□ 魏介琪 天津科技大學

三標度模糊層次評判模型在食品安全風險評估中的應用

□ 魏介琪 天津科技大學

隨著社會的不斷發(fā)展，各種食品安全問題也隨之產(chǎn)生。因此，一定要嚴格管控投入市場中食品的質(zhì)量。目前，對于食品安全風險的評估方法有很多，但都有一定的局限性。本文講述了運用三標度模糊層次評判模型的方法，評估食品的安全風險，僅供同行交流參考。

三標度層次分析法；食品安全；風險評估

由于受環(huán)境污染以及化學物質(zhì)等方面的影響，食品的安全事故在每個國家的每個地區(qū)均有發(fā)生且日益嚴重，已引起了人們的強烈關(guān)注。食品安全法只是針對已發(fā)現(xiàn)存在食品質(zhì)量問題的廠家進行相應的處罰，并未從根本上解決食品質(zhì)量問題帶來的影響。因此，需要使用相關(guān)的食品安全風險的評估方法，將“事后的懲罰”轉(zhuǎn)變成“事前的預防”。

1 三標度模糊層次評判模型的意義及特點

三標度模糊層次評判的方法，主要是在層次構(gòu)建中使用三標度（0,1,2）來定量的確定出有害物的危害程度，以此來建立出相應的判斷矩陣，通過對矩陣進行運算來獲得食品中的各種危害物所占的權(quán)重，同時對其一致性進行檢驗，最后利用各危害物的所占的權(quán)重來構(gòu)建出一個風險模型，以此來評估食品質(zhì)量的風險。另外，三標度模擬層次評判模型的意義，在于可以有效將模糊的語言通過近似推理的方法轉(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度相比，三標度在極大程度上簡化了分析比較的過程。九標度中對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，都不會出現(xiàn)在三標度模糊層次評判模型中[1]。因為其自身的特點現(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警模型等。層次分析法中三標度的定義，見表1。

2 三標度模糊層次評判模型在食品安全風險評估中的應用

2.1 三標度模糊層次評判模型的評估方法

利用三標度模糊層次評判模型的評估方法，通過對指標進行成對的比較，可以形成一個nn的比較矩陣A，以下為比較矩陣A的表達式：

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，進而形成一個變量rk，其具體的表達式如下：

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i=j時，cij=1。

在計算各指標的權(quán)重時，可使用方根法來進行計算，該過程在計算時可以借助MATLAB軟件來進行，具體的計算公式如下：

判斷矩陣C的主向量ω(ω=[ω1，ω2，…，ωn]T)與最大正向量λmax之間的對應關(guān)系為Cω=λmaxω。如果判斷矩陣中的每個向量，均符合cit=cijcjt，那么這個判斷是非常完美的，當然也很難實現(xiàn)。實際在運算過程中，使用非一致性的指數(shù)C.I.值來對判斷矩陣的一致性進行確定時，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]。而由矩陣計算所得到的指標權(quán)重會被用于來進行風險模型的構(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指標的平均污染程度。而P是Pj的目標集合，將其進行簡單轉(zhuǎn)換，便可以直接評估食品安全風險，即:

當△P小于0時，即表示風險水平呈下降的趨勢；當△P等于0時，即表示風險水平?jīng)]有發(fā)生變化；而△P大于0時，則說明風險水平呈上升的趨勢。

2.2 三標度模糊層次評判模型對食品安全風險的評估

以新疆的小麥以及食用油為例，利用三標度層次評判模型對其進行安全風險的評估，其各個指標的殘留量限定見表2，≤限定值為符合，用“+”表示，＞限定值為不符合，用“-”表示。

而對于樣品中按各指標（j）在2015年、2016年測定出來的結(jié)果，見表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)則進行判斷。通過對危害物質(zhì)進行相互比較，每對指標形成的變量便可以構(gòu)成對應的比較矩陣A，再根據(jù)上述（1-（3）式計算進行計算，便可以獲得相應的判斷矩陣C[4]。具體可使用MATLAB軟件對判斷矩陣進行運算，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：

進行計算，可得出相應的C.I.值為0.085，小于0.1。因此，可以表明三標度模糊層次評判模型適用于對小麥粉進行安全風險評估。另外，將主向量ω中的各個指標權(quán)重因子帶入到：

可獲得其風險模型為：

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

對于食用植物油的安全風險因素，主要有污染遷移的重金屬Pb、農(nóng)藥的殘留物As和其他加工過程中產(chǎn)生的各種酸值、過氧化值、溶劑殘留以及黃曲霉素B1和苯并（a）花等有害物質(zhì)。與分析小麥粉的過程類似，對于使用植物油的有害指標，也采用兩兩相互比較的方式建構(gòu)相應的比較矩陣A以及判斷矩陣C，同樣也再次通過MATLAB軟件進行計算，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和相應的最大向量λmax=7.501 9，進一步帶入方程解得其具體的C.I.值為0.079，小于0.1.同樣也表明三標度模糊層次評判模型適用于對食用植物油的安全風險評估[5]。另外，將主向量ω中的各個指標權(quán)重因子帶入到：

表1 層次分析法中三標度的定義

表2小麥粉和食用油中對有害物殘留量的限定值

表3樣品按各指標（j）測定結(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）分析對比表

3 結(jié)語

可獲得其風險模型為：

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

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

利用三標度模糊層次評判模型評估食品的安全風險，可使得在食品投入到市場被使用前對其質(zhì)量進行評估檢測，這也是一種較為可靠的評估方法，既可以作為食品監(jiān)管部門的技術(shù)檢測，同時也可以保障人們在日常生活中的飲食安全。但是這種方法還存在一些弊端，需要在未來的社會發(fā)展中改進。首先，一旦漏掉了關(guān)鍵的檢測指標，就會致使在評判過程中出現(xiàn)錯誤。其次，在實際應用過程中，如果出現(xiàn)檢測結(jié)果與實際的食品質(zhì)量有很大的偏差，就需要進一步調(diào)整三標度模糊層次評判模型，以提升其判斷的準確性。因此，相關(guān)檢測部門需要在檢測過程中把握食品質(zhì)量的整體情況，以免在關(guān)鍵時候出現(xiàn)各種問題。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)建一個健康的飲食環(huán)境。

[1]吳靜，秦燕．基于三標度模糊層次分析模型的中國工程倫理綜合評價[J]．生產(chǎn)力研究，2015(6)：16-19．

[2]姜雪，劉 ，孫永，等．統(tǒng)計分析方法在食品品質(zhì)評價中的應用[J]．食品安全質(zhì)量檢測學報，2017(1)：13-19．

[3]黃德，劉劍，李雪冰，等．3標度層次分析法-模糊可拓模型在瓦斯抽采達標評價中的應用[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)管要素量化評估模型的構(gòu)建[J]．食品安全質(zhì)量檢測學報，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價研究[J]．中國漁業(yè)經(jīng)濟，2017(1)：100-105．