基于AHP的食品冷鏈物流包裝材料安全評價

（廈門市質量技術評審服務中心，福建 廈門 361004）

1 研究背景

食品冷鏈物流是以冷凍工藝學為基礎、以制冷技術為手段的低溫物流過程，是指冷藏或冷凍類食品在采購、加工、生產、運輸、儲存和銷售等流通過程中始終處于規定的溫度環境中，采用冷藏保溫系統，以維持產品品質，減少產品損耗的過程。

在食品冷鏈物流配送中，使用的包裝材料主要有紙、塑料、金屬、玻璃等，其中以成本低廉、質優美觀的塑料應用居多。塑料產品化學穩定性較好，但在聚合工藝中可能有氯乙烯、苯乙烯等單體殘留，同時在聚合物加工過程中加入的穩定劑、增塑劑、抗氧化劑、著色劑等添加劑也存在一定毒性，如DEHA增塑劑、雙酚A等，這些添加劑在與食品長期接觸過程中可能會遷移到食品尤其是酸性液態食品中，也可能在冷鏈食品加工或再加熱過程中遷移至食品中。其他材料也存在類似的安全問題，如包裝紙加工過程中的堿液和氯元素殘留問題、玻璃重金屬鉛超標問題等。此外，在冷鏈物流配送環節，包裝材料處于低溫狀態和振動過程中，材料的機械性能尤其是防破裂性能比正常配送的要求也要高一些。

以上包裝材料性能影響了食品冷鏈物流配送的品質與安全問題，本文根據食品冷鏈物流的特點和包裝材料的特性，建立了食品冷鏈物流包裝材料安全評價體系，并運用層次分析法（AHP）評價我國目前食品冷鏈物流包裝材料安全體系的方案。

2 AHP分析方法

AHP分析方法是美國著名運籌學家T.L.Satty等人20世紀70年代提出的一種定性與定量分析相結合的多準則決策方法。該方法是將決策問題的有關元素分解成目標、準則、方案等層次，用一定標度對人的主觀判斷進行客觀量化，在此基礎上進行定性分析和定量分析的一種決策方法。用AHP方法解決系統評價問題的基本思路：把系統與因素之間的隸屬關系由高到低排成若干層次，建立不同層次元素間的相互關系，根據對一定客觀現實的判斷，就每一層次相對重要性給予定量表示，確定表達每一層次的全部元素的相對重要性次序的權值，通過排序結果對系統進行分析和決策。

該方法根據對一定客觀現實的兩兩比較（1-9標度法）的主觀判斷結構，把專家意見和分析者的客觀判斷結果直接而有效地結合起來，將同一層次元素兩兩比較的重要性進行定量描述，利用數學方法判斷矩陣一致性，然后在滿足一致性的前提下，計算反映每一層次元素的相對重要性次序的權值，通過所有層次之間的總排序計算所有元素的相對權重并進行排序，以此選出最優方案。

表1 1-9標度法

3 食品冷鏈物流包裝材料安全評價體系

根據食品冷鏈物流包裝材料及其加工工藝特點，其安全性能評價指標及要素主要包括：

3.1 機械性能

主要是指在冷鏈配送中的低溫和振動狀態下，包裝材料的抗沖擊力和低溫狀態下的拉斷力、拉伸強度、剝離強度、耐刺穿性等方面的性能，用于評價該包裝材料用以保護食品在低溫配送和裝卸過程中抵抗外界破壞能力的性能。

3.2 阻隔性能

是指包裝材料的阻水阻氣功能，是衡量包裝材料品質和安全的重要指標，只有達到一定要求的阻隔性能才能防止食品在配送過程中受外界水或氣體的侵擾，其中尤以防止冷鏈配送過程中的冷媒污染最為關鍵。

3.3 材料安全性

是指包裝材料本身的安全性指標，如材料本身的毒理學評價指標、包裝材料是否含有毒有害的重金屬或有機化合物等。

3.4 溶劑殘留

冷鏈物流食品包裝材料在生產過程中使用了各種有機溶劑，其成品中常見的溶劑殘留包括甲苯、乙酸乙酯、丁酮等，這些殘留溶劑容易遷移至食品中，損害食品安全。

3.5 遷移性能

遷移性能是評價冷鏈物流包裝材料流失的有毒有害物質流入食品程度的指標，遷移程度除了跟包裝材料本身的性質和有毒有害物質含量有關外，還與接觸食品的狀態（如液相比例、油脂含量、酒精濃度等）和環境條件（如溫度、振動、時間等）有關。

3.6 密封性能

冷鏈物流食品在低溫配送過程中與冷媒（冰袋、冰盒或冷風等）接觸緊密，若包裝材料的熱封性或整體密封性達不到要求，則會使冷媒污染食品，帶來風險。另外，若密封性不好，食品中的水分易揮發，造成干耗，嚴重影響產品品質。

4 食品冷鏈物流包裝材料安全性評價體系層次模型

冷鏈物流食品不同、包裝形式不同、溫度要求不同，其包裝材料安全性要求也不同，評價安全體系的因素主要來自上述六方面，該評價體系層次結構模型如圖1所示。

層次分析模型中，第一層為目標層（A層），即系統的最終評價指標；第二層為準則層（B層），即詳細指標，準則層可以是一層也可以是多層；第三層為操作層（C層），也稱為方案層，是具體執行的備選方案。AHP方法就是依據目標層和準則層，從方案層的備選方案中選擇一個最佳方案的過程。

圖1 評價指標層次分析模型

5 AHP方法評價食品冷鏈物流包裝材料安全性的過程

5.1 計算準則層對目標層的權重

第一步：構建準則層對目標層的判斷矩陣。根據1-9標度法，由專家打分，得到判斷矩陣見表2。

表2 準則層對目標層的判斷矩陣

第二步：判斷矩陣的一致性。將上述判斷矩陣歸一化后求最大特征值λmax=6.57，則CI=(λmaxn)/(n-1)=0.11。查表3得RI=1.24，因此判斷矩陣的隨機一致性比例CR=CI/RI=0.09，由于CR＜0.1，所以該判斷矩陣具有一致性。第三步：確認準則層各指標權重。在判斷矩陣具有一致性的前提下，由判斷矩陣的歸一化結果得到準則層的權重集為 W1=（0.09，0.18，0.35，0.14，0.21，0.02）。

表3 隨機一致性指標表

5.2 計算方案層對準則層的權重

按以上方法，首先構建各方案層對準則層的判斷矩陣，由專家打分，得到判斷矩陣分別為：

同樣地計算這六個判斷矩陣的CR值分別為0.05、0.01、0、0.03、0、0.05，均符合一致性判斷，計算歸一化權重結果和三個方案綜合權重結果見表4。

表4 歸一化權重及三個方案綜合權重

從結果可以看出，三個方案的優先次序分別是方案1、方案3、方案2，因此優選方案1作為食品冷鏈物流包裝材料安全性最高的方案。

6 結語

層次分析法是一種能將定性與定量相結合的系統分析和評價方法，廣泛應用于各個領域的系統分析，本文構建了食品冷鏈物流包裝材料安全評價體系，并基于冷鏈食品和包裝材料的特點，運用AHP方法整合分析相關指標，得到一個綜合評價體系。該研究方法為食品冷鏈物流包裝材料安全評價提供了可靠的依據，有利于提升食品冷鏈物流安全水平。