توسط : در بسیاری از کارخانه های خوراک، اختلاف نتایج آزمایش بین آزمایشگاه داخلی، تامین کننده و آزمایشگاه ثالث، بیشتر از آنکه «مشکل آزمایشگاه» باشد، ریشه در «نمونه غیرنماینده» دارد. وقتی نمونه برداری به صورت سلیقه ای، با ابزار نامناسب یا از یک نقطه محدود انجام شود، عدد پروتئین، رطوبت، آفلاتوکسین یا خاکستر می تواند تصویر غلطی از محموله بسازد؛ نتیجه هم تصمیم های پرهزینه در پذیرش/رد، برگشت بار، ادعاهای حقوقی و حتی اختلال در فرمولاسیون است. هدف این راهنما، یک مسیر استاندارد و اجرایی برای نمونه برداری نماینده از نهاده (ذرت، کنجاله سویا، جو و سایر مواد اولیه) در شرایط واقعی کارخانه خوراک است؛ به نحوی که خطا در QC کم شود و تصمیم پذیرش/رد محموله قابل دفاع و مستند باشد.
۱) مفهوم «نمونه نماینده» و چرا QC از همین جا شکست می خورد
نمونه نماینده یعنی ترکیبی از زیرنمونه ها که با احتمال بالا، میانگین و پراکندگی واقعی محموله را بازتاب دهد. نهاده ها همگن نیستند: رطوبت در لایه های مختلف کامیون فرق می کند، ناخالصی در گوشه ها جمع می شود، و ریسک های مهمی مثل مایکوتوکسین ها اغلب لکه ای و نقطه ای هستند. بنابراین، نمونه برداری تک نقطه ای (مثلا فقط از روی بار) یا نمونه برداری «از تمیزترین قسمت» به صورت ناخودآگاه تعصب ایجاد می کند و نتیجه آزمایش را منحرف می سازد.
برای اینکه نمونه برداری بتواند مبنای تصمیم پذیرش/رد باشد، باید سه اصل را همزمان پوشش دهد:
- پوشش مکانی: برداشت از نقاط مختلف محموله (بالا، میانه، پایین؛ ابتدا/میانه/انتهای تخلیه).
- پوشش زمانی/جریانی: اگر تخلیه یا انتقال روی نوار انجام می شود، در زمان های مختلف نمونه بگیرید.
- قابل ردیابی بودن: هر نمونه باید مسیر، مالکیت، زمان، ابزار و مسئول مشخص داشته باشد تا اختلافات قابل حل باشد.
در عمل، استاندارد کردن نمونه برداری، یعنی تبدیل یک کار «سنتی و تجربی» به یک فرایند کنترل شده با دستورالعمل، فرم، ابزار مشخص و معیار حداقل تعداد زیرنمونه.
۲) نقاط نمونه گیری در کارخانه خوراک: کامیون، کیسه، سیلو و نوار
نقطه نمونه گیری باید جایی انتخاب شود که بیشترین شانس برای برداشت تصادفی و پوشش کل محموله را بدهد. انتخاب نقطه، به شکل تحویل نهاده و امکانات کارخانه بستگی دارد:
نمونه گیری از کامیون کمپرسی یا تریلی فله
اگر قبل از تخلیه نمونه می گیرید، خطر تعصب زیاد است چون فقط سطح در دسترس است. روش بهتر، نمونه گیری حین تخلیه است: در چند بازه زمانی از جریان ریزش نمونه بردارید. اگر ناچار به نمونه گیری قبل از تخلیه هستید، از پروب (میله نمونه بردار) برای رسیدن به عمق های مختلف استفاده کنید و نقاط را در سراسر طول و عرض بار پراکنده کنید.
نمونه گیری از کیسه (بگ یا کیسه ۵۰ کیلویی)
برای محموله های کیسه ای، خطای رایج این است که فقط چند کیسه رویی باز می شود. در عوض، کیسه ها باید به شکل تصادفی از پالت ها و ردیف های مختلف انتخاب شوند. نمونه از چند نقطه هر کیسه (بالا/میانه/پایین) برداشته و سپس به نمونه مرکب تبدیل شود.
نمونه گیری از سیلو و هاپر
نمونه گیری از دریچه های بالایی سیلو اغلب نماینده نیست چون جدایش ذرات (Segregation) رخ می دهد. اگر امکانش هست، از نقاطی که جریان خروجی در حال حرکت است نمونه برداری کنید (مثلا هنگام تخلیه از سیلو). در سیلوهای دارای سامپلر، برنامه نمونه برداری باید با نقاط ارتفاعی تعریف شده و ثبت شود.
نمونه گیری از نوار نقاله/اسکرو
این روش در کارخانه خوراک، یکی از بهترین گزینه هاست چون جریان مواد را می بینید. اصل کلیدی این است که نمونه ها در بازه های زمانی مختلف و به مقدار ثابت برداشته شوند تا ترکیب نهایی نماینده کل جریان باشد. برداشت دستی باید با ایمنی کامل انجام شود و از دستکاری سرعت یا توقف نوار برای «نمونه بهتر» پرهیز شود.
۳) طراحی برنامه نمونه برداری: تعداد زیرنمونه، تصادفی بودن و سطح ریسک
هیچ عدد جادویی برای تعداد زیرنمونه وجود ندارد؛ اما می توان بر اساس حجم محموله و سطح ریسک (ریسک آلودگی، سابقه تامین کننده، فصل، مسیر حمل، و حساسیت مصرف) یک حداقل عملی تعریف کرد. منطق کار این است: هرچه محموله بزرگ تر و ریسک بالاتر، تعداد زیرنمونه بیشتر. هدف، ساخت «نمونه مرکب» از زیرنمونه های متعدد است، نه اتکا به یک برداشت.
ریسک را می توانید با یک ماتریس ساده بسنجید:
- ریسک پایین: تامین کننده تاییدشده، سابقه خوب، فصل کم ریسک، حمل کنترل شده.
- ریسک متوسط: تامین کننده جدید یا تغییر مسیر حمل، اختلافات قبلی محدود.
- ریسک بالا: احتمال مایکوتوکسین، محموله مرطوب، بوی نامعمول، خاک و ناخالصی بالا، یا اختلاف جدی سابق.
جدول زیر یک پیشنهاد اجرایی برای حداقل تعداد زیرنمونه است (قابل تنظیم با SOP داخلی و الزامات قراردادی):
| حجم محموله | ریسک پایین (حداقل زیرنمونه) | ریسک متوسط (حداقل زیرنمونه) | ریسک بالا (حداقل زیرنمونه) | نقطه پیشنهادی نمونه گیری |
|---|---|---|---|---|
| تا ۵ تن | ۶ | ۸ | ۱۲ | حین تخلیه یا نوار |
| ۵ تا ۱۵ تن | ۸ | ۱۲ | ۱۸ | حین تخلیه (ابتدا/میانه/انتها) |
| ۱۵ تا ۲۵ تن | ۱۰ | ۱۵ | ۲۲ | نوار نقاله یا جریان تخلیه |
| ۲۵ تا ۳۵ تن | ۱۲ | ۱۸ | ۲۵ | نوار + نقاط مکمل از کامیون (در صورت نیاز) |
| بیش از ۳۵ تن | ۱۵ | ۲۲ | ۳۰ | نمونه گیری زمان بندی شده در طول تخلیه |
نکته: برای آلاینده های لکه ای مثل برخی مایکوتوکسین ها، افزایش تعداد زیرنمونه معمولا اثرگذارتر از افزایش وزن یک زیرنمونه است. همچنین اگر محموله چند بخش/چند کامیون دارد، هر بخش را جداگانه نمونه برداری کنید و بعد درباره ترکیب یا گزارش جدا تصمیم بگیرید.
۴) ساخت نمونه مرکب: ترکیب، همگن سازی و کاهش حجم بدون ایجاد خطا
پس از برداشت زیرنمونه ها، مرحله حساس شروع می شود: تبدیل زیرنمونه های متعدد به نمونه مرکب و سپس کاهش حجم تا مقدار موردنیاز آزمایشگاه. خطای رایج این است که زیرنمونه ها درست برداشته می شوند اما در همگن سازی یا کاهش حجم، دوباره تعصب ایجاد می شود (مثلا از روی توده چند مشت برداشته می شود).
اصول ترکیب و همگن سازی
- تمام زیرنمونه ها را در یک ظرف تمیز و خشک بریزید (ظرف با سطح داخلی صاف، ترجیحا استیل یا پلاستیک غذایی).
- با ابزار تمیز، مخلوط را چند بار از پایین به بالا برگردانید تا جدایش کاهش یابد.
- اگر ماده ریزدانه و گرد و غباری است، در محیط بدون باد و با حداقل ریزش کار کنید تا جزء سبک از دست نرود.
کاهش حجم نمونه (Subsampling) به روش قابل دفاع
برای کاهش حجم، از یکی از روش های استاندارد استفاده کنید:
- روش چهارقسمتی (Quartering): توده را پهن کنید، به چهار قسمت تقسیم کنید، دو قسمت روبه رو را حذف کنید، دو قسمت باقی مانده را مخلوط کرده و تکرار کنید تا به وزن مطلوب برسید.
- ریفِل اسپلیتر/اسپیلیتر مکانیکی: بهترین گزینه برای کاهش تعصب، به ویژه برای مواد با اندازه ذره متفاوت.
برای آزمون هایی مثل رطوبت، نمونه باید سریع بسته بندی شود تا تبادل رطوبتی با محیط، نتیجه را تغییر ندهد. برای آزمون های حساس به آلودگی، تماس دست یا سطح آلوده می تواند نمونه را از اعتبار بیندازد.
۵) برچسب گذاری، پلمب و Chain of Custody: نمونه ای که «قابل استناد» باشد
نمونه خوب، فقط نمونه نماینده نیست؛ نمونه باید «قابل ردیابی و قابل دفاع» باشد. در اختلافات تامین کننده و خریدار، اگر زنجیره نگهداری شفاف نباشد، حتی نتیجه درست هم ممکن است پذیرفته نشود. Chain of Custody یعنی ثبت اینکه نمونه از چه محموله ای، توسط چه کسی، چه زمانی، با چه روشی گرفته شد، چگونه پلمب شد، کجا نگهداری شد و چه زمانی به آزمایشگاه تحویل شد.
- برچسب حداقلی: نام نهاده، کد محموله/شماره باسکول، تاریخ و ساعت، محل نمونه گیری (کامیون/نوار/سیلو)، نام نمونه بردار، وزن نمونه، شرایط خاص (بوی غیرعادی، رطوبت بالا، وجود کپک).
- بسته بندی: کیسه/ظرف تمیز و خشک، ترجیحا دو لایه برای جلوگیری از نشت و جذب رطوبت.
- پلمب: پلمب شماره دار یا مهر و امضا روی درز بسته (بدون اتکا به چسب معمولی).
- نمونه شاهد: یک نمونه همسان به عنوان شاهد در کارخانه نگهداری شود (مدت نگهداری در SOP مشخص شود).
اگر قرار است نتیجه آزمایش مبنای رد محموله یا ادعای خسارت باشد، Chain of Custody باید از ابتدا طراحی شود؛ بعدا قابل ترمیم نیست.
۶) چک لیست اجرایی مرحله ای برای نمونه برداری استاندارد نهاده
چک لیست زیر برای استفاده عملی در QC طراحی شده است. بهتر است آن را به فرم داخلی تبدیل کنید و هر محموله را با امضا و تاریخ بایگانی کنید.
- تعیین هدف آزمون: پذیرش/رد، پایش تامین کننده، یا بررسی اختلاف؛ تعیین پارامترهای حساس (رطوبت، پروتئین، ناخالصی، مایکوتوکسین).
- تعیین سطح ریسک محموله: پایین/متوسط/بالا بر اساس سابقه، فصل، ظاهر و شرایط حمل.
- انتخاب نقطه نمونه گیری: اولویت با جریان حین تخلیه یا نوار؛ در غیر این صورت پروب عمقی برای کامیون/کیسه.
- تعیین تعداد زیرنمونه: طبق جدول پیشنهادی و SOP داخلی؛ پراکنده در طول تخلیه یا نقاط مکانی.
- کنترل ابزار و ظروف: تمیز، خشک، بدون زنگ زدگی یا باقیمانده محموله قبلی؛ ابزار جدا برای مواد پرریسک.
- برداشت زیرنمونه ها: در مقدار نسبتا ثابت؛ پرهیز از انتخاب نقاط «به ظاهر بهتر».
- ساخت نمونه مرکب: ترکیب همه زیرنمونه ها در ظرف تمیز و همگن سازی کنترل شده.
- کاهش حجم: با روش چهارقسمتی یا اسپلیتر؛ تهیه حداقل دو بسته (آزمایش + شاهد).
- بسته بندی و پلمب: جلوگیری از تبادل رطوبتی؛ پلمب شماره دار و ثبت مشخصات.
- ثبت Chain of Custody: فرم تحویل به آزمایشگاه، زمان، دما/شرایط نگهداری، امضاها.
- نگهداری نمونه شاهد: در شرایط تعریف شده (خشک، خنک، دور از نور مستقیم) تا پایان دوره اختلاف یا مصرف.
۷) خطاهای رایج در نمونه برداری نهاده و راهکارهای پیشگیری
بیشترین اختلافات QC از چند خطای تکرارشونده می آید. شناخت این خطاها و تبدیل راهکار به الزام اجرایی، هزینه اختلافات را کم می کند.
تعصب نمونه گیری (Sampling Bias)
نمونه فقط از سطح بار، یا فقط از یک سمت کامیون گرفته می شود. راهکار: نمونه گیری حین تخلیه در چند زمان ثابت؛ یا پروب عمقی با نقاط از پیش تعریف شده.
آلودگی متقاطع (Cross-contamination)
ابزار نمونه برداری یا ظرف مخلوط کن، بقایای محموله قبلی دارد (به ویژه در افزودنی ها، نمک ها، یا مواد کپک زده). راهکار: برنامه شستشو/خشک کردن، ابزار اختصاصی برای مواد پرریسک، و کنترل چشمی قبل از شروع.
ابزار نامناسب و تخریب نمونه
بیل زنگ زده، سطل آلوده یا کیسه نامناسب باعث ورود ذرات خارجی یا تغییر رطوبت می شود. راهکار: استاندارد حداقل تجهیزات (پروب، ظرف صاف، کیسه مناسب) و ممنوعیت ابزارهای فرسوده.
تغییر رطوبت در حین انتقال و نگهداری
نمونه برای مدت طولانی باز می ماند یا در محیط گرم انبار می شود و رطوبت آن تغییر می کند. راهکار: بسته بندی سریع، دو لایه، نگهداری در شرایط خنک و ثبت زمان ها در Chain of Custody.
ناهمگن سازی و کاهش حجم غیر استاندارد
چند مشت از روی توده برداشته می شود و به عنوان نمونه نهایی ارسال می گردد. راهکار: الزام روش چهارقسمتی یا اسپلیتر و آموزش عملی به تیم QC.
ابهام در مسئولیت و مستندسازی
مشخص نیست چه کسی نمونه را گرفته یا از کدام محموله بوده است. راهکار: برچسب استاندارد، فرم ثبت و امضای تحویل در هر مرحله.
جمع بندی و اقدامات اجرایی پیشنهادی
اگر نتایج آزمایش نهاده ها متناقض است، قبل از بحث درباره روش آزمون و کالیبراسیون دستگاه، باید به نمونه برداری برگردید. نمونه برداری استاندارد، ترکیبی از انتخاب نقطه درست (ترجیحا جریان حین تخلیه یا نوار)، تعداد کافی زیرنمونه بر اساس حجم و ریسک، ساخت نمونه مرکب با همگن سازی و کاهش حجم بدون تعصب، و در نهایت برچسب گذاری و Chain of Custody برای قابل استناد شدن نتیجه است. از نظر مدیریتی، بهترین اقدام این است که کارخانه یک SOP کوتاه اما دقیق بنویسد، چک لیست را الزام کند، تجهیزات حداقلی را استاندارد کند و برای مواد پرریسک (مثل محموله های مرطوب یا مشکوک به کپک) سطح نمونه برداری را افزایش دهد. نتیجه این رویکرد، کاهش خطای QC، تصمیم های پذیرش/رد قابل دفاع، و کاهش هزینه اختلاف با تامین کننده و ریسک فرمولاسیون است.
سوالات متداول
۱. چرا نمونه برداری از روی بار کامیون معمولا نماینده نیست؟
چون سطح بار معمولا خشک تر و تمیزتر است و جدایش ذرات رخ می دهد، بنابراین یک یا دو برداشت سطحی میانگین واقعی محموله را نشان نمی دهد.
۲. برای محموله های پرریسک مثل ذرت مشکوک به کپک، چه تغییری در نمونه برداری لازم است؟
باید تعداد زیرنمونه را افزایش داد، نمونه گیری را در طول تخلیه پخش کرد و Chain of Custody را دقیق تر ثبت نمود تا احتمال خطای نمونه غیرنماینده کم شود.
۳. نمونه مرکب چیست و چرا بهتر از یک نمونه تکی است؟
نمونه مرکب از ترکیب چند زیرنمونه در نقاط مختلف ساخته می شود و به همین دلیل اثر ناهمگنی محموله را کاهش می دهد و نتیجه آزمایش را قابل اتکاتر می کند.
۴. بهترین روش کاهش حجم نمونه برای ارسال به آزمایشگاه چیست؟
روش چهارقسمتی یا استفاده از اسپلیتر مکانیکی، چون برداشت تصادفی تر و کم تعصب تری نسبت به برداشتن چند مشت از روی توده ایجاد می کند.
۵. Chain of Custody دقیقا چه کمکی در اختلافات تامین کننده و کارخانه می کند؟
با ثبت زمان، مسئول، روش و شرایط نگهداری، اعتبار نمونه و نتیجه آزمایش قابل دفاع می شود و احتمال رد شدن نتیجه به دلیل ابهام در مسیر نمونه کاهش می یابد.
۶. آیا باید همیشه یک نمونه شاهد نگهداری شود؟
اگر تصمیم پذیرش/رد یا ادعای خسارت مطرح است، نگهداری نمونه شاهد ضروری است تا در صورت اختلاف، امکان آزمون مجدد با نمونه همسان وجود داشته باشد.
منابع:
ISO 24333:2009. Cereals and cereal products — Sampling.
Codex Alimentarius Commission. General Guidelines on Sampling (CAC/GL 50-2004).
FAO. Mycotoxin sampling and analysis guidance documents (Food safety and mycotoxins resources).
