食品中微生物危害定量风险评估综述
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4 现存问题及发展趋势
当前食品中微生物危害的定量风险评估虽然存 在一些技术上的问题，但随着各方面技术的不断进 步，微生物定量风险评估在建模技术和多样化应用 方面具有很大的发展空间。 4.1 定量风险评估建模技术
首先，不论是否考虑食品链过程中微生物的生 长变化，采用BBN进行建模的过程中当节点为连续概 率分布时的计算都是一个比较困难的问题。
风险评估狭义上是技术，但它能告知风险管理 者哪些方面应该管、必须管和非常迫切需要管，并为 食品生产加工、流通、销售、消费过程的操作方法提 供可选择处理，管理者权衡后，可因地制宜制定可操 作的措施来具体管理。而且，食品安全风险评估结果 是制定、修订食品安全标准和对食品安全实施监督管 理的科学依据。
3 微生物定量风险评估研究现状
1998年，McNab等[5]提出了采用蒙特卡罗(Monte Carlo，MC)模拟方法的微生物风险评估模型。该模型 描述了整个“从农田到餐桌”的路径，以及微生物对 人体健康的风险。MC模型中的每个参数(例如：污染
情况、消费频率、生长率、贮存时间)由其在数值范围 的分布状况来表示。因此，模型必须依赖于参数的可 得数据才能建立，没有模块化的结构，难以用作一般 的微生物定量风险评估模型框架。Marks 等[6]提出了 动态流动树(Dynamic flow tree，DFT)策略，将微生物 生长动力学融合进微生物风险评估中，以数据和正式 的统计推断为基础或从可得数据进行外推，对微生 物定量风险评估起到了极大的推动作用。目前，采用 MC模型的定量风险评估可使用成熟的风险分析软件 @RISK来实现。 3.1.2 模块化建模技术
1 引言
随着经济全球化的迅速发展，尤其是食品贸易 的不断扩大，食品安全问题越来越国际化，成为全球 的公共卫生问题。食品安全问题不仅直接关系人类 的健康生存，而且还严重影响着经济和社会的发展。 食品安全风险主要来自物理性、化学性与生物性等3
种性质的危害。生物危害包括：有害的细菌、病毒、寄 生虫和昆虫[1]。在我国，由微生物危害导致的食品安 全问题达到总量的40%，致病性微生物也是目前全球 食品安全最显著的危害。在微生物风险分析过程中, 风险 评 估是整 个分析体系的 核心和基 础。如 何 更有 效地进行微生物定量风险评估是当前国内外研究的 热点和前沿。
表1 国外食品安全风险评估报告及文献分析
食品大类
食品小类
涉及的微生物危 害
考虑的食品路径或过程
采用的建模技术
肉鸡
空肠弯曲杆菌
肉及肉制品 肉鸡
沙门氏菌
整鸡
沙门氏菌
蛋
鸡蛋
沙门氏菌
乳及乳制品 婴儿配方奶粉 阪崎肠杆菌
水产品 牡蛎
创伤弧菌
即时食品 ——
单核细胞增生 李斯特菌
其他
西兰花浓汤 蜡样芽孢杆菌
养殖-加工-消费 屠宰结束-消费 零售-消费 养殖-销售-消费 生产-销售-消费 采收-销售-消费
19 9 8 年，国际 食品法典 委员会在 标准 C AC / G L 30-1999[2]中给出了微生物风险评估的原则和指南，但 没有提供建模方法。微生物风险评估技术大致可以 分为定性风险评估和定量风险评估两大类。定性风 险评估是人为地将风险分为低、中、高等类别, 以衡 量 危害影响的大 小。而定量 风险 评 估则确定危害物 的摄入量及其对人体产生不良作用的概率, 并对它们 之间的关系进行数学描述,其结果为风险管理提供了 极大便利[4]。 3.1 微生物定量风险评估建模技术进展 3.1.1 模拟建模技术
在PRM基础上，2000年Nauta等[9]基于“RASP” 欧 洲联合研究项目提出模块化 过程风险建 模 （Modular Process Risk Modelling,MPRM）方法。该方 法作为一个一般框架，能用于任何微生物定量风险 评估，例如，食品工业生产过程风险评估、“从农田到 餐桌”的风险评估。MPRM与PRM类似，它通过描述 每个处理步骤中微生物危害的流行率和浓度的变化， 描述危害沿包括：生产、加工、分配、处理和消费在内 的食品路径的传播。因此，建模的重点是微生物危害 的暴露评估，也就是估计消费时食品中的微生物病原 体的剂量。通过模型，能够评估食品加工及消费者行 为中特定的风险缓释策略或假定场景对食品安全的 影响。 3.2 微生物定量风险评估实践与应用
随着风险评估技术的发展，食品安全风险评估 的结果不断量化、精确、全面，不确定性和变异性得 到持续改善。食品中微生物危害的定量风险评估最初 多注重和依据市场零售食品中的微生物危害的抽样 检测数据来进行，且没有考虑微生物的生长和相互作 用。自从Marks 等[6]将微生物动力学融合进微生物定
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2012, No.3
2012, No.3
STANDARD SCIENCE
·Quality ManaБайду номын сангаасement·
食品中微生物危害定量风险评估综述
高永超1, 2 刘丽梅1, 2 杨作明1, 2 王 玎1, 2
（1. 山东省射频识别应用工程技术研究中心有限公司, 济南 250014；2. 山东省标准化研究院, 济南 250014）
摘 要：近年来食品安全事件频发，给消费者带来了健康风险，也扰乱了国家经济秩序。在我国，由于食品中微生物 危害导致的食品安全问题在总数中占很大比重。微生物危害的定量风险评估，能够帮助政府和企业增强风险管理 能力，预防和控制微生物危害，从而提高整体食品安全水平。本文对当前国内外食品中微生物危害的定量风险评估 技术的研究现状进行了综述，对现存的问题及未来的发展趋势进行了分析。 关键词：风险评估；过程风险建模；蒙特卡罗模拟
国内对 食品中微 生物危害的定量 风险 评 估，在 21世纪也紧跟国际发展趋势，考虑食品链过程及过程 中的微生物生长变化。如：带壳鸡蛋中沙门氏菌的风 险评估[12]考虑了农田到餐桌的过程,巴氏牛奶中蜡样 芽孢杆菌的风险评估[13]考虑了从出厂到消费的过程， 原料乳中金黄色葡萄球菌的风险评估 [14]考虑了从养 殖到生产前的过程。
投稿日期：2012-01-06 基金项目：山东省自主创新成果转化重大专项（食品安全风险分析与智能化追溯网络及关键技术，编号：2010ZHZX1A1002），山东省科技发展计划项 目（食品安全风险分析关键技术研究，编号：2011GSF12001），国家科技支撑计划项目（面向食品质量安全管控的RFID技术研究与应用，项目编号： 2012BAF11B06），国家高技术研究发展计划项目（农产品质量安全全程监控技术验证与应用，编号：2011AA100702）。 作者简介：高永超（1977 -）女，高级工程师，主要研究方向为食品安全、标准化。
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·质量管理·
标准科学
2012年第3期
2 微生物风险评估框架
风 险分析 包 括：风 险 管 理、风 险 评 估和风 险 交 流，风险评估的目标由风险管理确定。根据国际食品 法典委员会（CAC）发布的CAC/GL 30-1999《微生物 风险评估的原则与指南》[2]与CAC/GL 63-2007《微生 物风险管理指南》[3]，风险评估包括四个步骤：危害 识别、危害描述、暴露评估和风险描述。危害识别对 食品中可能引起人体不良影响的危害物质进行识别。 危害描述定量估计可能造成不良影响的危害物质的 大概数目,来源一般为剂量-反应数据。暴露评估对食 品中危害物质的可能摄入量，以及通过其他途径接 触的危害物质的剂量进行评价。风险描述在危害识 别的基 础上，对 危害描述和 暴露评 估阶段得到的数 据和信息进行编辑整合和分析，并形成最后的风险 评估结果。
Cassin等[7]在对牛肉汉堡中的大肠杆菌的定量风 险评估中引入了过程风险模型(Process Risk Model， PRM)，用PRM描述定量风险评估方法与情景分析和 微生物预测的结合和应用。PRM的重点是应用定量 风险评估作为工具来识别可能缓释风险的干预步骤， 并不是本质上的定量评估风险。Van Gerwen等[8]在 2000年提出使用逐步定量风险评估作为工具用于描 述食品安全，这种方法在构建食品生产过程和指出食 品路径中的关键处理步骤时特别有用。
STANDARD SCIENCE
·Quality Management·
量风险评估中，极大地推动了食品中微生物危害的定 量风险评估技术的发展；同时，人们也更加关注从生 产、存 储、运输、销售到消费过程中的全 食品链的危 害的分布与变化。此后，国内外的大部分微生物定量 风险 评 估 将过 程不断向食品 链 前 端延伸，考虑从 生 产、加工、存储、运输、销售到消费的食品链过程及过 程中微生物的生长与相互作用，例如，加拿大对牛肉 馅汉堡中的大肠杆菌所做的风险评估[10]，FAO对即食 食品中单核细胞增生李斯特菌所做的风险评估[11]。
其次，微生物在非等温、pH值等变化条件下的生 长情况，对于减少评估的准确性具有重要意义，也是 目前微生物专家及信息、统计技术等各方面专家探讨 的热点问题。
再次，模式化过程风险建模方法，模块可采用不 同类型技术，将各模块连接即可得到最后的输出。因 此，MC与贝叶斯等各类建模技术的结合，将会推动微 生物定量风险评估进一步的发展。
本文对当前搜集到的国内外有关食品中微生物 定量风险评估的相关文献（仅列举其中一部分），从 食品种 类、涉及微 生物 危 害、考虑的 食品路 径 或 过 程、采用的建模技术等4个方面进行了分类整理，见 表1与表2。目前国内外对食品中微生物危害所做的定 量风险评估研究及实践应用，主要涉及肉及肉制品、
乳制品、水产品、即食食品等4个大类，针对的微生物 危害以常见、危害程度较大的为主，评估考虑的食品 链过程包括：生产、储存、运输、销售、消费等，不断 向食品链前端延伸。
Review on Quantitative Risk Assessment of Microbiological Hazards in Foods
GAO Yong-chao1, 2, LIU Li-mei1, 2, YANG Zuo-ming1, 2, WANG Ding1, 2
（1.Shandong RFID Engineering Research Center, Jinan 250014; 2. Shandong Institute of Standardization, Jinan 250014） Abstract: In recent years, the frequent acts of quality dishonesty resulted in losses to consumers and disrupted the national economic. In China, food safety issues caused by microbiological hazards are of a large proportion in the whole account. Quantitative risk assessment of microbiological hazards can help the government and enterprises to enhance risk management capabilities, prevention and control of microbiological hazards, thereby improving overall food safety level. In this paper, the status of domestic and foreign research on quantitative risk assessment techniques of microbiological hazards in food is reviewed. Existing problems of these assessment techniques and future trends are analyzed. Keywords: risk assessment, process risk modelling, Monte Carlo simulation
当前食品中微生物危害的定量风险评估虽然存 在一些技术上的问题，但随着各方面技术的不断进 步，微生物定量风险评估在建模技术和多样化应用 方面具有很大的发展空间。 4.1 定量风险评估建模技术
首先，不论是否考虑食品链过程中微生物的生 长变化，采用BBN进行建模的过程中当节点为连续概 率分布时的计算都是一个比较困难的问题。
风险评估狭义上是技术，但它能告知风险管理 者哪些方面应该管、必须管和非常迫切需要管，并为 食品生产加工、流通、销售、消费过程的操作方法提 供可选择处理，管理者权衡后，可因地制宜制定可操 作的措施来具体管理。而且，食品安全风险评估结果 是制定、修订食品安全标准和对食品安全实施监督管 理的科学依据。
3 微生物定量风险评估研究现状
1998年，McNab等[5]提出了采用蒙特卡罗(Monte Carlo，MC)模拟方法的微生物风险评估模型。该模型 描述了整个“从农田到餐桌”的路径，以及微生物对 人体健康的风险。MC模型中的每个参数(例如：污染
情况、消费频率、生长率、贮存时间)由其在数值范围 的分布状况来表示。因此，模型必须依赖于参数的可 得数据才能建立，没有模块化的结构，难以用作一般 的微生物定量风险评估模型框架。Marks 等[6]提出了 动态流动树(Dynamic flow tree，DFT)策略，将微生物 生长动力学融合进微生物风险评估中，以数据和正式 的统计推断为基础或从可得数据进行外推，对微生 物定量风险评估起到了极大的推动作用。目前，采用 MC模型的定量风险评估可使用成熟的风险分析软件 @RISK来实现。 3.1.2 模块化建模技术
1 引言
随着经济全球化的迅速发展，尤其是食品贸易 的不断扩大，食品安全问题越来越国际化，成为全球 的公共卫生问题。食品安全问题不仅直接关系人类 的健康生存，而且还严重影响着经济和社会的发展。 食品安全风险主要来自物理性、化学性与生物性等3
种性质的危害。生物危害包括：有害的细菌、病毒、寄 生虫和昆虫[1]。在我国，由微生物危害导致的食品安 全问题达到总量的40%，致病性微生物也是目前全球 食品安全最显著的危害。在微生物风险分析过程中, 风险 评 估是整 个分析体系的 核心和基 础。如 何 更有 效地进行微生物定量风险评估是当前国内外研究的 热点和前沿。
表1 国外食品安全风险评估报告及文献分析
食品大类
食品小类
涉及的微生物危 害
考虑的食品路径或过程
采用的建模技术
肉鸡
空肠弯曲杆菌
肉及肉制品 肉鸡
沙门氏菌
整鸡
沙门氏菌
蛋
鸡蛋
沙门氏菌
乳及乳制品 婴儿配方奶粉 阪崎肠杆菌
水产品 牡蛎
创伤弧菌
即时食品 ——
单核细胞增生 李斯特菌
其他
西兰花浓汤 蜡样芽孢杆菌
养殖-加工-消费 屠宰结束-消费 零售-消费 养殖-销售-消费 生产-销售-消费 采收-销售-消费
19 9 8 年，国际 食品法典 委员会在 标准 C AC / G L 30-1999[2]中给出了微生物风险评估的原则和指南，但 没有提供建模方法。微生物风险评估技术大致可以 分为定性风险评估和定量风险评估两大类。定性风 险评估是人为地将风险分为低、中、高等类别, 以衡 量 危害影响的大 小。而定量 风险 评 估则确定危害物 的摄入量及其对人体产生不良作用的概率, 并对它们 之间的关系进行数学描述,其结果为风险管理提供了 极大便利[4]。 3.1 微生物定量风险评估建模技术进展 3.1.1 模拟建模技术
在PRM基础上，2000年Nauta等[9]基于“RASP” 欧 洲联合研究项目提出模块化 过程风险建 模 （Modular Process Risk Modelling,MPRM）方法。该方 法作为一个一般框架，能用于任何微生物定量风险 评估，例如，食品工业生产过程风险评估、“从农田到 餐桌”的风险评估。MPRM与PRM类似，它通过描述 每个处理步骤中微生物危害的流行率和浓度的变化， 描述危害沿包括：生产、加工、分配、处理和消费在内 的食品路径的传播。因此，建模的重点是微生物危害 的暴露评估，也就是估计消费时食品中的微生物病原 体的剂量。通过模型，能够评估食品加工及消费者行 为中特定的风险缓释策略或假定场景对食品安全的 影响。 3.2 微生物定量风险评估实践与应用
随着风险评估技术的发展，食品安全风险评估 的结果不断量化、精确、全面，不确定性和变异性得 到持续改善。食品中微生物危害的定量风险评估最初 多注重和依据市场零售食品中的微生物危害的抽样 检测数据来进行，且没有考虑微生物的生长和相互作 用。自从Marks 等[6]将微生物动力学融合进微生物定
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·Quality ManaБайду номын сангаасement·
食品中微生物危害定量风险评估综述
高永超1, 2 刘丽梅1, 2 杨作明1, 2 王 玎1, 2
（1. 山东省射频识别应用工程技术研究中心有限公司, 济南 250014；2. 山东省标准化研究院, 济南 250014）
摘 要：近年来食品安全事件频发，给消费者带来了健康风险，也扰乱了国家经济秩序。在我国，由于食品中微生物 危害导致的食品安全问题在总数中占很大比重。微生物危害的定量风险评估，能够帮助政府和企业增强风险管理 能力，预防和控制微生物危害，从而提高整体食品安全水平。本文对当前国内外食品中微生物危害的定量风险评估 技术的研究现状进行了综述，对现存的问题及未来的发展趋势进行了分析。 关键词：风险评估；过程风险建模；蒙特卡罗模拟
国内对 食品中微 生物危害的定量 风险 评 估，在 21世纪也紧跟国际发展趋势，考虑食品链过程及过程 中的微生物生长变化。如：带壳鸡蛋中沙门氏菌的风 险评估[12]考虑了农田到餐桌的过程,巴氏牛奶中蜡样 芽孢杆菌的风险评估[13]考虑了从出厂到消费的过程， 原料乳中金黄色葡萄球菌的风险评估 [14]考虑了从养 殖到生产前的过程。
投稿日期：2012-01-06 基金项目：山东省自主创新成果转化重大专项（食品安全风险分析与智能化追溯网络及关键技术，编号：2010ZHZX1A1002），山东省科技发展计划项 目（食品安全风险分析关键技术研究，编号：2011GSF12001），国家科技支撑计划项目（面向食品质量安全管控的RFID技术研究与应用，项目编号： 2012BAF11B06），国家高技术研究发展计划项目（农产品质量安全全程监控技术验证与应用，编号：2011AA100702）。 作者简介：高永超（1977 -）女，高级工程师，主要研究方向为食品安全、标准化。
65
·质量管理·
标准科学
2012年第3期
2 微生物风险评估框架
风 险分析 包 括：风 险 管 理、风 险 评 估和风 险 交 流，风险评估的目标由风险管理确定。根据国际食品 法典委员会（CAC）发布的CAC/GL 30-1999《微生物 风险评估的原则与指南》[2]与CAC/GL 63-2007《微生 物风险管理指南》[3]，风险评估包括四个步骤：危害 识别、危害描述、暴露评估和风险描述。危害识别对 食品中可能引起人体不良影响的危害物质进行识别。 危害描述定量估计可能造成不良影响的危害物质的 大概数目,来源一般为剂量-反应数据。暴露评估对食 品中危害物质的可能摄入量，以及通过其他途径接 触的危害物质的剂量进行评价。风险描述在危害识 别的基 础上，对 危害描述和 暴露评 估阶段得到的数 据和信息进行编辑整合和分析，并形成最后的风险 评估结果。
Cassin等[7]在对牛肉汉堡中的大肠杆菌的定量风 险评估中引入了过程风险模型(Process Risk Model， PRM)，用PRM描述定量风险评估方法与情景分析和 微生物预测的结合和应用。PRM的重点是应用定量 风险评估作为工具来识别可能缓释风险的干预步骤， 并不是本质上的定量评估风险。Van Gerwen等[8]在 2000年提出使用逐步定量风险评估作为工具用于描 述食品安全，这种方法在构建食品生产过程和指出食 品路径中的关键处理步骤时特别有用。
STANDARD SCIENCE
·Quality Management·
量风险评估中，极大地推动了食品中微生物危害的定 量风险评估技术的发展；同时，人们也更加关注从生 产、存 储、运输、销售到消费过程中的全 食品链的危 害的分布与变化。此后，国内外的大部分微生物定量 风险 评 估 将过 程不断向食品 链 前 端延伸，考虑从 生 产、加工、存储、运输、销售到消费的食品链过程及过 程中微生物的生长与相互作用，例如，加拿大对牛肉 馅汉堡中的大肠杆菌所做的风险评估[10]，FAO对即食 食品中单核细胞增生李斯特菌所做的风险评估[11]。
其次，微生物在非等温、pH值等变化条件下的生 长情况，对于减少评估的准确性具有重要意义，也是 目前微生物专家及信息、统计技术等各方面专家探讨 的热点问题。
再次，模式化过程风险建模方法，模块可采用不 同类型技术，将各模块连接即可得到最后的输出。因 此，MC与贝叶斯等各类建模技术的结合，将会推动微 生物定量风险评估进一步的发展。
本文对当前搜集到的国内外有关食品中微生物 定量风险评估的相关文献（仅列举其中一部分），从 食品种 类、涉及微 生物 危 害、考虑的 食品路 径 或 过 程、采用的建模技术等4个方面进行了分类整理，见 表1与表2。目前国内外对食品中微生物危害所做的定 量风险评估研究及实践应用，主要涉及肉及肉制品、
乳制品、水产品、即食食品等4个大类，针对的微生物 危害以常见、危害程度较大的为主，评估考虑的食品 链过程包括：生产、储存、运输、销售、消费等，不断 向食品链前端延伸。
Review on Quantitative Risk Assessment of Microbiological Hazards in Foods
GAO Yong-chao1, 2, LIU Li-mei1, 2, YANG Zuo-ming1, 2, WANG Ding1, 2
（1.Shandong RFID Engineering Research Center, Jinan 250014; 2. Shandong Institute of Standardization, Jinan 250014） Abstract: In recent years, the frequent acts of quality dishonesty resulted in losses to consumers and disrupted the national economic. In China, food safety issues caused by microbiological hazards are of a large proportion in the whole account. Quantitative risk assessment of microbiological hazards can help the government and enterprises to enhance risk management capabilities, prevention and control of microbiological hazards, thereby improving overall food safety level. In this paper, the status of domestic and foreign research on quantitative risk assessment techniques of microbiological hazards in food is reviewed. Existing problems of these assessment techniques and future trends are analyzed. Keywords: risk assessment, process risk modelling, Monte Carlo simulation