測(cè)量不確定度在食品微生物檢測(cè)中的應(yīng)用

范蕊

摘 要：隨著我國(guó)食品科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，食品微生物檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性也在不斷提升。測(cè)量不確定度是食品檢驗(yàn)結(jié)果的重要參照，其運(yùn)用使得食品檢測(cè)的可靠性得到了顯著提升。本文從食品微生物測(cè)量不確定度的概念及特點(diǎn)出發(fā)，就食品微生物檢測(cè)不確定度的應(yīng)用進(jìn)行研究和分析，為相關(guān)實(shí)驗(yàn)室工作者提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：食品;微生物檢測(cè);測(cè)量不確定度

Application of Measurement Uncertainty in Food Microorganism Detection

FAN Rui

（Xinjiang Academy of Analysis and Testing， Urumqi 830011， China）

Abstract： With the continuous development and progress of food science and technology in China， the accuracy of food microbiological testing results is also constantly improving. Measurement uncertainty is an important reference for food inspection results， and its application has significantly improved the reliability of food inspection. Based on the concept and characteristics of food microorganism measurement uncertainty， this paper studies and analyzes the application of food microorganism measurement uncertainty， which provides theoretical basis for related laboratory workers.

Keywords： food; microbiological testing; measurement uncertainty

測(cè)量不確定度是表征合理地賦予被測(cè)量值的分散性與測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，是證明實(shí)驗(yàn)室中分析工作的真實(shí)性和準(zhǔn)確性所必需的計(jì)量概念，為測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，特別是邊緣值的合理分析提供技術(shù)支撐[1]。測(cè)量不確定度的評(píng)定是實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理體系的重要組成部分，是實(shí)驗(yàn)室用來(lái)評(píng)測(cè)不確定性程度不可或缺的重要組成部分，同時(shí)也是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)質(zhì)量管控的一個(gè)重要內(nèi)容，對(duì)檢測(cè)結(jié)果的客觀性有著十分重要的作用[2-3]。

在食品檢驗(yàn)工作中，通常很少涉及關(guān)于微生物檢驗(yàn)不確定度的研究?！稒z測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》（CNAS—CL01—A001： 2018）在微生物檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)定：在對(duì)微生物進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，必須做好分析工作，充分認(rèn)識(shí)到檢測(cè)不確定度的重要意義，并且把不確定度分量精確的檢測(cè)和羅列出來(lái)，進(jìn)行有效的評(píng)估，通過(guò)分析重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)對(duì)不確定度進(jìn)行精確估算[4]。測(cè)量不確定度值可用于定量微生物風(fēng)險(xiǎn)分析或診斷，現(xiàn)已被廣泛接受的測(cè)量不確定度評(píng)估方法是“自下而上”的方法或“自上而下”的方法?！白韵露稀钡姆椒ㄒ蟠_定可重復(fù)性（r）和可重復(fù)性（R），以供分析程序中的所有階段使用，然后結(jié)合起來(lái)進(jìn)行總體估算。另一種方法是“自上而下”的方法，其r和R是實(shí)驗(yàn)室間或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)確定的[5-6]。

1 測(cè)量不確定度概述

1.1 測(cè)量不確定度的意義及重要性

食品衛(wèi)生健康問(wèn)題隨著近年來(lái)人們生活水平的提高而受到了高度關(guān)注，這對(duì)食品安全性檢測(cè)技術(shù)的時(shí)效性與準(zhǔn)確度提出了更高的要求。其要求作為檢測(cè)機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室工作人員具備過(guò)硬的工作能力與技術(shù)本領(lǐng)，從而根據(jù)檢測(cè)結(jié)果快速得出準(zhǔn)確結(jié)論;對(duì)于能夠明顯區(qū)分的數(shù)據(jù)可直接給出結(jié)論，但在實(shí)際操作中會(huì)出現(xiàn)一些確定程度不足的數(shù)據(jù)和情況，需要工作人員依據(jù)科學(xué)理論知識(shí)和自身工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分析與判斷。對(duì)于這種尚無(wú)法完全確定的狀況進(jìn)行評(píng)定能給食品健康衛(wèi)生安全工作提供有效的評(píng)價(jià)參考，同時(shí)也能幫助實(shí)驗(yàn)室及工作人員改進(jìn)檢測(cè)技術(shù)，提升檢測(cè)準(zhǔn)確度。目前許多實(shí)驗(yàn)室已注意到這項(xiàng)檢驗(yàn)判定方法并得到了一定程度的應(yīng)用推廣[4]。檢測(cè)不確定度不但是定量分析與測(cè)量方法的必需部分，也是評(píng)價(jià)測(cè)算結(jié)果準(zhǔn)確度的判定依據(jù)，其在驗(yàn)證方法、實(shí)驗(yàn)室程序、數(shù)值界定標(biāo)準(zhǔn)等方面都具有明顯的實(shí)際意義。

1.2 測(cè)量不確定度基本原理

測(cè)量不確定度是一種能夠?qū)y(cè)量誤差進(jìn)行有效應(yīng)對(duì)的方法，對(duì)檢驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程具有指導(dǎo)作用[7]。在檢驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，檢驗(yàn)人員的專業(yè)技術(shù)水平和操作能力均具有可提升的空間，隨著水平和能力的不斷提高，每次檢驗(yàn)檢測(cè)所得的結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)存在差異，但這種差異通常在允許范圍內(nèi)。

1.3 測(cè)量不確定度主要特點(diǎn)

①誤差是衡量測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的重要參照，但測(cè)量誤差并不能體現(xiàn)檢測(cè)質(zhì)量。不確定度數(shù)值越大，則測(cè)量能力就越低;反之就表示測(cè)量能力越強(qiáng)。②不確定度的評(píng)定。統(tǒng)計(jì)分析觀測(cè)列出來(lái)的不確定度是A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用其他方法得到的不確定度是B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。這兩種評(píng)判方法參照的標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的，但卻各自都有自己的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，在實(shí)施合成評(píng)判的過(guò)程中，上述兩種方法都參照標(biāo)準(zhǔn)不確定度實(shí)行評(píng)判。③不確定度與誤差。誤差理論是開(kāi)展數(shù)學(xué)研究中不可或缺的基礎(chǔ)理論之一，對(duì)誤差進(jìn)行分析時(shí)，通常會(huì)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，它是不確定度的重要理論依據(jù)。任何實(shí)驗(yàn)的誤差都是不可避免的，一般來(lái)說(shuō)系統(tǒng)誤差是不可能消除的，誤差只會(huì)盡可能地減少，完全消除是不可能的[8]。

2 測(cè)量不確定度評(píng)定方法和步驟

2.1 不確定度的評(píng)定方法

在食品檢驗(yàn)檢測(cè)中，對(duì)測(cè)量不確定度進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，所有可能對(duì)測(cè)量造成影響的因素，都會(huì)在一定程度上影響測(cè)量不確定度，所以，需要對(duì)不確定度的來(lái)源進(jìn)行分析[9]。測(cè)量不確定度有A類和B類兩種評(píng)定類型。A類評(píng)定的測(cè)量條件是有規(guī)定的，其測(cè)量不確定度分量的評(píng)定是運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行的。而B(niǎo)類評(píng)定與A類評(píng)定的方法存在區(qū)別，是另一種測(cè)量不確定度分量的評(píng)定方法，通過(guò)統(tǒng)計(jì)不確定度來(lái)源的分布可知，若根據(jù)概率分布或者分布假設(shè)來(lái)評(píng)定，可通過(guò)整合評(píng)估有關(guān)信息判斷檢測(cè)結(jié)果。在檢驗(yàn)微生物的過(guò)程中，合成不確定度很少用到B類評(píng)定方法，不確定度占主要部分是通過(guò)重復(fù)測(cè)量得到的，定量檢測(cè)的測(cè)量不確定度評(píng)定往往使用的是A類評(píng)定方法。

2.2 不確定度的評(píng)定步驟

在食品安全檢測(cè)中，不確定度的測(cè)量都是遵照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，共有以下6個(gè)環(huán)節(jié)。①前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。不確定度是一個(gè)比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)，對(duì)其造成影響的因素是多方面的，因此必須采取有效手段來(lái)防控。在檢測(cè)的前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，要統(tǒng)籌考慮各種可能出現(xiàn)的問(wèn)題，評(píng)定依據(jù)、外部環(huán)境和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)等都是需要充分考慮的因素。②數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建。③研究分析測(cè)量不確定度的來(lái)源。在測(cè)量不確定度的過(guò)程中，需要充分考慮測(cè)量方法實(shí)施需要的外部條件，然后分析其來(lái)源，從而把解決問(wèn)題的措施制定出來(lái)。④有效評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。⑤整合得到的數(shù)據(jù)和信息，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度進(jìn)行合成。⑥對(duì)不確定度的評(píng)定進(jìn)行擴(kuò)展，按照測(cè)量不確定度的原理進(jìn)行擴(kuò)展。

3 測(cè)量不確定度在食品微生物檢測(cè)中的應(yīng)用討論

目前，在檢測(cè)食品安全過(guò)程中，測(cè)量不確定度可以使實(shí)驗(yàn)結(jié)果和質(zhì)量具有更加可靠的保證，與此同時(shí)，使用者可借助不確定度的評(píng)定和應(yīng)用來(lái)對(duì)整個(gè)食品安全檢測(cè)質(zhì)量進(jìn)行推斷。影響測(cè)量不確定度產(chǎn)生的因素是多方面的，在具體實(shí)施過(guò)程中，對(duì)不同因素采用的措施必須是有針對(duì)性的，在前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，一些可能出現(xiàn)的影響因素都必須在考慮之中，這樣其解決措施才可能更具針對(duì)性，并對(duì)測(cè)量評(píng)定工作有效完成起到有力的保障作用。對(duì)于微生物檢測(cè)過(guò)程中的不確定度分量有樣品保存條件、實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)人員操作過(guò)程、不同儀器的使用、不同批次培養(yǎng)基的使用、培養(yǎng)的時(shí)間和溫度、樣品的均勻性、培養(yǎng)基配制的時(shí)間、培養(yǎng)基滅菌溫度、稀釋梯度、加樣體積、標(biāo)準(zhǔn)菌種、培養(yǎng)基質(zhì)量、培養(yǎng)箱參數(shù)、樣品取樣的均勻性、菌落重疊和菌落計(jì)數(shù)等[10]。其中一個(gè)最重要的影響因素在于送檢樣品的反復(fù)檢測(cè)所造成的不確定性，同時(shí)這些因素還會(huì)使最終結(jié)果的計(jì)算產(chǎn)生較大的波動(dòng)。例如，樣品的保存條件、培養(yǎng)基的配制與質(zhì)量控制、陰陽(yáng)性菌株的活性等，這些因素的不良影響均可通過(guò)規(guī)范的操作來(lái)減少;對(duì)結(jié)果影響較小的因素可不予考慮，如培養(yǎng)的外部環(huán)境與保存條件[11]。另外，在不確定度評(píng)定開(kāi)展前應(yīng)對(duì)培養(yǎng)基、磷酸鹽緩沖液、吸管、均質(zhì)袋和未添加陽(yáng)性菌株樣品進(jìn)行相應(yīng)的空白驗(yàn)證[12]，同時(shí)對(duì)無(wú)菌室空氣及紫外燈滅菌效果進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控，對(duì)培養(yǎng)基質(zhì)量進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)收，結(jié)果均應(yīng)符合要求。

檢測(cè)結(jié)果的不確定性程度通常取決于操作人員對(duì)于數(shù)值的敏感性與判斷，這是因?yàn)槲⑸镱I(lǐng)域的檢驗(yàn)測(cè)算與一般的物理或化學(xué)領(lǐng)域檢測(cè)有著較大的差異性，目前全球各地的相關(guān)研究者對(duì)計(jì)入測(cè)算的微生物樣本評(píng)判方法和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)都不盡相同。因此，為了確保最終結(jié)果的準(zhǔn)確率，在對(duì)食品進(jìn)行安全性檢測(cè)過(guò)程中有必要加入不確定性程度評(píng)價(jià)，將樣品采集、檢測(cè)方法選擇、樣品制作程序、樣品處理程序、儀器檢定校準(zhǔn)等因素都集中到不確定性檢測(cè)中，統(tǒng)籌計(jì)算、考慮組成結(jié)果的各種成分占比，力求合理評(píng)定各個(gè)分量的數(shù)值，確保數(shù)值的準(zhǔn)確性和可信性得到有效支撐，讓檢測(cè)計(jì)算保持在相對(duì)穩(wěn)定的范圍之內(nèi)[13]。在提交檢驗(yàn)報(bào)告時(shí)，盡可能控制有效數(shù)字的位數(shù)，通常情況下有效數(shù)字保留兩位，但為了提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，允許出現(xiàn)3位或多位有效數(shù)字的情況發(fā)生，這也是為了盡量避開(kāi)由修約所產(chǎn)生的累積性誤差出現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，食品衛(wèi)生安全問(wèn)題嚴(yán)重制約著人們的生命和健康發(fā)展，其測(cè)量評(píng)定的意義十分重大。在測(cè)量過(guò)程中，不確定度對(duì)于測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要作用，可顯著提升實(shí)驗(yàn)水平和質(zhì)量。隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，不確定度將會(huì)得到廣泛運(yùn)用，對(duì)于各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的影響是十分深遠(yuǎn)的。

測(cè)量不確定度是評(píng)估檢測(cè)質(zhì)量的重要手段，也是符合性判定風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)。為了做好不確定度的評(píng)定工作，建議實(shí)驗(yàn)室建立常用方法的計(jì)算公式及軟件。雖然當(dāng)前不確定度評(píng)定技術(shù)在微生物檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍比較窄，但隨著檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)不確定度評(píng)定認(rèn)識(shí)的加深，在對(duì)微生物檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判定時(shí)一定會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。

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