな2レベルの濃度の試験品のどちらか一菌剤、マイコトキシン類、汚染金属類、栄養素、硝酸塩、方と陰性対照の試験品について、回収率が少なくともアクリルアミド等の試験項目が各種の食品試料につい70％から120％であることを確認します。また、1週当りのて、126ラウンドが用意されています。参加者には、均質検査が20回を超えるときは、20検体ごとに行います。さ性が担保された試料が配布され、参加者は任意の分析らに月1回以上、5回以上の繰返し検査で平均値および法で測定し、分析値を期限（4〜5週間後）内に事務局へ標準偏差を求めて、zスコアーを求め、2以下であること送付します。分析値は統計的に処理されて、参加機関を確認します。週1回未満の場合は、検査4回当り1回以による結果の一覧、ｚスコアによる分布図等を示した報上の割合で上記の検査を行います。

告書が送付されます。参加機関には、番号が与えられてここでは、許容添加回収率が一つの範囲でしか表現おり、全体の中での自分の位置が分かります。他の参加されていませんが、CACの残留動物薬分析法（CAC/機関が用いた方法、前処理法などの情報も報告書にはGL16）では、濃度によって許容添加回収率が異なります

収載されています。付与された値（assigned value）か（表2）。

らの偏りを表すｚスコアの絶対値が、2以内であればその表2 コーデックス委員会による食品中の残留動物薬の分析法の条件

分析結果は「満足」、2より大きく3未満であれば「疑わし濃度（μg/kg） 相対標準偏差（繰返し）％ 添加許容回収率（％）
100〜1580〜110

10〜1002070〜110

1〜103060〜120〜135

50〜120

い」、3以上であれば「不満足」と判断されます。ｚスコアは、次の式で求められます。
ｚ =（x - X）/ｓ
ここで、xは参加者の結果、Xは付与された値で、通6. 外部品質査定（External QualityAssessment, Proficiency Testing）

常、頑健な平均値が用いられます。sはスキームの要求事項を満たすように選ばれた適切なばらつきの推定値または規準の一つで、CSLでは先のHorwitzの修正式ま

第三者機関による外部品質査定に参加することによって、分析値の 信頼性を保証することができます。

たはこれまでの共同試験の結果から、sを求めています。
参加者の測定値に基づいたものではありません。

参加者は任意の方法で分析することができるので、新国内では、先の「食品衛生法施行規則に規定する精しく開発した分析法の有効性と能力を立証し、また、度管理および外部精度管理調査」の外部精度管理調査使用している方法を点検することができます。これは、の実施機関として、（財）食品薬品安全センター（http://proficiency testing（JISでは、技能試験）と呼ばれてwww.fdsc.or.jp/）が、厚生省より適合性の確認を受けいます。proficiency testingの多くは、試験所（分析所）て、衛生研究所、保健所や検査登録機関の公的検査間比較として行われます。食品分野でのproficiency機関を対象に、「食品衛生外部精度管理調査」
としてク

testingは、AOAC International（http://www.aoac.

ローズドで実施しています。15年度は、理化学調査6件、org/proficiencytesting/proficiency.html）やThe微生物学調査5件を行っています。
一般の分析試験所は、

American Association of Cereal Chemists（AACC）

同じ調査項目で参加できますが、まとめ方が「食品衛生（http://www.scisoc.org/aacc/checksample）なども外部精度管理比較調査」という形で異なっています。一

実施していますが、規模としては英国のCentral Science

般にも、オープンなものになることが望まれます。また、国Laboratory（CSL）（http://ptg.csl.gov.uk）のFAPAS

内でも他にproficiency testingの供給者が出てくること（化学分析）とFEPAS（微生物検査）が、世界最大のものが望まれます。

THE CHEMICAL TIMES 2004 No.1（通巻191号）

17

7. 試験所認定認定を受けていることが要求されています。今後は、一般の食品試験所にも要求されることになると考えられま

試験所認定とは、試験所において測定・試験されたデす。試験所認定においては、GLP（Good Laboratory

ータの信頼性を確保するため、試験所が一定の基準

Practice：適正試験所規範）とは異なり、原則として、分（ISO/IEC17025:1999、JISではQ17025:2000）を満た析試料、分析対象成分及び 分析方法の組み合わせし、特定の分野の試験を行う能力があることを第三者ので認定を受けるようになっています。分析値の信頼性認定機関が認定する制度です。先のOne-Stop-Testingの確保のためには、「きちんと分析している」と口で言の実現には、世界各国の試験所認定制度を同じ基準っても国際的には通用せず、第三者機関の審査を受で運用することが必要不可欠となります。欧米等におけて、認定されていて通用します。国際的問題では、いては、購入者（ユーザー）が供給者（メーカー）に対し試験所認定を受けていない機関の出した分析値ではて製品に関する試験データを添付することを要求する

通 用しなくなるので、世 界に 通 用する分析 値を出せことが多く、その際に供給者は、当事者とは無関係なる体制を整備していく必要があります。日本の食料自第三者である試験所で得られた試験データを活用して給率は供給熱量ベースで40％と先進国の中では最低います。この場合、購入者にとっても、供給者にとってです。60％を輸入するという状況では仕方がなかっも、取引の合理化・効率化のためには、試験所から出たのかも知れませんが、今後、高品質の農水産物のされる試験報告書がより信頼できるものであることが重輸出を増やしていこうとなると、外国に対して信頼性要です。のある分析値を提示するためには、試験所認定の重ISO/IEC17025の要求事項は、品質システム（ISO要さが 益々大きくなると思います。すでに、国内でも9001）に関する要求事項（品質方針の表明、内部監査、食品成分の 分析法で、1 0 数カ所の 機関が 認定を取経営者による見直し）に加えて、技術的能力に関する得しています。

要求事項（不確かさの推定、測定器の校正とSI（国際単官民を問わず、欧州の食品規制に係わる試験所は位系）へのトレーサビリティの現示、試験方法とバリデー

ISO/IEC17025の試験所認定を取得しています。政府

ション、技能試験への参加、適切な要員、試験報告書）

機関あるいは大学であるから、そのデータが信頼されるがあります。ということではなくて、試験所認定を取得しているから、認 定と認 証を混 同される方がおられますが、認 定そのデータが信頼されるのであり、我々の意識改革が（Accreditation）
は、権威のある 機関 が、ある組織又必要ですし、行政サイドでの基盤整備等の対応も必要

は個人が特定の職務を果たす能力のあることを、公式です。に認める手続きで、認証（Certification）は、製品、方法又はサービスが所定の 要求事項 に適合しているこ

参考文献とを 第三者 が文書で保証する手続きです。すなわち、認証である品質システム審査登録と試験所認定の違い
は、品質システム審査登録制度は、設計、製造、付帯サービスにおける品質システムをシステム規格に対して認証するものであるのに対して、試験所認定制度は試験所及び校正機関を対象に、品質システムだけでなく試験評価を行う能力をISO/IEC17025の規格に対して認定するものです。
欧州連合の指令（EU Additional Measures Directive
93/99 EEC）では、食品の規制（food control）に関わる試験室は、①妥当性が確認された方法を用いること、②外部品質査定に参加していること、に加えて③試験所

18

THE CHEMICAL TIMES 2004 No.1（通巻191号）

1）Horwitz,W. et al:Quality Assurance in the Analysis of Foods forTrace Constituents, J.Assoc.Off.Anal.Chem., 63(6),13441354(1980).
2）Thompson,M.:Recent trends in inter-laboratory precision atppb and sub-ppb concentrations in relation to fitness forpurpose criteria in proficiency testing, Analyst, 125, 385386(2000).