三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型在食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用

□ 魏介琪 天津科技大學(xué)

三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型在食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用

□ 魏介琪 天津科技大學(xué)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，各種食品安全問(wèn)題也隨之產(chǎn)生。因此，一定要嚴(yán)格管控投入市場(chǎng)中食品的質(zhì)量。目前，對(duì)于食品安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估方法有很多，但都有一定的局限性。本文講述了運(yùn)用三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型的方法，評(píng)估食品的安全風(fēng)險(xiǎn)，僅供同行交流參考。

三標(biāo)度層次分析法；食品安全；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

由于受環(huán)境污染以及化學(xué)物質(zhì)等方面的影響，食品的安全事故在每個(gè)國(guó)家的每個(gè)地區(qū)均有發(fā)生且日益嚴(yán)重，已引起了人們的強(qiáng)烈關(guān)注。食品安全法只是針對(duì)已發(fā)現(xiàn)存在食品質(zhì)量問(wèn)題的廠家進(jìn)行相應(yīng)的處罰，并未從根本上解決食品質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的影響。因此，需要使用相關(guān)的食品安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估方法，將“事后的懲罰”轉(zhuǎn)變成“事前的預(yù)防”。

1 三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型的意義及特點(diǎn)

三標(biāo)度模糊層次評(píng)判的方法，主要是在層次構(gòu)建中使用三標(biāo)度（0,1,2）來(lái)定量的確定出有害物的危害程度，以此來(lái)建立出相應(yīng)的判斷矩陣，通過(guò)對(duì)矩陣進(jìn)行運(yùn)算來(lái)獲得食品中的各種危害物所占的權(quán)重，同時(shí)對(duì)其一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，最后利用各危害物的所占的權(quán)重來(lái)構(gòu)建出一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)模型，以此來(lái)評(píng)估食品質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)。另外，三標(biāo)度模擬層次評(píng)判模型的意義，在于可以有效將模糊的語(yǔ)言通過(guò)近似推理的方法轉(zhuǎn)變成可定量的數(shù)值。與之前通常在層次分析法中使用的九標(biāo)度相比，三標(biāo)度在極大程度上簡(jiǎn)化了分析比較的過(guò)程。九標(biāo)度中對(duì)于重要性的差異使用的所有程度修飾詞如“稍微”“明顯”以及“極端”等，都不會(huì)出現(xiàn)在三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型中[1]。因?yàn)槠渥陨淼奶攸c(diǎn)現(xiàn)已經(jīng)被用于各種決策，如水資源的分布決策和谷物早期的預(yù)警模型等。層次分析法中三標(biāo)度的定義，見(jiàn)表1。

2 三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型在食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用

2.1 三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型的評(píng)估方法

利用三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型的評(píng)估方法，通過(guò)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行成對(duì)的比較，可以形成一個(gè)nn的比較矩陣A，以下為比較矩陣A的表達(dá)式：

A=aij,i=1,2,3,…,n-1,n；j=1,2,3,…, n-1,n （1）

將比較矩陣中的任意行向量aij相加，進(jìn)而形成一個(gè)變量rk，其具體的表達(dá)式如下：

該變量又是形成判斷矩陣C的重要因子，因此與C的關(guān)系如下：

式中，rmax和rmin分別是變量rk的最大值以及最小值。而且在判斷矩陣中，其任意的向量cij與cji互為倒數(shù)的關(guān)系[2]。即cij=1/cji，而且cij≠0。另外，當(dāng)i=j時(shí)，cij=1。

在計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重時(shí)，可使用方根法來(lái)進(jìn)行計(jì)算，該過(guò)程在計(jì)算時(shí)可以借助MATLAB軟件來(lái)進(jìn)行，具體的計(jì)算公式如下：

判斷矩陣C的主向量ω(ω=[ω1，ω2，…，ωn]T)與最大正向量λmax之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為Cω=λmaxω。如果判斷矩陣中的每個(gè)向量，均符合cit=cijcjt，那么這個(gè)判斷是非常完美的，當(dāng)然也很難實(shí)現(xiàn)。實(shí)際在運(yùn)算過(guò)程中，使用非一致性的指數(shù)C.I.值來(lái)對(duì)判斷矩陣的一致性進(jìn)行確定時(shí)，主要是用下面的公式確定。即:

由此公式可以看出C.I.的值越低，矩陣的一致性就越高，通常其值如果大于0.1，那么該矩陣就不能夠被接受[3]。而由矩陣計(jì)算所得到的指標(biāo)權(quán)重會(huì)被用于來(lái)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)模型的構(gòu)建，即如下所示：

式中，Pj是平均污染指數(shù)，具體反映了產(chǎn)品中j指標(biāo)的平均污染程度。而P是Pj的目標(biāo)集合，將其進(jìn)行簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換，便可以直接評(píng)估食品安全風(fēng)險(xiǎn)，即:

當(dāng)△P小于0時(shí)，即表示風(fēng)險(xiǎn)水平呈下降的趨勢(shì)；當(dāng)△P等于0時(shí)，即表示風(fēng)險(xiǎn)水平?jīng)]有發(fā)生變化；而△P大于0時(shí)，則說(shuō)明風(fēng)險(xiǎn)水平呈上升的趨勢(shì)。

2.2 三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型對(duì)食品安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估

以新疆的小麥以及食用油為例，利用三標(biāo)度層次評(píng)判模型對(duì)其進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，其各個(gè)指標(biāo)的殘留量限定見(jiàn)表2，≤限定值為符合，用“+”表示，＞限定值為不符合，用“-”表示。

而對(duì)于樣品中按各指標(biāo)（j）在2015年、2016年測(cè)定出來(lái)的結(jié)果，見(jiàn)表3。由表3可知，影響小麥粉安全食用的因素主要有一些污染遷移的重金屬，如Pb、Cd、Hg、As。另外，還有一些殘留的農(nóng)藥成分，如六氯苯和滴滴涕以及一些有害的添加劑過(guò)氧化苯甲酰，這些有害物質(zhì)的危害程度可根據(jù)限量值來(lái)判斷，即限量值低的重要性大，再結(jié)合表2的判定規(guī)則進(jìn)行判斷。通過(guò)對(duì)危害物質(zhì)進(jìn)行相互比較，每對(duì)指標(biāo)形成的變量便可以構(gòu)成對(duì)應(yīng)的比較矩陣A，再根據(jù)上述（1-（3）式計(jì)算進(jìn)行計(jì)算，便可以獲得相應(yīng)的判斷矩陣C[4]。具體可使用MATLAB軟件對(duì)判斷矩陣進(jìn)行運(yùn)算，先獲得主向量ω=［0.026 38,0.048 79,0.047 36,0.489 6,0.194 5,0.192 3,0.016 63］T，最大的正向量λmax=7.546 2。然后再將其帶入到：

進(jìn)行計(jì)算，可得出相應(yīng)的C.I.值為0.085，小于0.1。因此，可以表明三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型適用于對(duì)小麥粉進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。另外，將主向量ω中的各個(gè)指標(biāo)權(quán)重因子帶入到：

可獲得其風(fēng)險(xiǎn)模型為：

P=0.026 38PPb+0.048 79PCd+0.047 36PAs+0.489 6PHg+0.194 5PBHC+0.192 3PDDT+0.016 63PBPO。

對(duì)于食用植物油的安全風(fēng)險(xiǎn)因素，主要有污染遷移的重金屬Pb、農(nóng)藥的殘留物As和其他加工過(guò)程中產(chǎn)生的各種酸值、過(guò)氧化值、溶劑殘留以及黃曲霉素B1和苯并（a）花等有害物質(zhì)。與分析小麥粉的過(guò)程類似，對(duì)于使用植物油的有害指標(biāo)，也采用兩兩相互比較的方式建構(gòu)相應(yīng)的比較矩陣A以及判斷矩陣C，同樣也再次通過(guò)MATLAB軟件進(jìn)行計(jì)算，得出結(jié)果，即主向量ω=[0.030 4,0.060 4,0.087 5,0.222 5, 0.222 5,0.680 9,0.680 9]T和相應(yīng)的最大向量λmax=7.501 9，進(jìn)一步帶入方程解得其具體的C.I.值為0.079，小于0.1.同樣也表明三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型適用于對(duì)食用植物油的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[5]。另外，將主向量ω中的各個(gè)指標(biāo)權(quán)重因子帶入到：

表1 層次分析法中三標(biāo)度的定義

表2小麥粉和食用油中對(duì)有害物殘留量的限定值

表3樣品按各指標(biāo)（j）測(cè)定結(jié)果

表4兩種食用植物油在2015年和2016年平均污染指數(shù)（API）分析對(duì)比表

3 結(jié)語(yǔ)

可獲得其風(fēng)險(xiǎn)模型為：

P=0.222 5PPb+0.222 5PAs+0.030 4PAV+0.060 4PPOV+0.087 5PSR+0.680 9PAFB1+0.680 9PBaP。

分別計(jì)算菜籽油和葵花籽油的API值，可得出：

P葵花籽油=0.029 5，P菜籽油=0.038 9

即風(fēng)險(xiǎn)程度菜籽油>葵花籽油。但是從總整體情況來(lái)看，兩者的風(fēng)險(xiǎn)程度均偏低。表4為兩種食用植物油在2015年和2016年平均污染指數(shù)（API）分析對(duì)比表。

利用三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型評(píng)估食品的安全風(fēng)險(xiǎn)，可使得在食品投入到市場(chǎng)被使用前對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估檢測(cè)，這也是一種較為可靠的評(píng)估方法，既可以作為食品監(jiān)管部門(mén)的技術(shù)檢測(cè)，同時(shí)也可以保障人們?cè)谌粘Ｉ钪械娘嬍嘲踩?。但是這種方法還存在一些弊端，需要在未來(lái)的社會(huì)發(fā)展中改進(jìn)。首先，一旦漏掉了關(guān)鍵的檢測(cè)指標(biāo)，就會(huì)致使在評(píng)判過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。其次，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，如果出現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際的食品質(zhì)量有很大的偏差，就需要進(jìn)一步調(diào)整三標(biāo)度模糊層次評(píng)判模型，以提升其判斷的準(zhǔn)確性。因此，相關(guān)檢測(cè)部門(mén)需要在檢測(cè)過(guò)程中把握食品質(zhì)量的整體情況，以免在關(guān)鍵時(shí)候出現(xiàn)各種問(wèn)題。食品直接關(guān)乎人們的健康，需要生產(chǎn)廠家和政府的共同努力，為人們構(gòu)建一個(gè)健康的飲食環(huán)境。

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[2]姜雪，劉 ，孫永，等．統(tǒng)計(jì)分析方法在食品品質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]．食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2017(1)：13-19．

[3]黃德，劉劍，李雪冰，等．3標(biāo)度層次分析法-模糊可拓模型在瓦斯抽采達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]．世界科技研究與發(fā)展，2016(3)：544-549．

[4]劉建芳，李紅權(quán)，劉芳，等．出口食品生產(chǎn)企業(yè)備案監(jiān)管要素量化評(píng)估模型的構(gòu)建[J]．食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2016(11)：4693-4700．

[5]米娜莎，王棟，林洪．山東半島水產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管能力的模糊綜合評(píng)價(jià)研究[J]．中國(guó)漁業(yè)經(jīng)濟(jì)，2017(1)：100-105．