测量不确定度在食品微生物检测中的应用

范蕊

摘 要：随着我国食品科技的不断发展和进步，食品微生物检测结果的准确性也在不断提升。测量不确定度是食品检验结果的重要参照，其运用使得食品检测的可靠性得到了显著提升。本文从食品微生物测量不确定度的概念及特点出发，就食品微生物检测不确定度的应用进行研究和分析，为相关实验室工作者提供理论依据。

关键词：食品;微生物检测;测量不确定度

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

測量不确定度是表征合理地赋予被测量值的分散性与测量结果相关联的参数，是证明实验室中分析工作的真实性和准确性所必需的计量概念，为测定结果的准确性，特别是边缘值的合理分析提供技术支撑[1]。测量不确定度的评定是实验室质量管理体系的重要组成部分，是实验室用来评测不确定性程度不可或缺的重要组成部分，同时也是加强实验质量管控的一个重要内容，对检测结果的客观性有着十分重要的作用[2-3]。

在食品检验工作中，通常很少涉及关于微生物检验不确定度的研究。《检测和校准实验室能力认可准则》（CNAS—CL01—A001： 2018）在微生物检测领域的应用规定：在对微生物进行检测的过程中，必须做好分析工作，充分认识到检测不确定度的重要意义，并且把不确定度分量精确的检测和罗列出来，进行有效的评估，通过分析重复性和再现性数据对不确定度进行精确估算[4]。测量不确定度值可用于定量微生物风险分析或诊断，现已被广泛接受的测量不确定度评估方法是“自下而上”的方法或“自上而下”的方法。“自下而上”的方法要求确定可重复性（r）和可重复性（R），以供分析程序中的所有阶段使用，然后结合起来进行总体估算。另一种方法是“自上而下”的方法，其r和R是实验室间或实验室内通过验证实验确定的[5-6]。

1 测量不确定度概述

1.1 测量不确定度的意义及重要性

食品卫生健康问题随着近年来人们生活水平的提高而受到了高度关注，这对食品安全性检测技术的时效性与准确度提出了更高的要求。其要求作为检测机构的实验室工作人员具备过硬的工作能力与技术本领，从而根据检测结果快速得出准确结论;对于能够明显区分的数据可直接给出结论，但在实际操作中会出现一些确定程度不足的数据和情况，需要工作人员依据科学理论知识和自身工作经验来进行快速准确的分析与判断。对于这种尚无法完全确定的状况进行评定能给食品健康卫生安全工作提供有效的评价参考，同时也能帮助实验室及工作人员改进检测技术，提升检测准确度。目前许多实验室已注意到这项检验判定方法并得到了一定程度的应用推广[4]。检测不确定度不但是定量分析与测量方法的必需部分，也是评价测算结果准确度的判定依据，其在验证方法、实验室程序、数值界定标准等方面都具有明显的实际意义。

1.2 测量不确定度基本原理

测量不确定度是一种能够对测量误差进行有效应对的方法，对检验检测过程具有指导作用[7]。在检验检测过程中，检验人员的专业技术水平和操作能力均具有可提升的空间，随着水平和能力的不断提高，每次检验检测所得的结果及相关数据存在差异，但这种差异通常在允许范围内。

1.3 测量不确定度主要特点

①误差是衡量测量结果准确性的重要参照，但测量误差并不能体现检测质量。不确定度数值越大，则测量能力就越低;反之就表示测量能力越强。②不确定度的评定。统计分析观测列出来的不确定度是A类标准不确定度，用其他方法得到的不确定度是B类标准不确定度。这两种评判方法参照的标准是不一样的，但却各自都有自己的实际应用价值，在实施合成评判的过程中，上述两种方法都参照标准不确定度实行评判。③不确定度与误差。误差理论是开展数学研究中不可或缺的基础理论之一，对误差进行分析时，通常会运用到实验标准差，它是不确定度的重要理论依据。任何实验的误差都是不可避免的，一般来说系统误差是不可能消除的，误差只会尽可能地减少，完全消除是不可能的[8]。

2 测量不确定度评定方法和步骤

2.1 不確定度的评定方法

在食品检验检测中，对测量不确定度进行应用时，所有可能对测量造成影响的因素，都会在一定程度上影响测量不确定度，所以，需要对不确定度的来源进行分析[9]。测量不确定度有A类和B类两种评定类型。A类评定的测量条件是有规定的，其测量不确定度分量的评定是运用统计分析方法进行的。而B类评定与A类评定的方法存在区别，是另一种测量不确定度分量的评定方法，通过统计不确定度来源的分布可知，若根据概率分布或者分布假设来评定，可通过整合评估有关信息判断检测结果。在检验微生物的过程中，合成不确定度很少用到B类评定方法，不确定度占主要部分是通过重复测量得到的，定量检测的测量不确定度评定往往使用的是A类评定方法。

2.2 不确定度的评定步骤

在食品安全检测中，不确定度的测量都是遵照一定的标准进行的，共有以下6个环节。①前期准备环节。不确定度是一个比较复杂的数据，对其造成影响的因素是多方面的，因此必须采取有效手段来防控。在检测的前期准备环节，要统筹考虑各种可能出现的问题，评定依据、外部环境和测量标准等都是需要充分考虑的因素。②数学模型的构建。③研究分析测量不确定度的来源。在测量不确定度的过程中，需要充分考虑测量方法实施需要的外部条件，然后分析其来源，从而把解决问题的措施制定出来。④有效评定标准不确定度分量。⑤整合得到的数据和信息，对标准不确定度进行合成。⑥对不确定度的评定进行扩展，按照测量不确定度的原理进行扩展。

3 测量不确定度在食品微生物检测中的应用讨论

目前，在检测食品安全过程中，测量不确定度可以使实验结果和质量具有更加可靠的保证，与此同时，使用者可借助不确定度的评定和应用来对整个食品安全检测质量进行推断。影响测量不确定度产生的因素是多方面的，在具体实施过程中，对不同因素采用的措施必须是有针对性的，在前期准备环节，一些可能出现的影响因素都必须在考虑之中，这样其解决措施才可能更具针对性，并对测量评定工作有效完成起到有力的保障作用。对于微生物检测过程中的不确定度分量有样品保存条件、实验室检验环境、实验人员操作过程、不同仪器的使用、不同批次培养基的使用、培养的时间和温度、样品的均匀性、培养基配制的时间、培养基灭菌温度、稀释梯度、加样体积、标准菌种、培养基质量、培养箱参数、样品取样的均匀性、菌落重叠和菌落计数等[10]。其中一个最重要的影响因素在于送检样品的反复检测所造成的不确定性，同时这些因素还会使最终结果的计算产生较大的波动。例如，样品的保存条件、培养基的配制与质量控制、阴阳性菌株的活性等，这些因素的不良影响均可通过规范的操作来减少;对结果影响较小的因素可不予考虑，如培养的外部环境与保存条件[11]。另外，在不确定度评定开展前应对培养基、磷酸盐缓冲液、吸管、均质袋和未添加阳性菌株样品进行相应的空白验证[12]，同时对无菌室空气及紫外灯灭菌效果进行环境监控，对培养基质量进行技术验收，结果均应符合要求。

检测结果的不确定性程度通常取决于操作人员对于数值的敏感性与判断，这是因为微生物领域的检验测算与一般的物理或化学领域检测有着较大的差异性，目前全球各地的相关研究者对计入测算的微生物样本评判方法和评判标准都不尽相同。因此，为了确保最终结果的准确率，在对食品进行安全性检测过程中有必要加入不确定性程度评价，将样品采集、检测方法选择、样品制作程序、样品处理程序、仪器检定校准等因素都集中到不确定性检测中，统筹计算、考虑组成结果的各种成分占比，力求合理评定各个分量的数值，确保数值的准确性和可信性得到有效支撑，让检测计算保持在相对稳定的范围之内[13]。在提交检验报告时，尽可能控制有效数字的位数，通常情况下有效数字保留两位，但为了提高检测结果的准确度，允许出现3位或多位有效数字的情况发生，这也是为了尽量避开由修约所产生的累积性误差出现。

4 结语

目前，食品卫生安全问题严重制约着人们的生命和健康发展，其测量评定的意义十分重大。在测量过程中，不确定度对于测量结果的准确性具有重要作用，可显著提升实验水平和质量。随着检测技术的不断发展，不确定度将会得到广泛运用，对于各项实验的影响是十分深远的。

测量不确定度是评估检测质量的重要手段，也是符合性判定风险的基础。为了做好不确定度的评定工作，建议实验室建立常用方法的计算公式及软件。虽然当前不确定度评定技术在微生物检测领域中的应用范围比较窄，但随着检测机构对不确定度评定认识的加深，在对微生物检测结果进行判定时一定会得到更为广泛的应用。

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