测量不确定度在食品检验中的应用及进展

测量不确定度在食品检验中的应用及进展

苏昕,高萌

内蒙古自治区产品质量检验研究院  内蒙呼和浩特010010

摘要：随着经济水平的提高，食品安全成为了人们关心的重要问题，如何保持食品检测质量管理与控制的稳定持续发展成为大家关注的话题，因此应该通过测量不确定度的评定，有效提高食品检测质量管理与控制的管理水平，从而提高食品检测的水平，进而为食品安全提供保障。食品检验实验室应具有并应用评定测量不确定度的程序。测量不确定度是评定食品检验检测结果可信程度的最重要依据，有助于提升食品检验检测过程的准确性。

关键词：测量不确定度；食品检验；应用

随着食品检验领域的不断发展，检测技术水平逐步提升，食品检测精确度大幅提高。但是食品检验工作需要复杂的测量程序，实验过程中会受到诸多不确定因素的影响，使得检测结果与真值之间出现一定的误差。由于在实际测量中经常会出现误差，测量不确定度能够表明结果的可信赖程度，是衡量测量结果的重要指标。不确定度的数值可以直接体现检测质量的高低，影响检测结果的可靠性。尤其是在实际工作中，当测量值出现在限定值附近时，为确保数据的可信度，对检测结果进行不确定度评价是不可或缺的。

一、食品检验中的不确定度

不确定度能够为检测结果提供更加科学的保障，正逐步被应用到食品安全检测领域。近年来，分析检测实验室及研究人员高度重视不确定度评定，针对食品检验中的不确定度进行了深入分析。

1、食品化学分析检测中的不确定度。化学分析检测是食品检测的重要手段，主要利用高效液相/气相色谱法、高效液相/气相色谱串联质谱法、紫外扫描分光光度法及电感耦合等离子体质谱法，对食品中营养物质、重金属、非法添加等进行准确定量。在实际食品检测中，高效液相色谱串联质谱法对于痕量残留分析有较为广泛的应用，其不确定度也得到许多研究人员的关注。利用超高效液相色谱串联质谱法，[1]分析了水产品中孔雀石绿、结晶紫及其代谢物残留量的不确定度；测定了豆芽中植物生长调节剂残留量的不确定度；水产品中硝基呋喃类代谢物的不确定度；测定了鸡肉中乌洛托品残留量的不确定度，其均依据其特定检测方法建立了相应的数学模型，并对不确定度分量标准物质（包括标准物质的纯度、标准溶液的配制以及标准曲线的拟合）、样品处理过程（包括样品称量、提取）、重复性测定进行深入分析和量化，最终得出标准曲线拟合和溶液配制过程会产生较大不确定度的结论。[2]对鸡蛋中氯霉素残留量的不确定度进行评定；对大米中多菌灵残留量的不确定度进行分析；在评估米线中乌洛托品的不确定度时，进一步分析了由于测定仪器以及温度变化导致的不确定度，但是缺少对于重复性测定的研究。研究人员对其他检测手段的不确定度也进行了大量研究，利用火焰原子吸收光谱法测定婴儿配方奶粉中钾含量；采用电感耦合等离子体质谱法测定蟹味菇中铅含量。结果表明，标准曲线拟合及重复性测定均为不确定度的主要来源；因此，在操作过程中选择适宜的质量浓度配制溶液，对样品进行多次重复测定均可以使测定结果更准确。

2、食品微生物法检测中的不确定度。微生物检测已经成为重要的食品安全评价指标，目前在食品安全国家标准中，微生物法检测占很大的比例。与化学测量相比，微生物测量有其特殊性，如A类标准不确定度重复测定影响较大，但其不确定度来源与化学分析相同，主要来自称量、校准以及环境因素的影响。食品中菌落总数反映了食品被细菌污染的程度，菌落总数测定是判定其是否符合卫生学要求的依据。[4]建立了测定食品中菌落总数不确定度评定的数学模型，充分考虑不同情况下菌落总数的分析结果并且创新性地引入重复性因子与稀释因子，对膨化食品中菌落总数的不确定度分量进行计算后得到合成不确定度，分析发现影响不确定度的主要因素是样品重复性测定。橙汁中菌落总数检测结果进行不确定度分析，指出直接利用GB 4789.2《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》中菌落总数的计算公式进行分析会导致不确定度分量的漏算。在实际分析中，标准中的计算公式往往是一个简化公式，计算时不可忽略稀释因子对不确定度的影响。微生物法除了测定食品菌落总数等指标外，也可用于食品中营养元素的测定，微生物法测定婴幼儿配方食品中生物素的不确定度；微生物法测定乳粉中泛酸质量分数的不确定度，发现微生物因素均为不确定度的主要来源，微生物培养环境的稳定性对降低不确定度非常重要。

二、测量不确定度在食品检验检测中的应用

1、高效液相色谱法。高效液相色谱法整体操作非常简单，耗时较短，并且准确性很高，可作为参考依据为后续实验带来便利。合理应用测量不确定度可以有效提升检验水平，通过固定工艺分析，有效找出高效液相色谱法应用时存在的不稳定因素和影响检测结果的主要危险来源，有针对性地制定解决方案，提升测量结果的准确度，更好地保障食品安全。以检测糖精和钠元素为例，调制的酒精溶液中含量超出0.15g/kg时，就会使不确定性升高，所以在建立测量体系过程时，先要对溶液进行精准的比例调控，并在样品处理之前进行多次重复测量。

2、串联质谱法。串联质谱法是当前鉴定方法中测量稳定性最高且评定等级分化最严谨的一种，能够通过多种不确定性测量方式的综合运用，得出准确的测量结果，并利用直观的曲线来反馈信息。例如部分专家曾经对动物食品中克伦特罗残留量进行不确定度分析，将被测量溶液的样品利用固定算法求出相关比例配备数量，并直观地用百分比形式反馈其不确定性，结果发现当数值升高且平均值较为稳定时，能够使用的测量方法和跨度非常广泛，但反之则只能运用串联质谱法。这种方法的主要优势在于可以对特定成分进行精确测量，对于食品行业某些检测难度较大的物质，适配度极高。

3、气相色谱法。气相色谱法具有分离速度快、检测灵敏度高、耗费时间较短等优势，但在实际使用过程中容易受到很多客观因素的影响，而且实验过后的反应现象不明显且持续时间较短，无法长期保留，若用作实验的参考数据会使结果不准确。曾有科学家针对气相色谱法应用过程中影响准确性的因素建立相对完善的质量控制体系，以提升结果的稳定性和精确度，但是测量特定物质在某种环境下的不确定度时，仍会因为添加样品的数量或内部浓度不准确而导致工艺不稳定，使得测量曲线有变动情况，而且根据内部数据波动情况判断其范围是否处于正常限度内，也会受客观因素的影响。

4、荧光光谱法。荧光光谱法应用的范围相对较小，多用于环境或食品中重金属或稀有元素含量的分析和特定区域的运用，其原理是通过向被测物体中发射固定数额的光束来测量光谱反馈情况，分析多种元素的含量。这项工作也是我国食品安全行业着重管控的内容，因为食品中一旦出现稀有金属、重金属、稀有元素含量超标的问题，就会对人体造成直接的损伤，甚至导致食物中毒。所以在食品检测过程中要对各类食品添加剂进行重点研究，将其性质和多种实验的变化数值作为核心数据，再添加光谱测定法找出内部稀有元素含量的不确定度，以此作为参考标准进行后续溶液的调配，并为数据的检测提供论据，再通过重复测试曲线运动情况，测定内部无机物含量，进而作为准确的参考数据，为后续实验奠定基础。

综上所述，食品检验检测是确保食品安全的重要工作，在此项工作的开展中，可以对测量不确定度进行合理应用，由此能够进一步提升食品检验检测结果的准确性。在具体应用时，要根据检验检测对象，构建起相应的数学模型，并对不确定度的来源进行分析，确定相关分量，最终完成不确定度评定，出具报告。

参考文献

[1] 于坤，赵娜 . 食品接触塑料制品高锰酸钾消耗量能力验证中测量不确定度评定 [J]. 中国标准化，2018（5）：72-75.

[2] 岳苑 . 食品中单核细胞增生李斯特氏菌的测量不确定度评定 [J]. 生物加工过程，2018（3）：143-146.

[3] 穆卫华 . 食品中大肠菌群 MPN 计数法测量不确定度的评定 [J]. 计量与测试技术，2019（11）：125-127.

[4] 谭湘武，马金辉，萧福元. 微波消解 - 原子荧光法测定食品中总锑含量的测量不确定度分析 [J]. 中国药物经济学，2018（7）：79-81.