食品安全的抽样问题

李芝娟

（华北电力大学电气与电子工程学院，北京 102206）

1 引言

随着我国改革开放30年来，人民生活水平在不断提高，对食品安全和卫生问题越来越受到人们的关注。近几年来，先后出现了苏丹红、瘦肉精、三聚氰胺等事件，以及各种不利于健康的食品添加剂、强化剂问题的出现，食品安全和卫生的检测已成为全社会，乃至政府有关部门重点关注的问题之一。

食品的质量和卫生问题涉及到原材料的使用、生产加工、运输与贮存、流通与销售等环节，在每一个环节上出现差错，都会导致食品出现安全和卫生问题，食品质量和卫生的检测工作在生活中显得非常重要。但是，由于食品的种类、品牌和批次繁多，从生产加工到销售食用中间环节复杂，质检部门不可能对所有食品做到全面的质量检测，一般只能作一定的抽检。当然，对食品进行抽检也需要一定的人力、物力和财力（即成本费用），抽检的越多，检测效果就越好，但需要的时间就越长，其成本费用也就越高。为此，应该如何抽检，既能保证较好的检测效果，又能节省时间和成本费用，是本文主要讨论的问题。

2 食品安全的影响因素分析

2.1 影响食品安全的因素

根据从参考文献中得到的信息，综合网上查找的一些资料，可将影响食品安全的因素[1]分为以下5类：

（1）微生物因素，包括一些影响人体健康的细菌以及细菌的代谢产物。

（2）营养性危害，分为营养缺乏和营养过剩两种情况。营养缺乏时，机体抵抗力下降，易感染疾病。营养过剩主要指食品含有过量的微量元素。

（3）环境化学因素，主要包括食品中残留的农药和兽药，以及为改善食品的观感或口感人为添加的一些非食品添加剂的有毒化学物质。

（4）天然有害食品，包括存在于天然可食的动植物中的有毒物质，如河豚中的毒、毒蘑菇、菠菜中的草酸盐等，以及在食品的贮藏、加工和家庭制备过程中出现的一些有毒物质，如亚硝胺和多环芳烃。

（5）食品添加剂危害，主要是在食品生产、加工、贮藏等过程中过量加入的化学合成或天然的物质。

2.2 影响因素的定量分析

接下来对影响食品安全的各类因素可能造成的危害进行定量的比较评估分析，该问题属于多目标决策问题，综合考虑，采用基于层次分析法的模糊二阶决策模型[2]对上述5种影响因素作出定量评估。

（1）待评价对象集：S={s1，s2，s3，s4，s5}={营养性危害，微生物因素，环境化学因素，天然有害食品，食品添加剂危害}

（2）因素集：U={u1，u2，u3，u4，u5}={引入难易程度，毒性，影响时间，防控难度，可致毒最小摄入量}

（3）确定评判矩阵：结合层次分析法，对各个待评价对象的每一个因素进行评判。以可致毒最小摄入量u5为例，建立各待评价对象的两两比较矩阵：

求比较矩阵A的最大特征值及其对应的经过归一化的特征向量得：λmax=5.000 0。

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

进行一致性检验，由n=5查得随机一致性指标RI=1.12

由此可得，可致毒最小摄入量u5的评判向量

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

同理，可分别求得全部待评价对象的评判向量，得到评判矩阵。

求得最终的经归一化的评判向量

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

该向量的5个值即为5个影响因素的可能危害性的定量评价，其中环境化学因素的危害性最强，天然有害食品次之，营养性危害和食品添加剂危害相差不大。

3 抽检模型的建立

3.1 抽检模型的建立

针对部分主要食品，采用基于质量标准的一次计数抽样方法，从一批产品N中随机抽取一个容量为n的样本进行检验，由该样本中的不合格品数d决定这批产品是否合格。对于制定一次计数抽样检验方案实际上就是确定样本数n和合格判定数c，故一次计数抽样方案记为（N；n，c），则按一次计数抽样检验的判断准则，当d≤c时，接收该批产品，当d＞c时，拒收该批产品。[3]

根据一次抽样方案，对于批量为N的产品，其抽样特性函数可采用超几何分布来计算：

实际上，当N＞10 n时，其抽样函数可采用二项分布近似计算：

只要确定好合格质量水平p0、不合格质量水平p1、生产方风险α、使用方风险β这4个参数，就可制定一个抽样检验方案（N；n，c），这样确定的抽检方案必须满足以下条件：

通过求解上式便可获得抽样检验方案（N；n，c）。

3.2 检测误差分析

对于鉴别能力好的抽样方案，使得当产品批质量好时，能以高概率被接收；当产品批质量差时，以小概率被接收。从另外一个方面讲，辨别能力好的抽样方案，合格标准越严，也就是在相同生产方风险和使用方风险条件下，合格质量水平和不合格质量水平越小，且值越接近，所对应的抽样特性曲线斜率越陡，更接近理想曲线。因此，选取生产方和使用方风险所对应的产品合格质量水平、不合格质量水平的差值作为误差检验函数，用于对抽样检验方案的辨别能力进行描述：

f（p）=L-1（β）-L-1（1-α）

其中L-1（β），L-1（1-α）是抽样特性函数的反函数，分别表示生产方风险和使用方风险在某抽样检验方案下所对应的实际产品合格质量水平、不合格质量水平。

3.3 模拟检验

以牛奶为例，采用蒙特卡洛方法模拟抽检过程。参考国家标准GB2828，取生产方风险α=0.05，使用方风险β=0.1，合格质量水平p0=0.005，不合格质量水平p1=0.05，总体N=1 000，将上述数据带入上式，得：

这是个非线性超越方程，求解非常困难，由于n，c均为非负整数且值不大，故采用试算法，先假设c=0，1，2…带入上式便可得出一系列成对n值，再从这些数据里取n值最接近的那对作为最终的n，与之对应的c值也是最终值，由MATLAB编程计算确定c=1，n=74，并给出抽样特性函数（OC）曲线，见图1。

图1 抽样特性函数（OC）曲线

由于n，c为整数且为试算得出的结果，会造成α，β与预先设定值出现偏差，故将 n，c值回带并计算出（n，c）方案下 α=0.053 3、β=0.110 0，再由式（5）计算检验方案的辨别能力f（p）=L-1（β）-L-1（1-α）=0.05-0.005=0.045，f（p）值越小辨别能力高。

4 总结

4.1 食品安全问题的根源

经过上面几个问题的研究，分析食品安全存在的隐患和根源，主要有以下几个方面：

（1）抽样检验方法单一，当抽样方法不具有适应性时，因为方法固有的可靠性问题，会导致生产企业为了使其产品更易通过检测而故意申请较小的检验样本量，以此来减小生产方风险α，这样势必增大了使用方风险β，使消费者的权益受到损害。

（2）对于非食品添加剂的使用的检测力度不够，甚至是没有作为质量检测的项目。对产品进行全面检测需要投入大量资金和人力，费时费力。而生产企业为促进产品的销售，使用过量添加剂甚至是致毒的非食品添加剂来改善产品。

（3）源头污染和环境恶化，威胁食品质量安全。农业的现代化发展带来了农药和化肥使用增多、超量使用以及违禁药导致农药残留的问题突出。三废工业污染对生态环境造成严重威胁。水源污染造成食源性疾病的不断发生，海域污染直接影响海产品的卫生质量，土壤污染使农作物富集有害物[4]。

（4）法律法规和标准体系不健全，涵盖范围窄。法律法规涵盖面的缺失，导致了执法行政部门无法可依，法律法规上的盲点致使对产品管理处于低效和无序。

4.2 提出建议

针对上述分析，提出解决问题的办法和建议：

（1）不断改进抽样检验方法，增强抽样检验方法的适应性，在抽检方案中体现对生产企业稳定高合格率生产的鼓励，以及对违规企业的处罚。

（2）管理部门与生产企业协商制定抽检方案时，要确保消费者的权益能得到保障，在此基础上再兼顾企业的经济效益。

（3）加大非食品添加剂使用的监管力度，严厉打击违规使用致毒非食品添加剂和过量使用食品添加剂的企业。

（4）控制源头污染和环境污染。形成食品安全方面专门的法律法规，以法律来指导食品安全方面的管理。

[1]曹朝清.我国食品质量安全隐患根源考察[J].食品与药品，2005.

[2]李安贵.模糊数学及其应用[M]，北京:冶金工业出版社，2006.

[3]宋保维.基于质量标准的计数抽样检验优化方法[J].计算机工程，2008.

[4]刘克武，张勇侠.我国食品安全隐患与对策[J].食品科学，2003，（8）.