食品檢驗(yàn)中菌落總數(shù)的測(cè)量不確定度評(píng)定

摘要：測(cè)量不確定度是評(píng)定測(cè)量水平的指標(biāo)，也是判定測(cè)量結(jié)果的依據(jù)，因此正確評(píng)定測(cè)量不確定度對(duì)客觀分析測(cè)量結(jié)果及進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理具有重要意義。而菌落總數(shù)是重要的衛(wèi)生質(zhì)量指標(biāo)之一，對(duì)食品中菌落總數(shù)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定并確定其置信區(qū)間范圍具有非常重要的意義，可以有效客觀判定產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量指標(biāo)是否真正符合標(biāo)準(zhǔn)。本文按GB 4789.2-2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》的步驟對(duì)食品中菌落總數(shù)進(jìn)行測(cè)定，并依據(jù)JJF 1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》確認(rèn)其測(cè)定結(jié)果的不確定度和置信空間。

關(guān)鍵詞：不確定度 食品微生物檢測(cè) 準(zhǔn)確度

中圖分類號(hào)：TS207.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5336（2014）12-0026-02

測(cè)量不確定度是為表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)[1]。一個(gè)完整的測(cè)量結(jié)果除了給出最佳估計(jì)值外，還要對(duì)其進(jìn)行不確定度評(píng)定，以確保定量測(cè)量的準(zhǔn)確度及精密度。目前國(guó)內(nèi)外機(jī)構(gòu)對(duì)檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力或資質(zhì)進(jìn)行認(rèn)證時(shí)都非常重視測(cè)量不確定度評(píng)估，例如《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求ISO/IEC17025》及CNAS-CL01《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》 中都明確規(guī)定適當(dāng)時(shí)要對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度進(jìn)行評(píng)定[2]、[3]。

本文通過對(duì)實(shí)驗(yàn)室自制的20份食品樣中的菌落總數(shù)進(jìn)行檢測(cè)、分析檢測(cè)結(jié)果中不確定度來源、建立數(shù)學(xué)模型對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定，為實(shí)驗(yàn)室微生物定量檢測(cè)（包括菌落總數(shù)、霉菌及酵母等）的準(zhǔn)確度和精密度提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 檢測(cè)樣品

20份實(shí)驗(yàn)室自制的均勻液體食品樣。

1.2 檢測(cè)器材

生化培養(yǎng)箱（36±1℃）、超凈工作臺(tái)、全自動(dòng)高壓蒸汽滅菌器、圓周振蕩器、多功能電熱鼓風(fēng)烘箱（46±1℃）、天平（感量0.1g）、刻度移液管（10ml，1ml）。

1.3 培養(yǎng)基和試劑

平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基（Merck，按瓶上說明配制，滅菌后備用），無菌生理鹽水（0.85%NaCl，滅菌備用）。

1.4 檢測(cè)方法

依據(jù)GB4789.1—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)總則》[4]及GB4789.2—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)》[5]對(duì)食品樣中菌落總數(shù)進(jìn)行測(cè)定。

1.5 評(píng)定方法

依據(jù)JJF 1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》確認(rèn)菌落總數(shù)檢測(cè)結(jié)果的不確定度和置信空間。

2 分析不確定度來源及建立測(cè)量模型

2.1 測(cè)量不確定度來源分析

本次食品樣中菌落總數(shù)測(cè)定的不確定度分量的來源主要有以下幾個(gè)方面：

（1）重復(fù)性引入的不確定度，包括測(cè)試環(huán)境、培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)溫度、結(jié)果修約、樣品的均勻性、取樣的重復(fù)性、人員的計(jì)數(shù)等；（2）培養(yǎng)條件引入的不確定度，包括培養(yǎng)時(shí)間允差、培養(yǎng)溫度允差；（3）取樣引入的不確定度，包括稀釋體積、取樣體積；（4）儀器與試劑引入的不確定度，包括所使用的移液管和培養(yǎng)基等；（5）樣品保存條件引入的不確定度，包括保存溫度和保存時(shí)間等。不確定度的來源分析（見圖1）。

2.2 測(cè)量模型的建立

根據(jù)測(cè)量原理得到食品樣中菌落總數(shù)測(cè)定數(shù)學(xué)模型為：

其中，Y為食品樣中菌落總數(shù)結(jié)果（CFU/ml）；X1及X2分別為食品樣二次平行檢測(cè)的菌落總數(shù)結(jié)果（CFU/ml）。

3 結(jié)果與分析

3.1 菌落總數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

微生物檢驗(yàn)屬于非嚴(yán)格性、非度量學(xué)和非統(tǒng)計(jì)學(xué)一類，其特點(diǎn)是同一樣品的檢測(cè)結(jié)果相差比較大。因此，相對(duì)于化學(xué)物資、物理量值等其他類型的定量分析，菌落總數(shù)檢測(cè)中由檢測(cè)儀器最大容許誤差、樣品稀釋和取樣過程等因素引入的不確定度分量（B類不確定度）對(duì)合成不確定貢獻(xiàn)較小，可以忽略不計(jì)；而測(cè)量重復(fù)性因素引入的不確定度分量（A類不確定度）則占合成不確定度的主要部分，可單獨(dú)采用重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)來評(píng)定測(cè)量不確定度，即采用A 類評(píng)定測(cè)量不確定度。

微生物定量測(cè)試結(jié)果不是正態(tài)分布而是屬于偏態(tài)分布，數(shù)據(jù)發(fā)散性比較大，若直接用貝塞爾公式計(jì)算合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差，則計(jì)算出的合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差很大，當(dāng)樣本均值較小時(shí)其不確定度則會(huì)過大，因此采用檢測(cè)結(jié)果對(duì)數(shù)值計(jì)算合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差的方法進(jìn)行食品中菌落總數(shù)不確定度的評(píng)定更為合理。

本實(shí)驗(yàn)依據(jù)GB/T4789.2-2010《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)》中的檢測(cè)方法，每個(gè)試樣僅平行檢測(cè)兩份，取其平均值報(bào)告菌落總數(shù)。將測(cè)試所得結(jié)果轉(zhuǎn)換成對(duì)數(shù)使其分布接近正態(tài)分布（樣本檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)數(shù)值的均值和殘差平方和），后再進(jìn)行測(cè)量不確定度的評(píng)定。表1為檢測(cè)結(jié)果、檢測(cè)結(jié)果對(duì)數(shù)值、對(duì)數(shù)值的平均值、殘差平方和及檢測(cè)結(jié)果可取值期間（置信度95%）。

測(cè)量不確定度評(píng)定具體過程如下：

（1）共測(cè)量20份食品樣，每份樣品測(cè)量?jī)纱危谐龅趈個(gè)食品樣的兩次測(cè)量結(jié)果X1J和X2J，見表1。

（2）對(duì)測(cè)量結(jié)果X1J和X2J取對(duì)數(shù)，分別得到lg x1j和lg x2j以及兩者的平均值，見表1。

（3）對(duì)每一個(gè)試樣分別計(jì)算其殘差的平方和： ，見表1。

（4）由各樣品的殘差平方和，通過貝塞爾公式計(jì)算20個(gè)試樣合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差，得到：

（5）每個(gè)樣品測(cè)量?jī)纱?，故兩次測(cè)量平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（6）根據(jù)置信概率p=0.95和自由度v=20，由t分布表得到包含因子k95=2.09。于是擴(kuò)展不確定度

3.2 結(jié)果分析

當(dāng)檢測(cè)結(jié)果以平行樣品對(duì)數(shù)值表示時(shí)，其取值區(qū)間表示如下：

+，即： 之間。

根據(jù)每一樣品的取值范圍，由反對(duì)數(shù)得到每一樣品菌落總數(shù)的所在區(qū)間。以第3個(gè)樣品為例，的取值范圍為4.5074≤≤4.6238，取反對(duì)數(shù)得到食品樣2次測(cè)試平均值的取值區(qū)間為32170～42058CFU/ml?；诒敬畏椒ㄋ玫牟淮_定度，第3個(gè)食品樣中菌落總數(shù)的測(cè)試結(jié)果可估算在32000～42000 CFU/ml之間。對(duì)于第8個(gè)樣品，的取值范圍為4.0809≤≤4.1973，取反對(duì)數(shù)得到食品樣2次測(cè)試平均值的取值區(qū)間為12049～15752 CFU/ml?；诒敬畏椒ㄋ玫牟淮_定度，第8個(gè)食品樣中菌落總數(shù)的測(cè)試結(jié)果可估算在12000～16000 CFU/ml。

4 結(jié)語(yǔ)

測(cè)量不確定度是測(cè)量技術(shù)的重要概念，是衡量測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的重要參數(shù)。由于微生物的特性，國(guó)家食品衛(wèi)生法中規(guī)定微生物檢驗(yàn)結(jié)果不能復(fù)檢。而菌落總數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果是衡量產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量是否合格的依據(jù)之一，當(dāng)使用檢測(cè)值與限量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較判定時(shí)，會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)值在限量標(biāo)準(zhǔn)附近的產(chǎn)品，為了確保產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量是真正符合標(biāo)準(zhǔn)的，因此就必須確認(rèn)檢測(cè)結(jié)果是客觀準(zhǔn)確，從而有必要對(duì)產(chǎn)品微生物檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定。

同時(shí)，測(cè)量不確定度的評(píng)定也是實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理體系的重要組成部分和實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理的重要內(nèi)容，為了符合CNAS對(duì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室以及實(shí)驗(yàn)檢測(cè)人員關(guān)于不確定度評(píng)估的要求，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)嚴(yán)格制定不確定度的評(píng)估程序，并對(duì)日常檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行不確定度的評(píng)定，避免各方因測(cè)量條件的不同對(duì)檢測(cè)結(jié)果引起爭(zhēng)議，有效的降低檢測(cè)風(fēng)險(xiǎn)和提高工作效益。

參考文獻(xiàn)

[1]國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局計(jì)量司.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示指南[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2001.

[2]ISO/IEC17025：2005.檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求[S].北京：中國(guó)實(shí)驗(yàn)室國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)，2005（9）.

[3]CNAS-CL01：2006.檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則[S].北京：中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)，2006（5）.