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        食品中微生物危害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估建模方法改進(jìn)與應(yīng)用探索

        2015-04-29 00:00:00溫志新
        中外食品工業(yè) 2015年2期

        摘要:當(dāng)前食品中微生物危害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中模塊化過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)模型存在著一定缺陷,其僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)當(dāng)前風(fēng)險(xiǎn)的一般評(píng)估,而缺乏對(duì)食品流通行為中的風(fēng)險(xiǎn)因素及危險(xiǎn)溯源因素的綜合考慮。為此,提出食品微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估建模方法改進(jìn),改進(jìn)方法將設(shè)備、人員及環(huán)境等因素作為綜合考慮并列入危害轉(zhuǎn)移模塊,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),對(duì)改進(jìn)后風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的功能及應(yīng)用進(jìn)行探究,為食品安全提供現(xiàn)實(shí)參考依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:食品 微生物 危害 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 建模方法

        中圖分類號(hào):TS201.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-5336(2015)04-0049-01

        1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估改進(jìn)的現(xiàn)實(shí)必要性

        當(dāng)前,食品中微生物危害的定量評(píng)估所采取的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估建模技術(shù)主要包括模塊化建模與模擬建模兩種方式。應(yīng)用蒙特卡羅方法進(jìn)行微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型構(gòu)建,對(duì)微生物定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。雖然應(yīng)用蒙特卡羅模型定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能夠依托風(fēng)險(xiǎn)分析軟件對(duì)微生物中部分參數(shù)及數(shù)值范圍分布狀態(tài)進(jìn)行描述,在針對(duì)食品中存在的李斯特氏菌、沙門氏菌、蠟樣芽泡桿菌等效果較好,然而其方法缺乏模塊化結(jié)構(gòu)。在過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)模型基礎(chǔ)上引入模塊化過(guò)程模型,對(duì)微生物危害在生產(chǎn)、加工及消費(fèi)環(huán)節(jié)中食品路徑傳播作綜合考慮。模塊化過(guò)程可采取貝葉斯網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn),以聯(lián)合概率的方式,考慮因果關(guān)系,然而其在模塊化分先模型中并沒(méi)有將食品生產(chǎn)流通中所存在的設(shè)備、人員、環(huán)境及其他相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行綜合考慮,只能對(duì)當(dāng)前基礎(chǔ)條件下所存在的微生物風(fēng)險(xiǎn)高低進(jìn)行評(píng)估,難以確保微生物危害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。為此,需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型改進(jìn)措施,以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為依據(jù)服務(wù)于食品安全決策,實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的現(xiàn)實(shí)意義。

        2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估改進(jìn)的方法

        2.1 當(dāng)前風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估建模模塊

        在當(dāng)前食品微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估建模方法中,其模塊化風(fēng)險(xiǎn)建模過(guò)程中對(duì)微生物風(fēng)險(xiǎn)路徑進(jìn)行描述的模塊主要表現(xiàn)為微生物動(dòng)態(tài)、物料處理與交叉污染幾個(gè)方面。其中微生物動(dòng)態(tài)模塊主要是對(duì)微生物生長(zhǎng)、抑制及移除等狀態(tài)進(jìn)行描述,基于預(yù)測(cè)微生物學(xué)模型,采取數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行表達(dá),則有:

        Log(Nj)=log(Nj-1)+f(·)

        其中Nj表示在j步驟中食品中所具備的微生物數(shù)量,f(·)代表相關(guān)的微生物動(dòng)力學(xué)模型。物料處理模塊,主要是對(duì)因物料數(shù)量與物料來(lái)源等因素引起的微生物數(shù)量差異性的描述,表現(xiàn)為物料拆分及物料混合兩部分。交叉污染模塊則主要是對(duì)微生物以直接或間接的方式從一個(gè)產(chǎn)品中向另外產(chǎn)品之中流動(dòng)與轉(zhuǎn)移所產(chǎn)生的微生物變化進(jìn)行描述。當(dāng)前風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估建模方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)食品微生物狀態(tài)的全面描述,為此,提出新增建模模塊,以提高模型功能。

        2.2 基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估建模模塊基礎(chǔ)上的新增模塊

        引入危險(xiǎn)轉(zhuǎn)移模塊、控制模塊與效益模塊,以切實(shí)提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的功能性及可靠性。食品安全風(fēng)險(xiǎn)因素較多,主要集中在以下方面:環(huán)境污染、生產(chǎn)操作風(fēng)險(xiǎn)、存儲(chǔ)風(fēng)險(xiǎn)、輔料風(fēng)險(xiǎn)、包裝風(fēng)險(xiǎn)等。以危險(xiǎn)轉(zhuǎn)移模塊為依托,實(shí)現(xiàn)對(duì)食品安全風(fēng)險(xiǎn)因素在食品安全中出現(xiàn)的頻率及數(shù)量概率分布描述,采取數(shù)學(xué)方式進(jìn)行函數(shù)定義,則有:

        If=(0,0,P)

        如不存在食品安全風(fēng)險(xiǎn)則微生物數(shù)量為0,如存在一定風(fēng)險(xiǎn)因素,則微生物量則與概率分布P存在著正相關(guān)關(guān)系,P可以表現(xiàn)為連續(xù)分布形式,也可表現(xiàn)為離散形式。以函數(shù)g(·)來(lái)表達(dá)微生物轉(zhuǎn)移到食品中的含量,其含量關(guān)系與溫度因素、操作時(shí)間因素及接觸面積等因素有關(guān)??刂颇K即采取多種控制方式,如消毒及檢測(cè),對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素引入危害的量及概率等參數(shù)進(jìn)行描述。效益模塊則主要是對(duì)控制措施投入的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行綜合分析。

        2.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估建模方法改進(jìn)后建模步驟

        改進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估建模方法,其操作步驟為:明確處理流程,對(duì)物料混合、拆分及相關(guān)具體操作的參數(shù)及規(guī)范進(jìn)行明確,對(duì)處理環(huán)節(jié)中可能引入的微生物動(dòng)態(tài)變化風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了解;依據(jù)實(shí)際需求選擇科學(xué)模塊,進(jìn)行相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)收集,以統(tǒng)計(jì)分析等方法明確風(fēng)險(xiǎn)模型中存在的條件概率,構(gòu)建模塊節(jié)點(diǎn)并添加控制模塊效益模塊,采取貝葉斯方法對(duì)節(jié)點(diǎn)變量參數(shù)與微生物量參數(shù)進(jìn)行描述。

        3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)

        以某產(chǎn)品奶罐中蠟樣芽泡桿菌調(diào)查為例,采取改進(jìn)后風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。綜合考慮奶罐裝入、運(yùn)輸、零售、超市到家庭搬移、家庭冷藏及飲用等環(huán)節(jié),采取BayesiaLab仿真軟件構(gòu)建食品微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型??紤]牛奶在整個(gè)環(huán)節(jié)中不存在拆分及混合問(wèn)題,將微生物濃度對(duì)數(shù)作為模型節(jié)點(diǎn)變量,采取貝葉斯計(jì)算方法,對(duì)其節(jié)點(diǎn)概率參數(shù)進(jìn)行明確。如下圖1所示:

        通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)模型數(shù)據(jù)分析,可以看出,在超市零售儲(chǔ)存及家庭存儲(chǔ)環(huán)節(jié)中多存在較大安全風(fēng)險(xiǎn),其風(fēng)險(xiǎn)高低與存儲(chǔ)溫度與存儲(chǔ)時(shí)間有關(guān)。以仿真方式進(jìn)行模型表達(dá),保證模型數(shù)據(jù)參數(shù)的可靠性,從而切實(shí)為食品安全服務(wù)。改進(jìn)后風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型還可對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)控制措施投入的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析,為科學(xué)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理提供現(xiàn)實(shí)依托。

        4 結(jié)語(yǔ)

        實(shí)踐證明,采取改進(jìn)措施,增加新型風(fēng)險(xiǎn)模塊,能夠?qū)崿F(xiàn)模型能夠擴(kuò)展,能夠有效為食品安全管理與決策提供依據(jù)。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 劉麗梅,高永超,王玎等.食品中微生物危害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估建模方法改進(jìn)與應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2014(6):279-286.

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