ISO 19036:2019
(Main)Microbiology of the food chain — Estimation of measurement uncertainty for quantitative determinations
Microbiology of the food chain — Estimation of measurement uncertainty for quantitative determinations
This document specifies requirements and gives guidance for the estimation and expression of measurement uncertainty (MU) associated with quantitative results in microbiology of the food chain. It is applicable to the quantitative analysis of: — products intended for human consumption or the feeding of animals; — environmental samples in the area of food production and food handling; — samples at the stage of primary production. The quantitative analysis is typically carried out by enumeration of microorganisms using a colony-count technique. This document is also generally applicable to other quantitative analyses, including: — most probable number (MPN) techniques; — instrumental methods, such as impediometry, adenosine triphosphate (ATP) and flow cytometry; — molecular methods, such as methods based on quantitative polymerase chain reaction (qPCR). The uncertainty estimated by this document does not include systematic effects (bias).
Microbiologie de la chaîne alimentaire — Estimation de l'incertitude de mesure pour les déterminations quantitatives
Le présent document spécifie des exigences et fournit des recommandations pour l'estimation et l'expression de l'incertitude de mesure (IM) associée à des résultats quantitatifs en microbiologie de la chaîne alimentaire. Elle s'applique à l'analyse quantitative des: — produits destinés à la consommation humaine ou à l'alimentation animale; — échantillons environnementaux dans le domaine de la production et de la manutention de produits alimentaires; — échantillons au stade de la production primaire. L'analyse quantitative est généralement effectuée par le dénombrement de micro-organismes à l'aide d'une technique par comptage des colonies. Le présent document s'applique aussi en général à d'autres analyses quantitatives, telles que: — les techniques du nombre le plus probable (NPP); — les méthodes instrumentales, comme l'impédancemétrie, l'adénosine triphosphate (ATP) et la cytométrie en flux; — les méthodes moléculaires, comme les méthodes fondées sur la réaction de polymérisation en chaîne quantitative (qPCR). L'incertitude estimée par le présent document n'inclut pas les effets systématiques (biais).
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Relations
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19036
First edition
2019-10
Microbiology of the food chain —
Estimation of measurement
uncertainty for quantitative
determinations
Microbiologie de la chaîne alimentaire — Estimation de l'incertitude
de mesure pour les déterminations quantitatives
Reference number
ISO 19036:2019(E)
©
ISO 2019
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ISO 19036:2019(E)
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ISO 19036:2019(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and symbols . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Symbols . 4
4 General considerations . 5
5 Technical uncertainty . 6
5.1 Identification of main sources of uncertainty . 6
5.1.1 General aspects . 6
5.1.2 Sampling uncertainty . 7
5.1.3 Bias . 7
5.1.4 Critical factors . 7
5.2 Estimation of technical uncertainty . 8
5.2.1 General aspects . 8
5.2.2 Reproducibility standard deviation derived from intralaboratory
experiments, s . 8
IR
5.2.3 Reproducibility standard deviation derived from interlaboratory studies .13
6 Matrix uncertainty .14
6.1 General aspects .14
6.2 Case of homogeneous laboratory (or test) sample .15
6.3 Multiple test portions from laboratory samples .15
6.4 Known characteristic of the matrix .16
7 Distributional uncertainties .17
7.1 General aspects .17
7.2 Colony-count technique — Poisson uncertainty .17
7.3 Colony-count technique — Confirmation uncertainty .17
7.4 Most probable number uncertainty .18
8 Combined and expanded uncertainty .19
8.1 Combined standard uncertainty .19
8.1.1 General considerations .19
8.1.2 Combined standard uncertainty based on separate technical, matrix, and
distributional standard uncertainties .19
8.1.3 Combined standard uncertainty based on reproducibility standard
deviation alone .20
8.2 Expanded uncertainty .20
8.3 Worked examples .20
8.3.1 Example 1 — Technical, matrix and Poisson components of uncertainty .20
8.3.2 Example 2 — Poisson component negligible .20
8.3.3 Example 3 — Poisson, matrix and confirmation components .21
8.3.4 Example 4 — Technical, matrix and most probable number components .21
9 Expression of measurement uncertainty in the test reports .22
9.1 General aspects .22
9.2 Results below the limit of quantification .23
9.2.1 General aspects .23
9.2.2 Example .23
Annex A (informative) Calculation of standard deviations with two or more than two
test portions (intralaboratory reproducibility standard deviation and matrix
uncertainty standard deviation).25
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ISO 19036:2019(E)
Annex B (informative) Matrix effect and matrix uncertainty .30
Annex C (informative) Intrinsic variability (standard uncertainty) of most probable
number estimates .32
Annex D (informative) Correction of experimental standard deviations for unwanted
uncertainty components .34
Bibliography .37
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ISO 19036:2019(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 34, Food products, Subcommittee SC 9,
Microbiology.
This first edition cancels and replaces ISO/TS 19036:2006, which has been technically revised. It also
incorporates the amendment ISO/TS 19036:2006/Amd.1:2009. The main changes compared with the
previous edition are as follows:
— provision has been made for the estimation of technical uncertainty, and also for other relevant
sources of uncertainty involved in quantitative microbiological tests, relating to:
— the matrix uncertainty (i.e. the uncertainty due to dispersion of microbes within the actual test
matrix);
— the Poisson uncertainty that relates to colony count techniques;
— the confirmation uncertainty associated with tests to confirm the identity of specific organisms
following a count for presumptive organisms;
— the uncertainty associated with most probable number (MPN) estimates;
— the experimental design for the estimation of intralaboratory reproducibility standard deviation
described in this document in connection with the technical uncertainty is now the same as the
design described in ISO 16140-3 for the verification of quantitative methods;
— worked examples have been added to illustrate ways in which uncertainty estimates should be
generated and reported;
— annexes have been added to provide details of some of the important, or alternative, procedures and
issues associated with uncertainty estimation.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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ISO 19036:2019(E)
Introduction
The term “measurement uncertainty” (MU) is used to denote the lack of accuracy (trueness and
precision) that can be associated with the results of an analysis. In the context of quantitative
microbiology, it provides an indication of the degree of confidence that can be placed on laboratory
estimates of microbial numbers in foods or other materials.
ISO/IEC Guide 98-3 (also known as the “GUM”) is a widely adopted reference document. The principal
approach of ISO/IEC Guide 98-3 is to construct a mathematical or computer measurement model that
quantitatively describes the relationship between the quantity being measured (the measurand) and
every quantity on which it depends (input quantities). That measurement model is then used to deduce
the uncertainty in the measurand from the uncertainties in the input quantities.
ISO/IEC Guide 98-3 recognizes that it might not be feasible to establish a comprehensive mathematical
relationship between the measurand and individual input quantities and that in such cases the effect of
several input quantities can be evaluated as a group. ISO/IEC 17025 also recognizes that the nature of
the test method can preclude rigorous calculation of measurement uncertainty.
In the case of the microbiological analysis of samples from the food chain, it is not feasible to build
a comprehensive quantitative measurement model, since it is not possible to quantify accurately the
contribution of each input quantity, where:
— the analyte is a living organism, whose physiological state can be largely variable;
— the analytical target includes different strains, different species or different genera;
— many input quantities are difficult, if not impossible, to quantify (e.g. physiological state);
— for many input quantities (e.g. temperature, water activity), their effect on the measurand cannot be
described quantitatively with adequate precision.
For the reasons given above, this document mostly uses a top-down or global approach to MU, in which
the contribution of most input quantities is estimated as a standard deviation of reproducibility of the
final result of the measurement process, calculated from experimental results with replication of the
same analyses, as part of the measurement process. These quantities reflect operational variability and
result in technical uncertainty. In food chain quantitative microbiology, assigned values or reference
quantity values are usually not available so bias (which quantitatively expresses the lack of trueness)
cannot be reliably estimated and is not included in the uncertainty estimated by this document.
While reproducibility provides a general estimate of uncertainty associated with the measurement
method, it might not reflect characteristics associated with matrix uncertainty, resulting from the
distribution of microorganisms in the food matrix.
Also, microbiological measurements often depend on counting or detecting quite small numbers of
organisms that are more or less randomly distributed leading to intrinsic variability between replicates
and a corresponding distributional uncertainty. For colony-count techniques, the Poisson uncertainty
is determined, to which may be added, in certain cases, an uncertainty linked to confirmation tests
used to identify isolated organisms. An additional uncertainty component is also required for most
probable number (MPN) determinations. Relevant distributional uncertainty components, estimated
from statistical theory, are calculated from individual experimental data.
These three different kinds of uncertainty (technical, matrix and distributional uncertainties) are
combined using the principles of ISO/IEC Guide 98-3. This approach is similar to that followed by
ISO 29201 in the field of water microbiology.
Technical uncertainty is often the largest of these three kinds and is estimated from a reproducibility
standard deviation, which inevitably includes some contributions from the other two kinds. The
preferred estimate of technical uncertainty is based on intralaboratory reproducibility, in the same
way as ISO 16140-3. If consistent with laboratory protocols and client requirements, a general value of
uncertainty may be reported as based only on a reproducibility standard deviation.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 19036:2019(E)
Microbiology of the food chain — Estimation of
measurement uncertainty for quantitative determinations
1 Scope
This document specifies requirements and gives guidance for the estimation and expression of
measurement uncertainty (MU) associated with quantitative results in microbiology of the food chain.
It is applicable to the quantitative analysis of:
— products intended for human consumption or the feeding of animals;
— environmental samples in the area of food production and food handling;
— samples at the stage of primary production.
The quantitative analysis is typically carried out by enumeration of microorganisms using a colony-
count technique. This document is also generally applicable to other quantitative analyses, including:
— most probable number (MPN) techniques;
— instrumental methods, such as impediometry, adenosine triphosphate (ATP) and flow cytometry;
— molecular methods, such as methods based on quantitative polymerase chain reaction (qPCR).
The uncertainty estimated by this document does not include systematic effects (bias).
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1.1
sample
one or more items (or a proportion of material) selected in some manner from a population
(or from a large quantity of material) intended to provide information representative of the population,
and, possibly, to serve as a basis for a decision on the population or on the process which had produced it
[SOURCE: ISO/TS 17728:2015, 3.2.2, modified — Note 1 to entry has been deleted.]
3.1.2
laboratory sample
sample (3.1.1) prepared for sending to the laboratory and intended for inspection or testing
[SOURCE: ISO 6887-1:2017, 3.1]
© ISO 2019 – All rights reserved 1
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ISO 19036:2019(E)
3.1.3
test sample
sample (3.1.1) prepared from the laboratory sample (3.1.2) according to the procedure specified in the
method of test and from which test portions (3.1.4) are taken
Note 1 to entry: Preparation of the laboratory sample before the test portion is taken is infrequently used in
microbiological examinations.
[SOURCE: ISO 6887-1:2017, 3.4]
3.1.4
test portion
measured (volume or mass) representative sample (3.1.1) taken from the laboratory sample (3.1.2) for
use in the preparation of the initial suspension
Note 1 to entry: Sometimes preparation of the laboratory sample is required before the test portion is taken, but
this is infrequently the case for microbiological examinations.
[SOURCE: ISO 6887-1:2017, 3.5]
3.1.5
measurand
particular quantity subject to measurement
[SOURCE: ISO/IEC Guide 98-3:2008, B.2.9 modified — The example and the Note 1 to entry have been
deleted.]
3.1.6
trueness
measurement trueness
closeness of agreement between the average of an infinite number of replicate measured quantity
values and a reference quantity value
Note 1 to entry: Trueness is not a quantity and thus cannot be expressed numerically, but measures for closeness
of agreement are given in ISO 5725 (all parts).
Note 2 to entry: Trueness is inversely related to systematic measurement error, but is not related to random
measurement error.
Note 3 to entry: “Measurement accuracy” should not be used for “trueness” and vice versa.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.14, modified — The preferred term has been changed from
“measurement trueness” to “trueness”.]
3.1.7
bias
measurement bias
estimate of a systematic measurement error
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.18, modified — The preferred term has been changed from
“measurement bias” to “bias”.]
3.1.8
intralaboratory reproducibility
intermediate precision
closeness of agreement between test results obtained with the same method on the same or similar test
materials in the same laboratory with different operators using different equipment
[SOURCE: ISO 8199:2018, 3.6]
2 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 19036:2019(E)
3.1.9
measurement uncertainty
MU
parameter, associated with the result of a measurement, that characterizes the dispersion of the values
that could reasonably be attributed to the measurand (3.1.5)
Note 1 to entry: The parameter may be, for example, a standard deviation (or a given multiple of it), or the half-
width of an interval having a stated level of confidence.
Note 2 to entry: Measurement uncertainty comprises, in general, many components. Some of these components
may be evaluated from the statistical distribution of the results of a series of measurements and can be
characterized by experimental standard deviations. The other components, which also can be characterized
by standard deviations, are evaluated from assumed probability distributions based on experience or other
information.
Note 3 to entry: It is understood that the result of the measurement is the best estimate of the value of the
measurand and that all components of uncertainty, including those arising from systematic effects, such as
components associated with corrections and reference standards, contribute to the dispersion.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.2.3, modified — The preferred term has been changed from
“uncertainty of measurement” to “measurement uncertainty”.]
3.1.10
standard uncertainty
u
uncertainty of the result of a measurement expressed as a standard deviation
[SOURCE: ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.1, modified — The symbol has been added.]
3.1.11
combined standard uncertainty
u (y)
c
standard uncertainty (3.1.10) of the result of a measurement when that result is obtained from the values
of a number of other quantities, equal to the positive square root of a sum of terms, the terms being the
variances or covariances of these other quantities weighted according to how the measurement result
varies with changes in these quantities
[SOURCE: ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.4, modified — The symbol has been added.]
3.1.12
expanded uncertainty
U
quantity defining an interval about the result of a measurement that may be expected to encompass a
large fraction of the distribution of values that could reasonably be attributed to the measurand (3.1.5)
Note 1 to entry: The fraction may be regarded as the coverage probability or level of confidence of the interval.
Note 2 to entry: To associate a specific level of confidence with the interval defined by the expanded uncertainty
requires explicit or implicit assumptions regarding the probability distribution characterized by the
measurement result and its combined standard uncertainty (3.1.11). The level of confidence that may be attributed
to this interval can be known only to the extent to which such assumptions may be justified.
Note 3 to entry: An expanded uncertainty U is calculated from a combined standard uncertainty u ( y) and a
c
coverage factor k (3.1.13) using:
U = k × u (y)
c
[SOURCE: ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.5, modified— The symbol has been added and Note 3 to entry
has been replaced.]
© ISO 2019 – All rights reserved 3
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ISO 19036:2019(E)
3.1.13
coverage factor
k
number larger than one by which a combined standard uncertainty (3.1.11) is multiplied to obtain an
expanded uncertainty (3.1.12)
[SOURCE: ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.6, modified— The symbol has been added and the definition
has been reworded.]
3.1.14
technical uncertainty
uncertainty resulting from operational variability associated with the technical steps of the analytical
procedure
Note 1 to entry: Technical uncertainty includes the variability of the taking, mixing, and dilution of the test portion
(3.1.4) taken from the laboratory sample (3.1.2) to prepare the initial suspension and subsequent dilutions. It also
includes the effects of variability in incubation and media.
Note 2 to entry: Adapted from ISO 29201:2012, 3.4.2.
3.1.15
matrix uncertainty
uncertainty resulting from the extent to which the test portion (3.1.4) is not truly representative of the
laboratory sample (3.1.2)
3.1.16
distributional uncertainty
uncertainty resulting from intrinsic variability associated with the distribution of microorganisms in
the sample (3.1.1), the initial suspension and subsequent dilutions
Note 1 to entry: In microbiological suspensions, intrinsic variability is usually modelled by the Poisson
distribution. When partial confirmation is practised or the MPN principle is used, the resulting distribution may
differ from the Poisson distribution.
Note 2 to entry: Adapted from ISO 29201:2012, 3.4.3.
3.2 Symbols
For the purposes of this document, the following symbols apply.
ΣC for colony-count methods, total number of counted colonies used to calculate the
measurement results
n , n for colony-count methods with partial confirmation, number of presumptive colonies
p c
tested, and number of confirmed colonies, respectively
s reproducibility standard deviation
R
s intralaboratory reproducibility standard deviation
IR
s intralaboratory reproducibility standard deviation, corrected by subtraction of matrix and
IR : c o r r
distributional components
s repeatability standard deviation
r
s repeatability standard deviation, corrected by subtraction of distributional components
r : c o r r
S sum of squares of unwanted components
unwanted
u standard uncertainty
4 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 19036:2019(E)
u distributional standard uncertainty
distrib
u technical standard uncertainty
tech
u confirmation standard uncertainty
conf
u matrix standard uncertainty
matrix
u most probable number standard uncertainty
MPN
u standard uncertainty of the unwanted component
unwanted
u Poisson standard uncertainty
Poisson
u (y) combined standard uncertainty (of output estimate)
c
k coverage factor
U expanded uncertainty (of output estimate) = k × u (y)
c
4 General considerations
MU associated with any measurement value includes multiple components.
As indicated in the Scope (see Clause 1), the uncertainty estimated by this document does not include
contributions from systematic effects (bias). In food chain quantitative microbiology, assigned values
or reference quantity values are usually not available so bias cannot be reliably estimated.
This document considers three distinct types of uncertainty component:
— technical uncertainty;
— matrix uncertainty;
— distributional uncertainty.
Technical uncertainty arises from operational variability and is estimated, using a global approach,
from a reproducibility standard deviation of the final result of the measurement process (see Clause 5).
This global approach means that the technical uncertainty estimate comes from final test results rather
than by calcu
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 19036
Première édition
2019-10
Microbiologie de la chaîne
alimentaire — Estimation de
l'incertitude de mesure pour les
déterminations quantitatives
Microbiology of the food chain — Estimation of measurement
uncertainty for quantitative determinations
Numéro de référence
ISO 19036:2019(F)
©
ISO 2019
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ISO 19036:2019(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 19036:2019(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vii
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Symboles . 5
4 Considérations générales . 5
5 Incertitude technique . 6
5.1 Détermination des principales sources d’incertitude . 6
5.1.1 Aspects généraux . 6
5.1.2 Incertitude d’échantillonnage . 7
5.1.3 Biais . 7
5.1.4 Facteurs critiques . 7
5.2 Estimation de l’incertitude technique. 8
5.2.1 Aspects généraux . 8
5.2.2 Écart-type de reproductibilité calculé à partir d’expériences
intralaboratoires, s . 8
RI
5.2.3 Écart-type de reproductibilité calculé à partir d’études interlaboratoires .13
6 Incertitude de matrice .14
6.1 Aspects généraux .14
6.2 Cas d’un échantillon pour laboratoire (ou pour essai) homogène .15
6.3 Plusieurs prises d’essai issues d’échantillons pour laboratoire .15
6.4 Caractéristique connue de la matrice .17
7 Incertitudes de distribution .17
7.1 Aspects généraux .17
7.2 Technique par comptage des colonies — Incertitude de Poisson .18
7.3 Technique par comptage des colonies — Incertitude de confirmation .18
7.4 Incertitude du nombre le plus probable .19
8 Incertitude composée et élargie .20
8.1 Incertitude-type composée .20
8.1.1 Considérations générales .20
8.1.2 Incertitude-type composée fondée sur l’incertitude-type technique,
l’incertitude-type de matrice et les incertitudes-type de distribution .20
8.1.3 Incertitude-type composée fondée uniquement sur l’écart-type de
reproductibilité .21
8.2 Incertitude élargie .21
8.3 Exemples pratiques .21
8.3.1 Exemple 1 — Composantes d’incertitude technique, d’incertitude de
matrice et de Poisson .21
8.3.2 Exemple 2 — Composante d’incertitude de Poisson négligeable . .22
8.3.3 Exemple 3 — Composantes d’incertitude de Poisson, de matrice et de
confirmation .22
8.3.4 Exemple 4 — Composantes d’incertitude technique, d’incertitude de
matrice et du nombre le plus probable .22
9 Expression de l’incertitude de mesure dans les rapports d’essai .23
9.1 Aspects généraux .23
9.2 Résultats inférieurs à la limite de quantification .24
9.2.1 Aspects généraux .24
9.2.2 Exemple .24
© ISO 2019 – Tous droits réservés iii
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ISO 19036:2019(F)
Annexe A (informative) Calcul d’écarts-types avec deux prises d’essai ou plus (écart-type
de reproductibilité intralaboratoire et écart-type d’incertitude de matrice).26
Annexe B (informative) Effet matrice et incertitude de matrice .31
Annexe C (informative) Variabilité intrinsèque (incertitude-type) des estimations du
nombre le plus probable .33
Annexe D (informative) Correction des écarts-types expérimentaux pour les composantes
d’incertitude indésirables .35
Bibliographie .38
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 19036:2019(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 34, Produits alimentaires, sous-
comité SC 9, Microbiologie.
Cette première édition annule et remplace l’ISO/TS 19036:2006, qui a fait l’objet d’une révision
technique. Elle incorpore également l’amendement ISO/TS 19036:2006/Amd.1:2009. Les principales
modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— des dispositions ont été ajoutées pour l’estimation de l’incertitude technique, ainsi que pour
d’autres sources d’incertitude pertinentes impliquées dans les essais microbiologiques quantitatifs,
concernant:
— l’incertitude de matrice (c’est-à-dire l’incertitude liée à la dispersion de microbes au sein de la
matrice d’essai réelle);
— l’incertitude de Poisson relative aux techniques par comptage des colonies;
— l’incertitude de confirmation, associée aux essais visant à confirmer l’identité d’organismes
spécifiques à la suite d’un comptage d’organismes présomptifs;
— l’incertitude associée aux estimations du nombre le plus probable (NPP);
— le plan d’expérience pour l’estimation de l’écart-type de reproductibilité intralaboratoire, décrit
dans le présent document en relation avec l’incertitude technique, est désormais le même que le
plan décrit dans l’ISO 16140-3 pour la vérification des méthodes quantitatives;
— des exemples pratiques ont été ajoutés pour illustrer les façons dont il convient de générer et de
présenter des estimations d’incertitude;
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ISO 19036:2019(F)
— des annexes ont été ajoutées pour détailler certains des modes opératoires essentiels ou alternatifs
et certains des problèmes associés à l’estimation de l’incertitude.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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ISO 19036:2019(F)
Introduction
Le terme «incertitude de mesure» (IM) est utilisé pour indiquer le défaut d’exactitude (justesse
et fidélité) qui peut être associé aux résultats d’une analyse. Dans le contexte de la microbiologie
quantitative, cette incertitude fournit une indication du degré de confiance pouvant être attribué aux
estimations réalisées en laboratoire des nombres de micro-organismes dans les aliments ou autres
matériaux.
Le Guide ISO/IEC 98-3 (aussi connu sous l’acronyme «GUM») constitue un document de référence
largement adopté. L’approche principale du Guide ISO/IEC 98-3 consiste à développer un modèle de
mesure mathématique ou informatique qui décrit de façon quantitative la relation entre la grandeur
mesurée (le mesurande) et chaque grandeur dont elle dépend (grandeurs d’entrée). Ce modèle de
mesure permet ensuite de déduire l’incertitude dans le mesurande à partir des incertitudes dans les
grandeurs d’entrée.
Le Guide ISO/IEC 98-3 reconnaît qu’il peut se révéler impossible d’établir une relation mathématique
complète entre le mesurande et les grandeurs d’entrée individuelles et, dans pareil cas, qu’il est possible
d’évaluer l’effet de plusieurs grandeurs d’entrée de manière groupée. L’ISO/IEC 17025 reconnaît, en
outre, que la nature de la méthode d’essai peut empêcher un calcul rigoureux de l’incertitude de mesure.
Dans le cas de l’analyse microbiologique d’échantillons issus de la chaîne alimentaire, il n’est pas faisable
de développer un modèle de mesure quantitatif complet, étant impossible de quantifier avec exactitude
la contribution de chaque grandeur d’entrée, où:
— l’analyte est un organisme vivant, dont l’état physiologique peut varier considérablement;
— la cible d’analyse comprend différentes souches, différentes espèces ou différents genres;
— de nombreuses grandeurs d’entrée sont difficiles, voire impossibles, à quantifier (par exemple l’état
physiologique);
— les effets de nombreuses grandeurs d’entrée (par exemple la température ou l’activité de l’eau) sur
le mesurande ne peuvent pas être décrits de façon quantitative avec la fidélité adéquate.
Pour les raisons susmentionnées, le présent document utilise principalement une approche descendante
ou globale en matière d’incertitude de mesure, dans laquelle la contribution de la plupart des grandeurs
d’entrée est estimée sous forme d’écart-type de reproductibilité du résultat final du processus de
mesure, calculé à partir des résultats expérimentaux avec répétition des mêmes analyses, dans le cadre
du processus de mesure. Ces grandeurs reflètent la variabilité opérationnelle et donnent l’incertitude
technique. Dans la microbiologie quantitative de la chaîne alimentaire, les valeurs consensuelles ou
les valeurs quantitatives de référence ne sont généralement pas disponibles, de sorte que le biais (qui
exprime quantitativement le défaut de justesse) ne peut pas être estimé de façon fiable et n’est pas
inclus dans l’incertitude estimée par le présent document.
Tandis que la reproductibilité fournit une estimation générale de l’incertitude associée à la méthode de
mesure, elle peut ne pas refléter les caractéristiques associées à l’incertitude de matrice, découlant de
la distribution des micro-organismes dans la matrice alimentaire.
Par ailleurs, les mesures microbiologiques dépendent souvent du comptage ou de la détection de
nombres limités d’organismes, répartis de façon plus ou moins aléatoire, entraînant une variabilité
intrinsèque entre les réplicats et une incertitude de distribution correspondante. Pour les techniques
par comptage des colonies, l’incertitude de Poisson est déterminée, à laquelle peut s’ajouter, dans
certains cas, une incertitude liée aux essais de confirmation utilisés pour identifier des organismes
isolés. Une composante d’incertitude supplémentaire est également requise pour les déterminations du
nombre le plus probable (NPP). Les composantes d’incertitude de distribution pertinentes, estimées à
partir de la théorie statistique, sont calculées à partir de données expérimentales individuelles.
Ces trois différents types d’incertitude (incertitude technique, incertitude de matrice et incertitude de
distribution) sont combinés à l’aide des principes énoncés dans le Guide ISO/IEC 98-3. Cette approche
est comparable à celle adoptée par l’ISO 29201 dans le domaine de la microbiologie de l’eau.
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ISO 19036:2019(F)
Parmi ces trois types d’incertitude, l’incertitude technique est souvent la plus grande et est estimée à
partir d’un écart-type de reproductibilité, qui inclut inévitablement une contribution des deux autres
types d’incertitude. L’estimation privilégiée de l’incertitude technique s’appuie sur la reproductibilité
intralaboratoire, tout comme dans l’ISO 16140-3. Si cela est compatible avec les protocoles de laboratoire
et les exigences du client, une valeur générale d’incertitude peut être rapportée comme étant fondée
uniquement sur un écart-type de reproductibilité.
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NORME INTERNATIONALE ISO 19036:2019(F)
Microbiologie de la chaîne alimentaire — Estimation
de l'incertitude de mesure pour les déterminations
quantitatives
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie des exigences et fournit des recommandations pour l’estimation et
l’expression de l’incertitude de mesure (IM) associée à des résultats quantitatifs en microbiologie de la
chaîne alimentaire.
Elle s’applique à l’analyse quantitative des:
— produits destinés à la consommation humaine ou à l’alimentation animale;
— échantillons environnementaux dans le domaine de la production et de la manutention de produits
alimentaires;
— échantillons au stade de la production primaire.
L’analyse quantitative est généralement effectuée par le dénombrement de micro-organismes à l’aide
d’une technique par comptage des colonies. Le présent document s’applique aussi en général à d’autres
analyses quantitatives, telles que:
— les techniques du nombre le plus probable (NPP);
— les méthodes instrumentales, comme l’impédancemétrie, l’adénosine triphosphate (ATP) et la
cytométrie en flux;
— les méthodes moléculaires, comme les méthodes fondées sur la réaction de polymérisation en chaîne
quantitative (qPCR).
L’incertitude estimée par le présent document n’inclut pas les effets systématiques (biais).
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
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ISO 19036:2019(F)
3.1.1
échantillon
un ou plusieurs individus (ou une fraction de matière) sélectionnés de différentes façons dans
une population (ou dans une quantité de matière plus importante), destinés à fournir une information
représentative de la population et, éventuellement, à servir de base à une décision concernant la
population ou le procédé qui l’a produite
[SOURCE: ISO/TS 17728:2015, 3.2.2, modifiée — La Note 1 à l’article a été supprimée.]
3.1.2
échantillon pour laboratoire
échantillon (3.1.1) dans l’état de préparation où il est envoyé au laboratoire et destiné à être utilisé pour
un contrôle ou pour des essais
[SOURCE: ISO 6887-1:2017, 3.1]
3.1.3
échantillon pour essai
échantillon (3.1.1) préparé à partir de l’échantillon pour laboratoire (3.1.2) selon le mode opératoire
spécifié dans une méthode d’essai, et à partir duquel les prises d’essai (3.1.4) sont prélevées
Note 1 à l'article: Il est rare de préparer l’échantillon pour laboratoire avant de prélever la prise d’essai lors des
examens microbiologiques.
[SOURCE: ISO 6887-1:2017, 3.4]
3.1.4
prise d’essai
échantillon (3.1.1) représentatif mesuré (volume ou masse) prélevé sur l’échantillon pour laboratoire
(3.1.2) pour servir à la préparation de la suspension mère
Note 1 à l'article: Il est parfois nécessaire de préparer l’échantillon pour laboratoire avant de prélever la prise
d’essai lors des examens microbiologiques, mais cela reste rare.
[SOURCE: ISO 6887-1:2017, 3.5]
3.1.5
mesurande
grandeur particulière soumise à mesurage
[SOURCE: Guide ISO/IEC 98-3:2008, B.2.9 modifié — L’exemple et la Note 1 à l’article ont été supprimés.]
3.1.6
justesse
justesse de mesure
étroitesse de l’accord entre la moyenne d’un nombre infini de valeurs mesurées répétées et une valeur
de référence
Note 1 à l'article: La justesse n’est pas une grandeur et ne peut donc pas s’exprimer numériquement, mais
l’ISO 5725 (toutes les parties) donne des caractéristiques pour l’étroitesse de l’accord.
Note 2 à l'article: La justesse varie en sens inverse de l’erreur systématique, mais n’est pas liée à l’erreur aléatoire.
Note 3 à l'article: Il convient de ne pas utiliser «exactitude de mesure» pour la «justesse», et inversement.
[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 2.14, modifié — Le terme privilégié a été modifié, «justesse»
remplaçant «justesse de mesure».]
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ISO 19036:2019(F)
3.1.7
biais
biais de mesure
estimation d’une erreur systématique
[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 2.18, modifié — Le terme privilégié a été modifié, «biais» remplaçant
«biais de mesure».]
3.1.8
reproductibilité intralaboratoire
fidélité intermédiaire
étroitesse d’accord entre des résultats d’essai obtenus par la même méthode, sur des matériels d’essai
identiques ou similaires, dans le même laboratoire, avec différents opérateurs utilisant des équipements
différents
[SOURCE: ISO 8199:2018, 3.6]
3.1.9
incertitude de mesure
IM
paramètre, associé au résultat d’un mesurage, qui caractérise la dispersion des valeurs qui pourraient
raisonnablement être attribuées au mesurande (3.1.5)
Note 1 à l'article: Le paramètre peut être, par exemple, un écart-type (ou un multiple de celui-ci) ou la demi-
largeur d’un intervalle de niveau de confiance déterminé.
Note 2 à l'article: L’incertitude de mesure comprend, en général, plusieurs composantes. Certaines peuvent être
évaluées à partir de la distribution statistique des résultats de séries de mesurages et peuvent être caractérisées
par des écarts-types expérimentaux. Les autres composantes, qui peuvent aussi être caractérisées par des
écarts-types, sont évaluées en admettant des lois de probabilité, d’après l’expérience acquise ou d’après d’autres
informations.
Note 3 à l'article: Il est entendu que le résultat du mesurage est la meilleure estimation de la valeur du mesurande,
et que toutes les composantes de l’incertitude, y compris celles qui proviennent d’effets systématiques, telles que
les composantes associées aux corrections et aux étalons de référence, contribuent à la dispersion.
[SOURCE: Guide ISO/IEC 98-3:2008, 2.2.3]
3.1.10
incertitude-type
u
incertitude du résultat d’un mesurage exprimée sous la forme d’un écart-type
[SOURCE: Guide ISO/IEC 98-3:2008, 2.3.1, modifié — Le symbole a été ajouté.]
3.1.11
incertitude-type composée
u (y)
c
incertitude-type (3.1.10) du résultat d’un mesurage, lorsque ce résultat est obtenu à partir des valeurs
d’autres grandeurs, égale à la racine carrée d’une somme de termes, ces termes étant les variances ou
covariances de ces autres grandeurs, pondérées selon la variation du résultat de mesure en fonction de
celle de ces grandeurs
[SOURCE: Guide ISO/IEC 98-3:2008, 2.3.4, modifié — Le symbole a été ajouté.]
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ISO 19036:2019(F)
3.1.12
incertitude élargie
U
grandeur définissant un intervalle autour du résultat d’un mesurage, dont on puisse s’attendre à ce
qu’il comprenne une fraction élevée de la distribution des valeurs qui pourraient être attribuées
raisonnablement au mesurande (3.1.5)
Note 1 à l'article: La fraction peut être considérée comme la probabilité ou le niveau de confiance de l’intervalle.
Note 2 à l'article: L’association d’un niveau de confiance spécifique à l’intervalle défini par l’incertitude élargie
nécessite des hypothèses explicites ou implicites sur la loi de probabilité caractérisée par le résultat de mesure et
son incertitude-type composée (3.1.11). Le niveau de confiance qui peut être attribué à cet intervalle ne peut être
connu qu’avec la même validité que celle qui peut être rattachée à ces hypothèses.
Note 3 à l'article: L’incertitude élargie U est calculée à partir de l’incertitude-type composée u ( y) et du facteur
c
d’élargissement k (3.1.13) selon:
U = k × u (y)
c
[SOURCE: Guide ISO/IEC 98-3:2008, 2.3.5, modifié — Le symbole a été ajouté et la Note 3 à l’article a été
remplacée.]
3.1.13
facteur d’élargissement
k
nombre supérieur à un par lequel on multiplie une incertitude-type composée (3.1.11) pour obtenir une
incertitude élargie (3.1.12)
[SOURCE: Guide ISO/IEC 98-3:2008, 2.3.6, modifié — Le symbole a été ajouté et la définition a été
remaniée.]
3.1.14
incertitude technique
incertitude découlant de la variabilité opérationnelle associée aux étapes techniques du mode
opératoire d’analyse
Note 1 à l'article: L’incertitude technique comprend la variabilité du prélèvement, du mélange et de la dilution
de la prise d’essai (3.1.4) prélevée sur l’échantillon pour laboratoire (3.1.2) permettant de préparer la suspension
mère et les dilutions suivantes. Elle comprend également les effets de la variabilité liée à l’incubation et aux
milieux.
Note 2 à l'article: Adapté à partir de l’ISO 29201:2012, 3.4.2.
3.1.15
incertitude de matrice
incertitude découlant du fait que la prise d’essai (3.1.4) n’est pas véritablement représentative de
l’échantillon pour laboratoire (3.1.2)
3.1.16
incertitude de distribution
incertitude découlant de la variabilité intrinsèque associée à la distribution de micro-organismes dans
l’échantillon (3.1.1), la suspension mère et les dilutions suivantes
Note 1 à l'article: Dans les suspensions microbiologiques, la variabilité intrinsèque est généralement modélisée
par la loi de Poisson. Lorsqu’une confirmation partielle est effectuée ou que le principe du NPP est utilisé, la
distribution obtenue peut varier par rapport à la loi de Poisson.
Note 2 à l'article: Adapté à partir de l’ISO 29201:2012, 3.4.3.
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