Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun. 2008, 56(5), 57-68 | DOI: 10.11118/actaun200856050057

Validace hlubokého zamrazování pilotních vzorků pro kontrolu stability výsledků nepřímých analýz základního složení mléka a pro jejich dlouhodobou údržnost

Oto Hanuš1, Pavel Hering2, Václava Genčurová3, Zdeněk Motyčka, Jr.2, Radoslava Jedelská1, Jaroslav Kopecký1
1 Agriresearch Rapotín, Výzkumníků 267, 788 13 Vikýřovice, Czech Republic
2 Czech Moravia Breeders Association (CMBA) Prague, Milk testing laboratory Buštěhrad, Lidická 2/334, 273 43 Buštěhrad, Czech Republic
3 Research Institute for Cattle Breeding Rapotín, Výzkumníků 267, 788 13 Vikýřovice, Czech Republic

Podstatnou částí měření složek syrového mléka je nepřímá analýza na základě měření infračerveného spektra. Analýzy mléka jsou důležité pro potřeby kontroly užitkovosti dojnic k účelům genetického zušlechťování skotu a také k určení kvality mléka pro technologicko-zpracovatelské postupy. Je nezbytné přístroje pravidelně kalibrovat. Také kontrola časové stability měření je důležitá. Příprava pilotních vzorků pro zmíněné účely byla popsána. Informace o stabilitě hluboce zmražených pilotních vzorků jsou však sporadické. Hluboké zmrazování pilotních vzorků by mělo zajistit jejich mikrobiologickou kvalitu. Nemělo by dojít k většímu makromolekulárnímu a buněčnému poškození mléčných složek. Rychlé hluboké zmražení by nemělo umožnit tvorbu větších krystalů v mléce. Cílem této práce bylo vyšetřit a ověřit stabilitu dlouhodobě uložených a hluboce zmražených pilotních vzorků pro naznačené účely. Zvýšení stability a dlouhověkosti pilotních vzorků by mohlo zlepšit věrohodnost mléčných analytických výsledků a také kvalitu a bezpečnost mléčného potravinového řetězce. Pilotní vzorky byly zmraženy v tekutém dusíku -196 °C a poté uloženy při -21 °C po jeden měsíc (A) a více měsíců (B) do analýzy. Hodnoty pilotních vzorků byly měřeny pomocí CombiFoss 6000: tuk F (%); bílkoviny CP (%); laktóza L (%); kasein C (%); sušina tukuprostá SNF (%); močovina U (mg/100 ml); počet somatických buněk SCC (tis./ml). Byly kompenzovány kalibrační posuny. Výsledky stability pilotních vzorků byly hodnoceny pomocí variability v časových řadách a také pomocí srovnání k výsledkovým nejistotám. V krátkodobém pokusu (A) byl vliv zamražení pilotních vzorků mléka poměrně malý, v podstatě v rámci hodnoty povolené opakovatelnosti (±0,02 %) pro složkové ukazatele. Mírně byl vyšší u tuku u vzorku plemene Jersey (J) a vyšší byl u SCC u vzorků plemene Holštýn (H). Stabilita hodnot zamražených pilotních vzorků (FPSs) podle směrodatných odchylek pro důležité hodnocení F byla lepší pro vzorky plemene H. U ostatních složkových ukazatelů byla opakovatelnost hodnot FPSs velmi dobrá. U SCC byla opakovatelnost lepší u FPSs plemene J (±16,5 tis./ml). Větší variabilitu (±30,1 tis./ml) u vzorku H tak lze hodnotit méně skepticky. Nebyly pozorovatelné zjevné trendy výsledků ve vývoji opakovatelnosti v FPSs. Mírný trend je pouze u CP, kde pokrývá velmi malý obor kolísání. Většinou jsou ve vývoji výsledků oscilace. Tyto jsou podobné mezi vzorky J a H. Proto je lze přičítat přístrojovým, nikoliv vzorkovým vlivům. V dlouhodobém (B) pokusu byly oscilace hodnot zřetelně větší. Výsledky byly tedy horší. Průběhy většiny složkových křivek se však jeví jako přijatelné. Mezi dvěma vzorky plemen je patrné, že oscilace v průbězích křivek jsou si u tuku a laktózy velmi podobné. Proto je lze rovněž přičítat více přístrojovým vlivům než vzorkovým. Hodnoty opakovatelnosti (směrodatné odchylky) FPSs byly převážně nižší než ±0,06 %, což je dobře přijatelné pro shodu výsledků nepřímé metody s referenční metodou. Pohybovaly se od ±0,025 % pro L do ±0,059 % pro F (u plemene J), s výjimkou CP ±0,085 % u vzorku plemene J. I postup B se ukázal, přes určité disturbance v průběhu křivek, jako použitelný pro kontrolu stability měření přístrojů v rutinních laboratořích pro testování složení mléka v půlroční periodě uložení. V praktickém použití však slouží jedna referenční hodnota pro daný FPS od kalibrace ke kalibraci. Trvalý trend v opakovatelnosti měření FPSs tak může indikovat neadekvátní přístrojový dri ve výsledcích. Použitý postup FPS je použitelný pro kontrolu stability měření přístrojů v rutinních laboratořích pro testování důležitých ukazatelů kvality mléka.

mléko, pilotní vzorek, hluboké zmražení, dlouhodobá údržnost, kontrola stability měření, nepřímá metoda, infraanalýza, tuk, bílkoviny, počet somatických buněk

Validation of deep freezing of pilot samples for checking of time stability of indirect analyses of basic milk composition and for their long shelf-life

Essential part of raw milk component measurement is indirect infraanalyse. The checking of time measurement stability is important there. The preparation of pilot samples was described. Information about deep frozen milk pilot sample stability are sporadic. Aim of this work was to verify the stability of long-term stored and deep frozen pilot samples (FPSs). Pilot samples were frozen in liquid nitrogen bath -196 °C and after that stored at -21 °C for one month (A) and more months (B) till analyse. The pilot samples were measured by CombiFoss 6000: fat F (%); protein CP (%); lactose L (%); casein C (%); solid non fat SNF (%); urea U (mg/100ml); somatic cell count SCC (ths./ml). In the short-term (A) experiment the impact of freezing on pilot milk samples was relatively small, in the framework of acceptable value of repeatability (±0.02 %) for components. The stability of values of FPSs was better according to standard deviations for important F evaluation in H (Holstein) breed samples. The repeatability of values of FPSs in the time was very good for other components. The repeatability was better for SCC in J (Jersey) breed samples (±16.5 thousands/ml). That is why the higher variability (±30.1 thousands/ml) in H sample is visible less sceptically. The apparent result trends were not observable in the repeatability development of important milk indicators in FPSs. The mild trend was only in CP, but this trend covered absolutely very small shift (variation range). There are only oscillations, which are similar between J and H samples. It is possible to attribute these oscillations rather to instrument effects than to sample effects. The oscilations were markedly higher in the long-term (B) experiment. Between J and H samples the oscilations were very similar in curves F and L. It is also possible to attribute them more to instrumental effects. The repeatability values (standard deviations sd) of FPSs were mostly lower than ±0.06 %. It is acceptable for result agreement between indirect and reference method. Relevant sd varied from ±0.025 % for L to ±0.059 % for F (in J breed) with exception CP ±0.085 % in J sample. Also B procedure was shown as applicable for instrumental sability control in half year period. In practice the one reference value for concrete FPS is valid from one to next calibration. Persistent trend in repeatability of FPSs can indicate an inadequate instrumental drift. The applied FPS procedure is usable for stability control of instrumental measurement in milk laboratories.

Keywords: milk, pilot sample, deep freezing, long shelf-life, measurement stability checking, indirect method, infraanalyse, fat, protein, somatic cell count
Grants and funding:

This work was supported by the research projects MSMT, MSM 2678846201 and INGO, LA 244 and was provided in framework of research activities of NRL-RM in Rapotín.

Received: April 21, 2008; Published: November 3, 2014  Show citation

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Hanuš, O., Hering, P., Genčurová, V., Motyčka, Z., Jedelská, R., & Kopecký, J. (2008). Validation of deep freezing of pilot samples for checking of time stability of indirect analyses of basic milk composition and for their long shelf-life. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 56(5), 57-68. doi: 10.11118/actaun200856050057
Share...
Download citation
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Open full article

    References

    1. BAUMGARTNER, CH., LANDGRAF, A., 2004: Deep frozen raw milk standards - The way from reference methods to reference system. 34th ICAR Session, May 28-June 3, Sousse, Tunisia, EAAP Publication 113, 2005: 253-257.
    2. BENDA, P., 1995: The effect of some preservatives on natural microflora in milk samples. (In Czech) Veterinary Medicine - Czech, 40, 11, 359-364.
    3. BIGGS, D. A., 1967: Milk analysis with the infrared milk analyzer. Journal of Dairy Science, 50, 799-803. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(67)87519-2 Go to original source...
    4. BIGGS, D. A., 1972 a: Infrared milk analyzer. Journal of Dairy Science, 55, 5, 650-651. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(72)85554-1 Go to original source...
    5. BIGGS, D. A., 1972 b: Precision and accuracy of infrared milk analysis. Journal of Association Official Analytical Chemistry, 55, 3, 488-497. Go to original source...
    6. BIGGS, D. A., 1978: Instrumental infrared estimation of fat, protein, and lactose in milk: collaborative study. Journal of Association Official Analytical Chemistry, 61, 5, 1015-1034. Go to original source...
    7. BIGGS, D. A., 1979 a: Performance specifications for infrared milk analysis. Journal of Association Official Analytical Chemistry, 62, 6, 1211-1214. Go to original source...
    8. BIGGS, D. A., 1979 b: Infrared estimation of fat, protein, and lactose in milk: Evaluation of Multispec instrument. Journal of Association Official Analytical Chemistry, 62, 6, 1202-1207. Go to original source...
    9. BIGGS, D. A., JOHNSSON, G., SJAUNJA, L. O., 1987: Analysis of fat, protein, lactose, total solids by infra-red absorption. Bulletin of International Dairy Federation, Doc. 208, 21-29.
    10. BIGGS, D. A., SZIJARTO, L. F., VOORT VAN DE, F. R., 1984: Fresh milk sampling for centralized milk testing. Journal of Dairy Science, 67: 3085-3092. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(84)81677-X Go to original source...
    11. COLEMAN, D. A., MOSS, B. R., 1989: Effects of several factors on quantification of fat, protein, and somatic cells in milk. Journal of Dairy Science, 72, 3295-3303. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(89)79491-1 Go to original source...
    12. ČSN 57 0530: Methods for testing of milk and milk products. (In Czech) 1972: ČNI Praha.
    13. ČSN 57 0536: Determination of milk composition by mid-infrared analyzer. (In Czech) 1999: ČNI Praha.
    14. ČSN EN ISO 13366-3: Milk - Enumeration of somatic cells - Part 3: Fluoro-opto-electronic method. (In Czech) 1998: ČNI Praha.
    15. GENČUROVÁ, V., HANUŠ, O., KOPECKÝ, J., JEDELSKÁ, R., 1993: Effect of milk sample treatment before measurement for reading of somatic cell number by the Fossomatic apparatus. (In Czech) Živočišná Výroba / Czech Journal of Animal Science, 38, 6, 555-565.
    16. GRAPPIN, R., 1987: Definition and evaluation of the overall accuracy of indirect methods of milk analysis - aplication to calibration procedure and quality control in dairy laboratory. Bulletin of International Dairy Federation, Doc. 208, IDF Provisional Standard 128, 3-12.
    17. HANUŠ, O., BENDA, P., GENČUROVÁ, V., 1992 a: Tests of Milkofix a new preservative substance for milk samples used for the purposes of an infrarad analysis of basic milk composition. Part I. Checks of bacteriostatic and bactericidal abilities and interferential effect. (In Czech) Veterinární Medicína Praha, 37, 1, 21-31.
    18. HANUŠ, O., FICNAR, J., KOPECKÝ, J., JEDELSKÁ, R., BERANOVÁ, A., HAVLÍČKOVÁ, K., 1997: A retrospective study of results and evolution of methodical design for preparation of urea milk calibration standard sets. (In Czech) Výzkum v chovu skotu, 2, 7-21.
    19. HANUŠ, O., GENČUROVÁ, V., ŽVÁČKOVÁ, I., 1992 b: Tests of Milkofix a new preservative substance for milk samples used for the purposes of an infrarad analysis of basic milk composition. Part II.Checks of preservative effects in relation to the infrared analysis. (In Czech) Veterinární Medicína Praha, 37, 1, 33-43.
    20. HANUŠ, O., GENČUROVÁ, V., GABRIEL, B., 1992 c: The effect of sample aging on the accuracy of an infrared analysis of basic milk composition. (In Czech) Veterinary Medicine - Czech, 37, 3, 149-160.
    21. HANUŠ, O., GENČUROVÁ, V., KOPECKÝ, J., GABRIEL, B., 1993 a: The effect of a change in the discriminator level of fluorooptoelectronic determination of somatic cell counts on the results in raw milk and pasteurized milk samples. (In Czech) Živočišná Výroba / Czech Journal of Animal Science, 38, 5, 443-455.
    22. HANUŠ, O., GENČUROVÁ, V., GABRIEL, B., KOPECKÝ, J., JEDELSKÁ, R., 1993 b: Calibration and accuracy control in determining somatic cell count in cows' milk by means of the method Fossomatic. (In Czech) Živočišná Výroba / Czech Journal of Animal Science, 38, 10, 907-926.
    23. HANUŠ, O., GENČUROVÁ, V., GABRIEL, B., ŽVÁČKOVÁ, I., 1992 d: A comparison of the efficiency of Milkofix preservative substance with traditional preservatives used to determine somatic cell counts in milk samples by a fluoro-opto-electronic method. (In Czech) Veterinární Medicína Praha, 37, 2, 91-99.
    24. HANUŠ, O., HERING, P., MOTYČKA, Z., JEDELSKÁ, R., 2002: Effect of milk samples freezing on practical interpretationability of individual somatic cell counts. (In Czech) Výzkum v chovu skotu, 2, 9-13.
    25. HANUŠ, O., HERING, P., FRELICH, J., JÍLEK, M., GENČUROVÁ, V., JEDELSKÁ, R., 2008: Reliability of milk urea analyse results by various methods in use of artificial milk control samples. Czech Journal of Animal Science, 53, 4, 156-165. Go to original source...
    26. HANUŠ, O., JÍLEK, M., FICNAR, J., BERANOVÁ, A., JEDELSKÁ, R., HAVLÍČKOVÁ, K., MÍČOVÁ, Z., 1995: Ways of preparing standards for calibration of indirect methods of determination of urea concentration in milk. (In Czech) Živočišná Výroba / Czech Journal of Animal Science, 40, 10, 441-451.
    27. HANUŠ, O., KLIMEŠ, M., MIHULA, P., KOZÁKOVÁ, A., JEDELSKÁ, R., 2003: Impacts of the sampling of milk and the basic milk treatment on its freezing point and other compositional parameters. (In Czech) Výzkum v chovu skotu, 4, 10-17.
    28. HANUŠ, O., PONÍŽIL, A., KOPECKÝ, J., GABRIEL, B., JEDELSKÁ, R., 1993 c: Dynamics of variations of calibration line setups at determination of somatic cell counts of Fossomatic apparatus with various discriminator levels. (In Czech) Veterinary Medicine - Czech, 38, 8, 497-509.
    29. HANUŠ, O., SKYVA, J., HOFBAUER, J., KLOPČIČ, M., GENČUROVÁ, V., JEDELSKÁ, R., 2001: Reliability of analytical methods applicable at milk urea determination. (In Czech) Acta universitatis agriculturae et silviculturae Mendelianae Brunensis (Brno), XLIX, 3, 143-154.
    30. HERING, P., HANUŠ, O., FRELICH, J., PYTLOUN, J., MACEK, A., JANŮ, L., KOPECKÝ, J., 2008: Relationships between the results of various methods of urea analysis in native and enriched milk. Czech Journal of Animal Science, 53, 2, 64-76. DOI: 10.17221/332-CJAS Go to original source...
    31. HILL, A. R., MAKARCHUK, M. J., SZIJARTO, L. F., 1991: Comparison of alternative calibration procedures for infra-red milk analyzers. Canadian Institute Scentific Technology Journal, 24, 5, 228-232. DOI: 10.1016/S0315-5463(91)70157-0 Go to original source...
    32. JANKOVSKÁ, R., ŠUSTOVÁ, K., 2003: Analysis of cow milk by near-infrared spectroscopy. Czech Journal of Food Science, 21, 4, 123-128. DOI: 10.17221/3488-CJFS Go to original source...
    33. KRÁČMAR, S., JANKOVSKÁ, R., ŠUSTOVÁ, K., KUCHTÍK, J., ZEMAN, J., 2004: Analysis of amino acid composition of sheep colostrum by near-infrared spectroscopy. Czech Journal of Animal Science, 49, 5, 177-182. Go to original source...
    34. KROGER, M., 1985: Milk sample preservation. Journal of Dairy Science, 68, 783-787. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(85)80889-4 Go to original source...
    35. KUKAČKOVÁ, O., ČURDA, L., JINDŘICH, J., 2000: Multivariate calibration of raw cow milk using NIR spectroscopy. Czech Journal of Food Science, 18, 1, 1-4.
    36. LINTNER, T. J., HEALD, C. W., EBERHART, R. J., 1984: Somatic cell reference samples for calibration of milk somatic cell counting methods. Journal of Food Protection, 47, 694-696. DOI: 10.4315/0362-028X-47.9.694 Go to original source...
    37. NG-KWAI-HANG, K. F., HAYES, J. F., 1982: Effects of potassium dichromate and sample storage time on fat and protein by Milko-Scan and on protein and casein by a modified Pro-Milk Mk II method. Journal of Dairy Science, 65, 1895-1899. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(82)82435-1 Go to original source...
    38. SATO, T., IWAMOTO, M., HASHIZUME, K., YOSHINO, M., FURUKAWA, S., SOMEYA, Y., YANO, N., 1985: Near infrared spectrophotometric analysis for measuring major constituents of raw milk. Japanese Journal of Zootechnical Science, 56, 11, 878-882. Go to original source...
    39. SATO, T., YOSHINO, M., FURUKAWA, S., SOMEYA, Y., YANO, N., UOZUMI, J., IWAMOTO, M., 1987: Analysis of milk constituents by the near infrared spectrophotometric method. Japanese Journal of Zootechnical Science, 58, 8, 698-706. Go to original source...
    40. SJAUNJA, L. O., 1984 a: Studies on milk analysis of individual cow milk samples. I. Infrared spectrophotometry for analysis of fat, protein and lactose in milk. Acta agriculturae scandinavica, 34, 249-259. DOI: 10.1080/00015128409435394 Go to original source...
    41. SJAUNJA, L. O., 1984 b: Studies on milk analysis of individual cow milk samples. II. Factors affecting milk analyses by infrared technique under laboratory conditions. Acta agriculturae scandinavica, 34, 260-272. DOI: 10.1080/00015128409435395 Go to original source...
    42. SJAUNJA, L. O., 1984 c: Studies on milk analysis of individual cow milk samples. III. The effect of different treatments on infrared analyses. Acta agriculturae scandinavica, 34, 273-285. DOI: 10.1080/00015128409435396 Go to original source...
    43. SJAUNJA, L. O., PHILIPSSON, J., LUNDSTRÖM, K., SWENSSON, CH., 1984: Studies on milk analysis of individual cow milk samples. IV. Factors affecting milk analyses in a routine system by automated apparatuses. Acta agriculturae scandinavica, 34, 286-299. DOI: 10.1080/00015128409435397 Go to original source...
    44. SJAUNJA, L. O., ANDERSSON, I., 1985: Laboratory experiments with a new infrared (IR) milk analyzer, the Milko-Scan 605. Acta agriculturae scandinavica, 35, 345-352. DOI: 10.1080/00015128509442045 Go to original source...
    45. SZIJARTO, L. F., BARNUM, D. A., 1984: Preparation, use and evaluation of standards developed for simultaneous monitoring of Coulter and Fossomatic electronic cell counting instruments in Ontario. Journal of Food Protection, 47, 3, 227-231. DOI: 10.4315/0362-028X-47.3.227 Go to original source...
    46. SZIJARTO, L. F., HARDING, F., HILL, A. R., MELICHERCIK, J., 1990: Cooling systems for transport of unpreserved milk samples. Journal of Dairy Science, 73, 2299-2308. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(90)78911-4 Go to original source...
    47. ŠUSTOVÁ, K., KUCHTÍK, J., KRÁČMAR, S., 2006: Analysis of ewe's milk by FT near infrared spectroscopy: measurement of samples on Petri dishes in reflectance mode. Acta universitatis agriculturae et silviculturae Mendelianae Brunensis (Brno), 53, 2, 131-138. Go to original source...
    48. ŠUSTOVÁ, K., RŮŽIČKOVÁ, J., KUCHTÍK, J., 2007: Application of FT near spectroscopy for determination of true protein and casein in milk. Czech Journal of Animal Science, 52, 9, 284-291. DOI: 10.17221/2264-CJAS Go to original source...
    49. TOMÁŠKA, M., SUHREN, G., HANUŠ, O., WALTE, H. G., SLOTTOVÁ, A., HOFERICOVÁ, M., 2006: The application of flow cytometry in determining the bacteriological quality in raw sheep's milk in Slovakia. Lait, 86, 127-140. DOI: 10.1051/lait:2005044 Go to original source...
    50. TSENKOVA, R., ATANASSOVA, S., ITOH, K., OZAKI, Y., TOYODA, K., 2000: Near infrared spectroscopy for biomonitoring: Cow milk composition measurement in a spectral region from 1,100 to 2,400 nanometers. Journal of Animal Science, 78, 515-522. DOI: 10.2527/2000.783515x Go to original source...
    51. VALENBERG VAN, H. J. F., 1990: Standardization and control of instruments for analysis of milk. International Dairy Federation Congress, Montreal, 1316-1321.
    52. VINES, D. T., JENNY, B. F., WRIGHT, R. E., GRIMES, L. W., 1986: Variation in milk fat, protein and somatic cell count from four dairy herd improvement laboratories. Journal of Dairy Science, 69, 2219-2223. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(86)80657-9 Go to original source...
    53. VOORT VAN DE, F. R., KERMASHA, S., SMITH, J. P., MILLS, B. L., NG-KWAI-HANG, K. F., 1987: A study of the stability of record of performance milk samples for infrared milk analysis. Journal of Dairy Science, 70, 1515-1523. DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(87)80178-9 Go to original source...

    This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY NC ND 4.0), which permits non-comercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.


    Return to the content