Validation of Nuclear Magnetic Resonance Experiments Used in Food Certification

Despite the advantages deriving from the use of NMR and despite the plethora of well documented validation processes (e.g., precision, accuracy, linearity, reproducibility, ro-bustness, selectivity, and specificity), very few official NMR based quantification meth-ods are known. With the aim to extend the use of NMR in official methods, NMR inter-laboratory comparison (ILC) for fingerprinting of on wheat and flour, was organized ac-cording to ISO/IEC 17043:2010 and reference normative therein. ILC provide objective standards for individual laboratories, permit them to compare analytical results from dif-ferent laboratories and represent a way to check the quality and the accuracy of the ana-lytical job. Validation by ILCs is the starting point for official recognition of the analytical methods. The aim of this inter-laboratory comparison was the validation of a fingerprinting NMR method for classification of wheat and flours. 39 NMR data sets were produced by 37 participants, from all over the world, using 46 spectrometer. In order to make a NMR method officially recognized, NMR data should be statistically processed according to European reference normative. The performance of each laboratory was assessed by means of a z-score which is related to the standard deviation. Laboratories endowed with z-score falling within the suitable acceptability range are able to guarantee a satisfactory performance. Results indicate that the NMR experiment (1D 1H NOESY) proposed for the fingerprinting of wheat and flour aqueous extracts is a robust experiment. In fact, the ma-jority of the participants produced NMR spectra that can be considered “statistically equivalent”. Thus, the main goal of this inter-laboratory comparison, the validation of the 1D 1H NOESY experiment, was achieved along with the indication of the participants able to produce NMR spectra with the highest possible performances. Since no previous report is available for a comparative evaluation of the results, at this stage it is advisable to highlight some possible critical points taking into account the CV% values collected in this ILC. The ulterior step in this direction was the validation of spectra processing proce-dures. All spectra obtained from this ILC were processed with Mnova Software with 2 dif-ferent ways of calculation and with Top Spin once again.

Nonostante i vantaggi derivanti dall'utilizzo della risonanza magnetica nucleare e nono-stante la pletora di processi di validazione ben documentati (precisione, accuratezza, li-nearità, riproducibilità, robustezza, selettività e specificità), pochissimi metodi ufficiali ba-sati su questa tecnica sono noti. Con l'obiettivo di estendere l'uso dell’ NMR nei metodi ufficiali, è stato organizzato il primo confronto interlaboratorio (ILC) internazionale per il fingerprinting del grano e della farina, secondo la normativa ISO/IEC 17043:2010 e altri ri-ferimenti normativi in vigore. ILC fornisce standard oggettivi per laboratori individuali, permettere loro di confrontare i risultati analitici provenienti da diversi laboratori e rappre-senta un modo per controllare la qualità e la precisione del lavoro analitico. La validazione mediante ILC è il punto di partenza per il riconoscimento ufficiale di metodi analitici. 39 NMR data set sono stati prodotti da 37 partecipanti, provenienti da tutto il mondo, con un totale di 46 spettrometri. Al fine di rendere il metodo NMR ufficialmente riconosciuto, i da-ti NMR devono essere elaborati statisticamente secondo le normative europee di riferi-mento. Le prestazioni di ogni laboratorio sono state valutate mediante z-score, parametro relativo alla deviazione standard. I laboratori con uno z-score all’ interno del range di ac-cettabilità sono in grado di garantire prestazioni soddisfacenti. I risultati indicano che l'e-sperimento NMR (1H 1D NOESY) proposto in questo ILC è robusto. Infatti, la maggior parte degli spettri NMR prodotti nel confronto può essere considerata "statisticamente equivalente". Dal momento che nessun precedente rapporto è disponibile per una valuta-zione comparativa dei risultati, in questa fase è opportuno mettere in evidenza alcune possibili criticità, tenendo conto dei valori% CV raccolti in questo ILC. Il passo successi-vo in questa direzione è stata la validazione della procedura di elaborazione degli spettri. Tutti gli spettri ottenuti da questo ILC sono stati elaborati mediante software Mnova con 2 modi differenti di calcolo e con Top Spin, ancora una volta.