食品安全的抽樣問題

李芝娟

（華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206）

1 引言

隨著我國改革開放30年來，人民生活水平在不斷提高，對食品安全和衛(wèi)生問題越來越受到人們的關(guān)注。近幾年來，先后出現(xiàn)了蘇丹紅、瘦肉精、三聚氰胺等事件，以及各種不利于健康的食品添加劑、強化劑問題的出現(xiàn)，食品安全和衛(wèi)生的檢測已成為全社會，乃至政府有關(guān)部門重點關(guān)注的問題之一。

食品的質(zhì)量和衛(wèi)生問題涉及到原材料的使用、生產(chǎn)加工、運輸與貯存、流通與銷售等環(huán)節(jié)，在每一個環(huán)節(jié)上出現(xiàn)差錯，都會導(dǎo)致食品出現(xiàn)安全和衛(wèi)生問題，食品質(zhì)量和衛(wèi)生的檢測工作在生活中顯得非常重要。但是，由于食品的種類、品牌和批次繁多，從生產(chǎn)加工到銷售食用中間環(huán)節(jié)復(fù)雜，質(zhì)檢部門不可能對所有食品做到全面的質(zhì)量檢測，一般只能作一定的抽檢。當(dāng)然，對食品進(jìn)行抽檢也需要一定的人力、物力和財力（即成本費用），抽檢的越多，檢測效果就越好，但需要的時間就越長，其成本費用也就越高。為此，應(yīng)該如何抽檢，既能保證較好的檢測效果，又能節(jié)省時間和成本費用，是本文主要討論的問題。

2 食品安全的影響因素分析

2.1 影響食品安全的因素

根據(jù)從參考文獻(xiàn)中得到的信息，綜合網(wǎng)上查找的一些資料，可將影響食品安全的因素[1]分為以下5類：

（1）微生物因素，包括一些影響人體健康的細(xì)菌以及細(xì)菌的代謝產(chǎn)物。

（2）營養(yǎng)性危害，分為營養(yǎng)缺乏和營養(yǎng)過剩兩種情況。營養(yǎng)缺乏時，機體抵抗力下降，易感染疾病。營養(yǎng)過剩主要指食品含有過量的微量元素。

（3）環(huán)境化學(xué)因素，主要包括食品中殘留的農(nóng)藥和獸藥，以及為改善食品的觀感或口感人為添加的一些非食品添加劑的有毒化學(xué)物質(zhì)。

（4）天然有害食品，包括存在于天然可食的動植物中的有毒物質(zhì)，如河豚中的毒、毒蘑菇、菠菜中的草酸鹽等，以及在食品的貯藏、加工和家庭制備過程中出現(xiàn)的一些有毒物質(zhì)，如亞硝胺和多環(huán)芳烴。

（5）食品添加劑危害，主要是在食品生產(chǎn)、加工、貯藏等過程中過量加入的化學(xué)合成或天然的物質(zhì)。

2.2 影響因素的定量分析

接下來對影響食品安全的各類因素可能造成的危害進(jìn)行定量的比較評估分析，該問題屬于多目標(biāo)決策問題，綜合考慮，采用基于層次分析法的模糊二階決策模型[2]對上述5種影響因素作出定量評估。

（1）待評價對象集：S={s1，s2，s3，s4，s5}={營養(yǎng)性危害，微生物因素，環(huán)境化學(xué)因素，天然有害食品，食品添加劑危害}

（2）因素集：U={u1，u2，u3，u4，u5}={引入難易程度，毒性，影響時間，防控難度，可致毒最小攝入量}

（3）確定評判矩陣：結(jié)合層次分析法，對各個待評價對象的每一個因素進(jìn)行評判。以可致毒最小攝入量u5為例，建立各待評價對象的兩兩比較矩陣：

求比較矩陣A的最大特征值及其對應(yīng)的經(jīng)過歸一化的特征向量得：λmax=5.000 0。

νmax=（0.052 6，0.210 5，0.368 4，0.263 2，0.105 3）

進(jìn)行一致性檢驗，由n=5查得隨機一致性指標(biāo)RI=1.12

由此可得，可致毒最小攝入量u5的評判向量

r5j=νmax=（0.052 6，0.210 5，0.368 4，0.263 2，0.105 3）

同理，可分別求得全部待評價對象的評判向量，得到評判矩陣。

求得最終的經(jīng)歸一化的評判向量

d=（0.105 1，0.153 4，0.423 0，0.211 7，0.106 8）

該向量的5個值即為5個影響因素的可能危害性的定量評價，其中環(huán)境化學(xué)因素的危害性最強，天然有害食品次之，營養(yǎng)性危害和食品添加劑危害相差不大。

3 抽檢模型的建立

3.1 抽檢模型的建立

針對部分主要食品，采用基于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一次計數(shù)抽樣方法，從一批產(chǎn)品N中隨機抽取一個容量為n的樣本進(jìn)行檢驗，由該樣本中的不合格品數(shù)d決定這批產(chǎn)品是否合格。對于制定一次計數(shù)抽樣檢驗方案實際上就是確定樣本數(shù)n和合格判定數(shù)c，故一次計數(shù)抽樣方案記為（N；n，c），則按一次計數(shù)抽樣檢驗的判斷準(zhǔn)則，當(dāng)d≤c時，接收該批產(chǎn)品，當(dāng)d＞c時，拒收該批產(chǎn)品。[3]

根據(jù)一次抽樣方案，對于批量為N的產(chǎn)品，其抽樣特性函數(shù)可采用超幾何分布來計算：

實際上，當(dāng)N＞10 n時，其抽樣函數(shù)可采用二項分布近似計算：

只要確定好合格質(zhì)量水平p0、不合格質(zhì)量水平p1、生產(chǎn)方風(fēng)險α、使用方風(fēng)險β這4個參數(shù)，就可制定一個抽樣檢驗方案（N；n，c），這樣確定的抽檢方案必須滿足以下條件：

通過求解上式便可獲得抽樣檢驗方案（N；n，c）。

3.2 檢測誤差分析

對于鑒別能力好的抽樣方案，使得當(dāng)產(chǎn)品批質(zhì)量好時，能以高概率被接收；當(dāng)產(chǎn)品批質(zhì)量差時，以小概率被接收。從另外一個方面講，辨別能力好的抽樣方案，合格標(biāo)準(zhǔn)越嚴(yán)，也就是在相同生產(chǎn)方風(fēng)險和使用方風(fēng)險條件下，合格質(zhì)量水平和不合格質(zhì)量水平越小，且值越接近，所對應(yīng)的抽樣特性曲線斜率越陡，更接近理想曲線。因此，選取生產(chǎn)方和使用方風(fēng)險所對應(yīng)的產(chǎn)品合格質(zhì)量水平、不合格質(zhì)量水平的差值作為誤差檢驗函數(shù)，用于對抽樣檢驗方案的辨別能力進(jìn)行描述：

f（p）=L-1（β）-L-1（1-α）

其中L-1（β），L-1（1-α）是抽樣特性函數(shù)的反函數(shù)，分別表示生產(chǎn)方風(fēng)險和使用方風(fēng)險在某抽樣檢驗方案下所對應(yīng)的實際產(chǎn)品合格質(zhì)量水平、不合格質(zhì)量水平。

3.3 模擬檢驗

以牛奶為例，采用蒙特卡洛方法模擬抽檢過程。參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB2828，取生產(chǎn)方風(fēng)險α=0.05，使用方風(fēng)險β=0.1，合格質(zhì)量水平p0=0.005，不合格質(zhì)量水平p1=0.05，總體N=1 000，將上述數(shù)據(jù)帶入上式，得：

這是個非線性超越方程，求解非常困難，由于n，c均為非負(fù)整數(shù)且值不大，故采用試算法，先假設(shè)c=0，1，2…帶入上式便可得出一系列成對n值，再從這些數(shù)據(jù)里取n值最接近的那對作為最終的n，與之對應(yīng)的c值也是最終值，由MATLAB編程計算確定c=1，n=74，并給出抽樣特性函數(shù)（OC）曲線，見圖1。

圖1 抽樣特性函數(shù)（OC）曲線

由于n，c為整數(shù)且為試算得出的結(jié)果，會造成α，β與預(yù)先設(shè)定值出現(xiàn)偏差，故將 n，c值回帶并計算出（n，c）方案下 α=0.053 3、β=0.110 0，再由式（5）計算檢驗方案的辨別能力f（p）=L-1（β）-L-1（1-α）=0.05-0.005=0.045，f（p）值越小辨別能力高。

4 總結(jié)

4.1 食品安全問題的根源

經(jīng)過上面幾個問題的研究，分析食品安全存在的隱患和根源，主要有以下幾個方面：

（1）抽樣檢驗方法單一，當(dāng)抽樣方法不具有適應(yīng)性時，因為方法固有的可靠性問題，會導(dǎo)致生產(chǎn)企業(yè)為了使其產(chǎn)品更易通過檢測而故意申請較小的檢驗樣本量，以此來減小生產(chǎn)方風(fēng)險α，這樣勢必增大了使用方風(fēng)險β，使消費者的權(quán)益受到損害。

（2）對于非食品添加劑的使用的檢測力度不夠，甚至是沒有作為質(zhì)量檢測的項目。對產(chǎn)品進(jìn)行全面檢測需要投入大量資金和人力，費時費力。而生產(chǎn)企業(yè)為促進(jìn)產(chǎn)品的銷售，使用過量添加劑甚至是致毒的非食品添加劑來改善產(chǎn)品。

（3）源頭污染和環(huán)境惡化，威脅食品質(zhì)量安全。農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展帶來了農(nóng)藥和化肥使用增多、超量使用以及違禁藥導(dǎo)致農(nóng)藥殘留的問題突出。三廢工業(yè)污染對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。水源污染造成食源性疾病的不斷發(fā)生，海域污染直接影響海產(chǎn)品的衛(wèi)生質(zhì)量，土壤污染使農(nóng)作物富集有害物[4]。

（4）法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系不健全，涵蓋范圍窄。法律法規(guī)涵蓋面的缺失，導(dǎo)致了執(zhí)法行政部門無法可依，法律法規(guī)上的盲點致使對產(chǎn)品管理處于低效和無序。

4.2 提出建議

針對上述分析，提出解決問題的辦法和建議：

（1）不斷改進(jìn)抽樣檢驗方法，增強抽樣檢驗方法的適應(yīng)性，在抽檢方案中體現(xiàn)對生產(chǎn)企業(yè)穩(wěn)定高合格率生產(chǎn)的鼓勵，以及對違規(guī)企業(yè)的處罰。

（2）管理部門與生產(chǎn)企業(yè)協(xié)商制定抽檢方案時，要確保消費者的權(quán)益能得到保障，在此基礎(chǔ)上再兼顧企業(yè)的經(jīng)濟效益。

（3）加大非食品添加劑使用的監(jiān)管力度，嚴(yán)厲打擊違規(guī)使用致毒非食品添加劑和過量使用食品添加劑的企業(yè)。

（4）控制源頭污染和環(huán)境污染。形成食品安全方面專門的法律法規(guī)，以法律來指導(dǎo)食品安全方面的管理。

[1]曹朝清.我國食品質(zhì)量安全隱患根源考察[J].食品與藥品，2005.

[2]李安貴.模糊數(shù)學(xué)及其應(yīng)用[M]，北京:冶金工業(yè)出版社，2006.

[3]宋保維.基于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的計數(shù)抽樣檢驗優(yōu)化方法[J].計算機工程，2008.

[4]劉克武，張勇俠.我國食品安全隱患與對策[J].食品科學(xué)，2003，（8）.