三标度模糊层次评判模型在食品安全风险评估中的应用

科技文苑由于受环境污染以及化学物质等方面的影响，食品的安全事故在每个国家的每个地区均有发生且日益严重，已引起了人们的强烈关注。

食品安全法只是针对已发现存在食品质量问题的厂家进行相应的处罚，并未从根本上解决食品质量问题带来的影响。

因此，需要使用相关的食品安全风险的评估方法，将“事后的惩罚”转变成“事前的预防”。

1　三标度模糊层次评判模型的意义及特点三标度模糊层次评判的方法，主要是在层次构建中使用三标度（0,1,2）来定量的确定出有害物的危害程度，以此来建立出相应的判断矩阵，通过对矩阵进行运算来获得食品中的各种危害物所占的权重，同时对其一致性进行检验，最后利用各危害物的所占的权重来构建出一个风险模型，以此来评估食品质量的风险。

另外，三标度模拟层次评判模型的意义，在于可以有效将模糊的语言通过近似推理的方法转变成可定量的数值。

与之前通常在层次分析法中使用的九标度相比，三标度在极大程度上简化了分析比较的过程。

九标度中对于重要性的差异使用的所有程度修饰词如“稍微”“明显”以及“极端”等，都不会出现在三标度模糊层次评判模型中[1]。

因为其自身的特点现已经被用于各种决策，如水资源的分布决策和谷物早期的预警模型等。

层次分析法中三标度的定义，见表1。

2　三标度模糊层次评判模型在食品安全风险评估中的应用2.1　三标度模糊层次评判模型的评估方法利用三标度模糊层次评判模型的评估方法，通过对指标进行成对的比较，可以形成一个nn的比较矩阵A，以下为比较矩阵A的表达式：A=a ij,i=1,2,3,…,n-1,n；j=1,2,3,…,n-1,n （1）将比较矩阵中的任意行向量a ij相加，进而形成一个变量r k，其具体的表达式如下：1kk ijjr a==∑（2）该变量又是形成判断矩阵C的重要因子，因此与C的关系如下：C=(c ij)n×n当r i≥r j时c ij=[（r i-r j）/（r max-r min）]×（bm-1）+1当r i＜r j时c i j={[（r i-r j）/（r m ax-r mi n）]×（bm-1）+1}-1r max=Max{r k}r min=Min{r k}bm=r max/r min式中，r max和r min分别是变量r k的最大值以及最小值。

而且在判断矩阵中，其任意的向量c ij与c ji互为倒数的关系[2]。

即c ij=1/c ji，而且c ij≠0。

另外，当i=j时，c ij=1。

在计算各指标的权重时，可使用方根法来进行计算，该过程在计算时可以借助MATLAB软件来进行，具体的计算公式如下：M=M1=C11×C12×…×C1nM=M2=C21×C22×…×C2nM=M n=C n1×C n2×…×CnnJM=i=1,2,3,…,n-1,n三标度模糊层次评判模型在食品安全风险评估中的应用□ 魏介琪　天津科技大学摘　要：随着社会的不断发展，各种食品安全问题也随之产生。

因此，一定要严格管控投入市场中食品的质量。

目前，对于食品安全风险的评估方法有很多，但都有一定的局限性。

本文讲述了运用三标度模糊层次评判模型的方法，评估食品的安全风险，仅供同行交流参考。

关键词：三标度层次分析法；食品安全；风险评估DOI:10.16043/ki.cfs.2017.24.099Aug. 2017 CHINA FOOD SAFETY 149150 食品安全导刊 2017年8月Tlogy科技科技文苑1j Jj M M ω==（4）判断矩阵C 的主向量ω(ω=[ω1，ω2，…，ωn ]T)与最大正向量λmax 之间的对应关系为Cω=λmax ω。

如果判断矩阵中的每个向量，均符合c it =c ij c jt ，那么这个判断是非常完美的，当然也很难实现。

实际在运算过程中，使用非一致性的指数C.I.值来对判断矩阵的一致性进行确定时，主要是用下面的公式确定。

即:max ..n C I λ−=−（5）由此公式可以看出C.I.的值越低，矩阵的一致性就越高，通常其值如果大于0.1，那么该矩阵就不能够被接 受[3]。

而由矩阵计算所得到的指标权重会被用于来进行风险模型的构建，即如下所示：1nj jj P P ω==∑P=(P 1，P 2，…P n )（6）式中，P j 是平均污染指数，具体反映了产品中j 指标的平均污染程度。

而P 是P j 的目标集合，将其进行简单转换，便可以直接评估食品安全风险，即:△P=P n+1-P n（7）当△P 小于0时，即表示风险水平呈下降的趋势；当△P 等于0时，即表示风险水平没有发生变化；而△P 大于0时，则说明风险水平呈上升的趋势。

2.2　三标度模糊层次评判模型对食品安全风险的评估以新疆的小麦以及食用油为例，利用三标度层次评判模型对其进行安全风险的评估，其各个指标的残留量限定见表2，≤限定值为符合，用“+”表示，＞限定值为不符合，用“-”表示。

而对于样品中按各指标（j）在2015年、2016年测定出来的结果，见表3。

由表3可知，影响小麦粉安全食用的因素主要有一些污染迁移的重金属，如Pb、Cd、Hg、As。

另外，还有一些残留的农药成分，如六氯苯和滴滴涕以及一些有害的添加剂过氧化苯甲酰，这些有害物质的危害程度可根据限量值来判断，即限量值低的重要性大，再结合表2的判定规则进行判断。

通过对危害物质进行相互比较，每对指标形成的变量便可以构成对应的比较矩阵A，再根据上述（1-（3）式计算进行计算，便可以获得相应的判断矩阵C [4]。

具体可使用MATLAB 软件对判断矩阵进行运算，先获得主向量 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。

然后再将其带入到：max ..1nC I n λ−=−进行计算，可得出相应的C.I.值为0.085，小于0.1。

因此，可以表明三标度模糊层次评判模型适用于对小麦粉进行安全风险评估。

另外，将主向量ω中的各个指标权重因子带入到：1nj jj P P ω==∑可获得其风险模型为：P=0.026 38P Pb +0.048 79P Cd +0.047 36P As+0.489 6P Hg +0.194 5P BHC +0.192 3P DDT +0.016 63P BPO 。

对于食用植物油的安全风险因素，主要有污染迁移的重金属Pb、农药的残留物As 和其他加工过程中产生的各种酸值、过氧化值、溶剂残留以及黄曲霉素B 1和苯并（a）花等有害物质。

与分析小麦粉的过程类似，对于使用植物油的有害指标，也采用两两相互比较的方式建构相应的比较矩阵A 以及判断矩阵C，同样也再次通过MATLAB 软件进行计算，得出结果，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 和相应的最大向量λmax =7.501 9，进一步带入方程解得其具体的C.I.值为0.079，小于0.1.同样也表明三标度模糊层次评判模型适用于对食用植物油表1　层次分析法中三标度的定义重要性定义打分指标a i 没有a j 重要0指标a i 和a j 一样重要1指标a i 比a j 重要2表2小麦粉和食用油中对有害物残留量的限定值指标（j）S j /（mg/kg）小麦粉食用植物油Pb 0.10.2Cd 0.1-As 0.10.1Hg 0.03-六氯苯（BHC）0.04-滴滴涕(DDT)0.05-过氧化苯甲酰(BPO)50-酸值(AV)a - 3 000过氧化值(POV)- 2 500溶剂残留(SR)-60黄曲霉素B 1(AFB 1)-0.02苯并（a）芘(BaP)-0.01注：a AV 表示中和1 kg 脂肪中的酸所需要的氢氧化钾的质量。

jAug. 2017 CHINA FOOD SAFETY151科技文苑的安全风险评估[5]。

另外，将主向量ω中的各个指标权重因子带入到：1nj jj P P ω==∑可获得其风险模型为：P=0.222 5P Pb +0.222 5P As +0.030 4P AV+0.060 4P POV +0.087 5P SR +0.680 9P AFB1 +0.680 9P BaP 。

分别计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即风险程度菜籽油>葵花籽油。

但是从总整体情况来看，两者的风险程度均偏低。

表4为两种食用植物油在2015年和2016年平均污染指数（API）分析对比表。

3　结语利用三标度模糊层次评判模型评估食品的安全风险，可使得在食品投入到市场被使用前对其质量进行评估检测，这也是一种较为可靠的评估方法，既可以作为食品监管部门的技术检测，同时也可以保障人们在日常生活中的饮食安全。

但是这种方法还存在一些弊端，需要在未来的社会发展中改进。

首先，一旦漏掉了关键的检测指标，就会致使在评判过程中出现错误。

其次，在实际应用过程中，如果出现检测结果与实际的食品质量有很大的偏差，就需要进一步调整三标度模糊层次评判模型，以提升其判断的准确性。

因此，相关检测部门需要在检测过程中把握食品质量的整体情况，以免在关键时候出现各种问题。

食品直接关乎人们的健康，需要生产厂家和政府的共同努力，为人们构建一个健康的饮食环境。

参考文献[1]吴静,秦燕.基于三标度模糊层次分析模型的中国工程伦理综合评价[J].生产力研究,2015(6):16-19.[2]姜雪,刘楠,孙永,等.统计分析方法在食品品质评价中的应用[J].食品安全质量检测学报,2017(1):13-19.[3]黄德,刘剑,李雪冰,等.3标度层次分析法-模糊可拓模型在瓦斯抽采达标评价中的应用[J].世界科技研究与发展,2016(3):544-549.[4]刘建芳,李红权,刘芳,等.出口食品生产企业备案监管要素量化评估模型的构建[J].食品安全质量检测学报,2016(11):4693-4700.[5]米娜莎,王栋,林洪.山东半岛水产品质量安全监管能力的模糊综合评价研究[J].中国渔业经济,2017(1):100-105.表3样品按各指标（j）测定结果样品名称规格型号商标工艺样品等级样品数量/L 样本基数/L 抽样时间指标（j）Pb Cd As Hg BHCDDTBPOAV POV SR AFBI BaP 小麦粉5kg/袋汇宏特制一等5600020150.110.070.030.007未检出/+未检出/+未检出/+-----5kg/袋特制二等5350020150.080.080.04未检出/+未检出/+未检出/+未检出/+-----菜籽油散装压榨法一级2110020160.003/+-0.002/+----1100/+2000/+21/+未检出/+未检出/+5L/桶压榨法二级33000020160.002/+-0.002/+----140/+1350/+未检出/+未检出/+未检出/+2.5L/桶浸出法四级5430020160.007/+-0.004/+----550/+1450/+25/+未检出/+未检出/+葵花籽油散装压榨法三级3700020160.002/+-0.002/+----140/+2350/+3/+未检出/+未检出/+5L/桶压榨法一级92200020160.001/+-0.002/+----30/+2150/+ 1.5/+未检出/+未检出/+25L/桶压榨法二级5870020160.005/+-0.001/+----90/+1700/+1.0/+未检出/+未检出/+表4两种食用植物油在2015年和2016年平均污染指数（API）分析对比表指标（j）2015年API2016年API葵花籽油菜籽油葵花籽油菜籽油Pb 0.030 60.045 00.025 10.039 5As 0.017 70.054 20.008 90.050 1AV 0.212 10.221 30.200 10.198 5POV 0.248 60.198 50.211 20.154 5SR 0.001 00.001 20.000 50.000 8AFBI 0.000 00.000 00.000 00.000 0BaP0.000 00.000 00.000 00.0000。