數(shù)學(xué)建模食品問題抽檢文獻(xiàn)綜述

1、食品安全的抽檢問題文獻(xiàn)綜述【摘 要】食品安全是食品生產(chǎn)、食品加工、食品物流的生命線。近幾年來，先后出現(xiàn)了蘇丹紅、瘦肉精、三聚氰胺等事件，以及各種不利于健康的食品添加劑、強(qiáng)化劑問題的出現(xiàn)，食品安全和衛(wèi)生的檢測已成為全社會，乃至政府部門重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。食品的質(zhì)量安全和衛(wèi)生問題涉及到原材料的使用、生產(chǎn)加工、運(yùn)輸與貯存、流通與銷售等環(huán)節(jié)，在每一個環(huán)節(jié)上出現(xiàn)差錯，都會導(dǎo)致食品出現(xiàn)安全和衛(wèi)生問題，食品質(zhì)量和衛(wèi)生的檢測工作在實(shí)際顯得非常重要。但是，由于食品的種類、品牌和批次繁多，從生產(chǎn)加工到銷售食用中間環(huán)節(jié)復(fù)雜，質(zhì)檢部門不可能對所有食品做到全面的質(zhì)量檢測，一般做一定的抽檢，本文就營養(yǎng)強(qiáng)化面粉的抽檢問題，

2、進(jìn)一步說明食品添加劑的問題。【關(guān)鍵詞】食品質(zhì)量安全 食品安全 食品添加劑第一章 課題背景東漢著名史學(xué)家班固，在中國第一部斷代史漢書·酈食其傳中曾寫到：“王者以名為天，而民以食為天”。從1986年在英國發(fā)現(xiàn)的瘋牛病、1999年比利時等國發(fā)生的二惡英污染事件、2000年日本雪印牛奶中毒事件、2002年瑞典科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的油炸淀粉類食品中的致癌物質(zhì)，到1987年上海甲肝暴發(fā)事件、1998山西朔州等地的多起重大假酒中毒事件、1999年廣東學(xué)生食用農(nóng)藥殘留蔬菜中毒事件，直至最近幾年的“瘦肉精”、“蘇丹紅”、“人造蜂蜜”、“毒油大米”、“劣質(zhì)奶粉”、“甲醛啤酒”、 “霉變甘蔗”、“整容毒棗”、“尿素

3、豆芽”、“硫磺生姜”、 還有“毛發(fā)水醬油”、“熒光增白面粉”、“洗衣粉魚”、“洗衣粉油條”、“吊白塊粉絲”、“PVC粉絲”、 “敵敵畏火腿”、“福爾馬林水產(chǎn)品”、“福壽螺”、“紅心鴨蛋”、“多寶魚”事件等，頻頻見諸媒體和走進(jìn)公眾視野的“有毒食品”叫我們防不勝防，中國人手中的菜籃子開始變得異常沉重。各級監(jiān)管部門針對于此的執(zhí)法檢查，始終沒有停止過，并在每年的元旦、春節(jié)、國慶、中秋等重大節(jié)日期間加大執(zhí)法檢查的力度，同時也查處了不少違法單位。但食品安全事件時有發(fā)生，嚴(yán)重威脅著人民的生命健康，時時令我們提心吊膽。第二章 研究現(xiàn)狀一、食品安全的研究1食品安全的概念食品安全是食品生產(chǎn)、食品加工、食品物流的生

4、命線。食品安全管理不僅關(guān)系到食品生產(chǎn)、加工和物流企業(yè)，還關(guān)系到相關(guān)產(chǎn)品（如清洗劑、包裝材料等）的生產(chǎn)部門。食品的安全性：從廣義上來說是“食品在食用時完全無有害物質(zhì)和無微生物的污染”。從狹義上來講是“在規(guī)定的使用方式和用量的條件下長期食用，對食用者不產(chǎn)生可觀察到的不良反應(yīng)”。不良反應(yīng)包括一般毒性和特異性毒性，也包括由于偶然攝入所導(dǎo)致的急性毒性和長期微量攝人所導(dǎo)致的慢性毒性?！?】2食品中存在的不安全因素食品質(zhì)量安全是食品質(zhì)量狀況對食用者健康、安全的保證程度。食品中的不安全因素可能存在于食品生產(chǎn)、加工、物流、消費(fèi)的各個環(huán)節(jié)，主要有以下幾個方面：（1）微生物、寄生蟲、生物毒素等生物污染。（2）環(huán)境污

5、染無機(jī)污染物如汞、鎘、鉛等重金屬及一些放射性物質(zhì)和有機(jī)污染物中的二惡英、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯等工業(yè)化合物及副產(chǎn)物。（3）營養(yǎng)不平衡因過多攝入能量、脂肪、蛋白、糖、鹽和低攝入膳食纖維等，使病人患高血壓、冠心病、肥胖癥、糖尿病、癌癥等慢性病。（4）農(nóng)藥與獸藥殘留有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類等農(nóng)藥。（5）食品添加劑蘇丹紅是一種工業(yè)用的偶氮化學(xué)染色劑，不是食用添加劑。（6）食品加工、儲藏和包裝過程因高溫產(chǎn)生的多環(huán)芳烴、雜環(huán)胺等致癌物。（7）新型食品轉(zhuǎn)基因食品。3 食品質(zhì)量安全問題的兩種類型3.1 食品質(zhì)量安全問題的發(fā)生的兩種類型一是由于政府監(jiān)管不善和食品市場賣方的“敗德行為”導(dǎo)致的食品質(zhì)量安全問

6、題， 如頻頻曝光的三鹿劣質(zhì)奶粉事件中三聚氰胺成分致使嬰兒得膽結(jié)石等； 二是由于新技術(shù)帶來的不確定所引發(fā)的食品質(zhì)量安全問題，如一直以來受到廣泛關(guān)注的轉(zhuǎn)基因。3.2 生產(chǎn)者和消費(fèi)者的利益不對等關(guān)系根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的經(jīng)濟(jì)理性行為假定，食品生產(chǎn)經(jīng)營者的生產(chǎn)經(jīng)營目的是為了追逐利潤最大化。對一些食品的生產(chǎn)和經(jīng)營者而言，由于受利益動機(jī)的驅(qū)使，會在收益一定的情況下，最大限度地降低成本 (如使用價格便宜的劣質(zhì)帶有毒性的農(nóng)藥等) 來增加收益；或者在投入一定的情況下，最大限度地增加產(chǎn)量 (如過度地濫用化肥、農(nóng)藥等)來增加收益；再加上政府對食品質(zhì)量安全監(jiān)管體系的不完善，最終的結(jié)果就是食品安全的供給嚴(yán)重不足。消費(fèi)者由于受到知

7、識教育水平和消費(fèi)習(xí)慣的限制, 對所消費(fèi)食品的質(zhì)量安全程度認(rèn)識不完全,另外同樣的產(chǎn)品如果不按照規(guī)定的烹飪或食用方法, 就有可能產(chǎn)生一定的食用風(fēng)險(xiǎn)。二、 食品安全的現(xiàn)狀食品物流安全管理包括3個主要環(huán)節(jié)的管理：食品生產(chǎn)加工、食品運(yùn)輸倉儲、食品超市零售。面粉是我國中北部地區(qū)主要的主食原材料，不妨就已推廣食用的“營養(yǎng)強(qiáng)化面粉”抽檢問題進(jìn)行討論，面粉營養(yǎng)強(qiáng)化就是在面粉生產(chǎn)過程中添加維生素和礦物元素來進(jìn)一步提高品質(zhì)、豐富營養(yǎng)的面粉生產(chǎn)過程。1、營養(yǎng)強(qiáng)化面粉的發(fā)展現(xiàn)狀 目前已有近80個國家開展了面粉強(qiáng)化工作，中國強(qiáng)化面粉通過市場推廣和試點(diǎn)示范，初步建立了中國強(qiáng)化面粉的生產(chǎn)、質(zhì)量控制和市場推廣的體系和模式。微量

8、營養(yǎng)缺乏在我國城鄉(xiāng)居民中普遍存在，特別是鈣、鋅、維生素B1、B2、維生素A等缺乏尤其嚴(yán)重。食用效果表明：維生素A缺乏明顯下降，由31下降至19，營養(yǎng)性貧血由155下降至132，血清鋅水平提高。營養(yǎng)強(qiáng)化面粉的低成本高質(zhì)量和技術(shù)簡便成熟有利于市場化發(fā)展。營養(yǎng)強(qiáng)化面粉受到食用地區(qū)人民的普遍歡迎。 2、營養(yǎng)強(qiáng)化面粉的抽檢問題根據(jù)所給的營養(yǎng)強(qiáng)化面粉的各成分的數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)模型，將得出的結(jié)果與中國居民膳食（部分）營養(yǎng)攝入量指標(biāo)的比較，得到所抽檢的營養(yǎng)強(qiáng)化面粉是否為合格的產(chǎn)品。3、營養(yǎng)強(qiáng)化面粉的發(fā)展趨勢 從2002年來，蘭州、承德地區(qū)人群食用強(qiáng)化面粉的生物學(xué)效果評價表明，食用強(qiáng)化面粉后，微營養(yǎng)素?cái)z入量如維生

9、素A、B1、B2、尼克酸、葉酸、鐵、鋅等全面提高，維生素A缺乏量明顯下降。中國居民營養(yǎng)健康意識迅速提高，營養(yǎng)強(qiáng)化面粉的市場空間擴(kuò)大。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院的問卷調(diào)查表明，三分之一的消費(fèi)者認(rèn)為，食品中添加營養(yǎng)成分之后能大幅度地提高營養(yǎng)價值。如果購買乳制品作為禮物送給孩子、老人、孕婦或病人，則高達(dá)851的人會十分注意包裝上的營養(yǎng)素信息，并愿意優(yōu)先選擇營養(yǎng)強(qiáng)化產(chǎn)品。強(qiáng)化面粉產(chǎn)業(yè)將呈規(guī)?；焖侔l(fā)展態(tài)勢。強(qiáng)化面粉的利潤空間一般大于常規(guī)面粉，投資強(qiáng)化面粉意味著產(chǎn)品和企業(yè)利潤空間的增大。 目前，中國強(qiáng)化面粉的產(chǎn)量不到全國面粉產(chǎn)量的1，國家公眾營養(yǎng)改善項(xiàng)目計(jì)劃在未來的五年內(nèi)使強(qiáng)化面粉的產(chǎn)品增加到全國面粉總產(chǎn)量的

10、56。這意味著強(qiáng)化面粉的規(guī)模化增長。4、營養(yǎng)強(qiáng)化面粉的添加劑之間的拮抗問題不同的營養(yǎng)素在同時添加時可能會出現(xiàn)拮抗，例如核黃素能加快葉酸的分解過程；鈣可明顯影響鐵的吸收；維生素類物質(zhì)易受到外界因素的干擾，作為面粉添加劑有的又有色澤問題；某些維生素之間的相互作用也經(jīng)常存在。所以必須解決上述問題才能進(jìn)行有效的面粉營養(yǎng)強(qiáng)化。5、營養(yǎng)強(qiáng)化添加劑混合均勻營養(yǎng)強(qiáng)化添加劑在面粉中的均勻添加非常重要。對某些營養(yǎng)素，人體并非吸收得越多越好，嚴(yán)重的還會帶來疾病和健康問題。例如過量的鐵引起肝硬化，糖尿病等，急性鐵中毒多發(fā)生于兒童；過量的碘會使甲狀腺腫大，誘發(fā)甲亢；過量的鋅，會引起惡心、嘔吐、急性腹痛；過量的硒能使人脫

11、發(fā)、四肢麻木。解決這一問題的根本就是營養(yǎng)素的均勻混合。三、如何提高食品質(zhì)量安全1、加強(qiáng)食品安全宣傳和社會監(jiān)督，提高消費(fèi)者的意識2、在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)加大源頭污染治理力度3、大力整頓食品生產(chǎn)加工業(yè)，切實(shí)提高食品工業(yè)水平4、狠抓薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)一步加強(qiáng)食品流通、消費(fèi)領(lǐng)域的監(jiān)管5、提高抽檢人員素質(zhì)，對某些食品的檢驗(yàn)項(xiàng)目判斷更準(zhǔn)確6、加強(qiáng)國家監(jiān)管體制，商務(wù)、財(cái)政、宣傳、公共安全、工商等部門監(jiān)管工作7、完善和健全標(biāo)準(zhǔn)管理體系和法律體系的建設(shè)四、結(jié)束語通過對食品產(chǎn)業(yè)鏈的每一環(huán)節(jié)中進(jìn)行監(jiān)控, 及時發(fā)現(xiàn)食品質(zhì)量安全隱患, 便于對問題食品實(shí)行召回制度,避免危害消費(fèi)者的健康及造成公眾的恐慌。本文通過對食品安全的概念，不

12、安全因素的分析，引起食品質(zhì)量安全問題的類型；以營養(yǎng)強(qiáng)化面粉為例，營養(yǎng)強(qiáng)化面粉的現(xiàn)狀、抽檢、發(fā)展趨勢，營養(yǎng)強(qiáng)化面粉的均勻混合和拮抗問題等來講述食品質(zhì)量安全的解決方案。參考文獻(xiàn)【1】陳宗道 趙國華.食品物流安全的管理與技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.【2】汪祿祥,黎其萬等 風(fēng)險(xiǎn)分析在農(nóng)產(chǎn)品 (食品)質(zhì)量安全管理中的應(yīng)用 1中國農(nóng)學(xué)通報(bào), 2006 (9)【3】李喜田 食品添加劑管理之我見 面粉通訊，2006（6）：46-47【4】李林軒 食品添加劑安全現(xiàn)狀分析與管理對策研究 面粉通訊，2008第六期【5】中華人民共和國衛(wèi)生部. 食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)S 1GB2760-1996.北京中國標(biāo)準(zhǔn)

13、出版社,1991,12.【6】于江虹 我國食品添加劑使用中存在的問題和對策J1 食品科技,2004,6 1【7】劉偉明 中國綠色食品生產(chǎn)面臨的環(huán)境問題及其對策研究J.有機(jī)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué),2005,12 (9) 88.【8】 Smelzer , Siferd1Supply Chain Management Under The Threat Of International Terrorism1 The International Journal Of Logistics Management,1998【9】M.L.Stecchini and M.DelTorreThe， Food Safety

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15、lture & Environment, 2001, 1 (1) : 101106二 模型的假設(shè)與符號的說明 2.1 模型的假設(shè) （1）每一種食品都有明確的分類，即我們所列舉出的食品必屬于食品分類中的某一類型，不存在模糊分類的情況； （2）假設(shè)食品生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸各方面的公司和工廠在食品運(yùn)營過程中均為正常運(yùn)作，不存在某個工廠停產(chǎn)或是中間某一環(huán)節(jié)脫節(jié)的情況； （3）檢測過程中的系統(tǒng)誤差在所難免，也難以計(jì)算，忽略檢測過程中因儀器等而引起的系統(tǒng)誤差講有利于考慮問題； 2.2 符號的說明 N ：總體的食品數(shù)目； ia ：每種食品的生產(chǎn)量（ ni 1 ）； in ：抽取某一種食品的樣本為， ii

16、Nbn = ；ib ：某一種食品的相對權(quán)重， = ni，i表示被抽取的某種食品； 集合=1-可接受連續(xù)提交檢查批的合格率， jA j jAs inf = 。 集合=不可接受連續(xù)提交檢查批得不合格率， jR j jRr sup =j：影響各類食品安全因素的三項(xiàng)指標(biāo):生物因素、化學(xué)因素、物理因素； 1 ig ，：i這種食品的不合格率； 2 ig 5 ig三 模型的建立與求解 3.1 對問題（1）的研究定量評估分析體系的建立 3.1.1 食品分類 由于我國居民消費(fèi)的食物種類非常復(fù)雜，包括：主食、肉類、蔬菜、水果、飲料、各種調(diào)味劑和經(jīng)過加工的食品，細(xì)分將達(dá)數(shù)千種以上。在實(shí)際調(diào)查過程中如果詳細(xì)地分類，其

17、調(diào)查工作量太大，得到的數(shù)據(jù)也會難以處理，不利于定量分析其危害性。因此，我們根據(jù)食品法典分類標(biāo)準(zhǔn)再結(jié)合實(shí)際給出食品的分類框圖表示在附錄1中圖1。 3.1.2 影響各類食品安全的因素。 主要有兩類：微生物的影響和化學(xué)性污染因素的影響。其中微生物的影響分為真菌、細(xì)菌、病毒、食源性疾病四類，化學(xué)性污染因素分為農(nóng)藥殘留、食品添加劑、食品包裝、有害金屬、環(huán)境污染等各類。 3.1.3 食品危害性的分類 根據(jù)食品企業(yè)HACCP實(shí)施指南 ，食品安全危害可分為三種類型：生物性、化學(xué)性和物理性。 3.1.4 定量的比較評估分析體系運(yùn)用層次分析模型 3.1.4.1 建立影響食品危害性因素的評估綜合指標(biāo)體系（見圖2）

18、3.1.4.2 確定影響食品危害性因素的權(quán)重 由于各類食品的判斷矩陣算法相同，但全部羅列篇幅過多，這里就詳細(xì)舉一類食品的判斷矩陣的建立過程，其他食品類只是簡單的給出結(jié)果。a) 構(gòu)造谷、薯類的判斷矩陣（見表1、2、3、4）； B1 C1 C2 C3 C4 C9 C1 C2 C3 C4 C9 1.0000 0.5000 1.8571 1.1818 0.4483 2.0000 1.0000 3.7143 2.3636 0.8966 0.5385 0.2692 1.0000 0.6364 0.2414 0.8462 0.4231 1.5714 1.0000 0.3793 2.2308 1.1154 4

19、.1429 2.6364 1.0000 表 1 判斷矩陣 B1-C 表 特征向量 W=（0.1512，0.3023，0.0814，0.1280，0.3372） B2 C9 C5 C6 C7 C8 C9 C5 C6 C7 C8 1.0000 0.3226 0.5882 1.2500 0.7143 3.1000 1.0000 1.8235 3.8750 4.4286 1.7000 0.5484 1.0000 2.1250 2.4286 0.8000 0.2581 0.4706 1.0000 1.1429 1.4000 0.2258 0.4118 0.8750 1.0000 表 2 判斷矩陣 B2-

20、C 表 特征向量 W=（0.1369，0.4247，0.2329，0.1096，0.0959） 表 3 判斷矩陣 B3-C 表 B3 C10 C11 C9 C10 C11 C9 1.0000 4.7500 0.1900 0.2106 1.0000 0.4000 0.5263 2.5000 1.0000 特征向量 W=（0.5758，0.1212，0.3030） A B1 B2 B3 表 4 判斷矩陣 A-B 表 B1 B2 B3 1.0000 0.8400 2.3333 1.1905 1.0000 2.7778 0.4286 0.3600 1.0000 各判斷矩陣的各層次單排序及其一致性檢驗(yàn)；

21、 b) 通過判斷矩陣A的特征值的求解（A W= W max ） 得到特征向量 。 計(jì)算一致性的指標(biāo)為W1max=nnCI n為判斷矩陣的階數(shù)，經(jīng)驗(yàn)證，RICICR = <0.10 則層次單排序的結(jié)果有滿意的一致性。 c) 進(jìn)行層次總排序（見表5）； 特征向量 W=（0.3818，0.4545，0.1636） 表5 層次總排序權(quán)值表 B1 B2 B3 B層 C 層 0 0 0 C 層總排序權(quán)值 .3818 .4545 .1636C1 0.151 0 0 2 0.0577 C2 0.3023 0 0 0.1154 C3 0.0814 0 0 0.0311 C4 0.2280 0 0 0.08

22、71 C5 0 0.4247 0 0.1930 C6 0 0.2329 0 0.1059 C7 0 0.1096 0 0.0498 C8 0 0.0959 0 0.0436 C9 0.3372 30 0.1369 0.30 0.2405 C10 0 0 0.5758 0.0942 C11 0 0 0.1212 0.0198 d) 層次總排序的一致性檢驗(yàn)；為，相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)為 ，則B層次總排序隨機(jī)一致性比率為B層對 單排序的一致性指標(biāo) jA jCIjRI= mjjjmjjjRIaCIaCR11，經(jīng)檢測CR<0.10，層次總排序結(jié)果具有滿意的一致性。 e 。 ) 計(jì)算影響各類食品危

23、害性因素的權(quán)重（見表6）表 6 各類食品的危害因素的權(quán)重綜合表危害類型細(xì)菌 真菌 病毒 害人為大氣放射表 6 各類食品的危害因素的權(quán)重綜合表 食源農(nóng)藥食品食品有因素 性疾病 殘留 添加劑 包裝 金屬 污染 污染 性污染 谷、薯類 0.0577 0.1154 0.0311 710.1930590.04980.0436 0.08 0.10 0.2405 0.0942 98 0.01蔬菜類 0.1056 0.1584 0.0135 0.1587 0.1645 0.0425 0.0345 0.0560 0.1305 0.0978 0.0380水果類 0.0957 0.1456 0.0342 0.134

24、6 0.1735 0.0523 0.0457 0.0782 0.1233 0.0923 0.0246畜禽類 0.2034 0.1934 0.0578 0.0823 0.0456 0.0367 0.0903 0.0509 0.2005 0.0235 0.0156魚蝦類 0.1867 0.1337 0.1334 0.1342 0.0246 0.0245 0.0346 0.0390 0.1857 0.0778 0.0258米制品 0.1123 0.1012 0.0934 0.1278 0.0956 0.0834 0.0532 0.0123 0.2879 0.0234 0.0095面制品 0.1124

25、 0.1238 0.0867 0.1123 0.0978 0.1145 0.0790 0.0689 0.1687 0.0256 0.0103堅(jiān)果類 0.0890 0.1623 0.1510 0.1321 0.0467 0.0478 0.0934 0.0680 0.1317 0.0689 0.0091豆制品 0.0719 0.1299 0.1534 0.0783 0.0879 0.1022 0.1417 0.0579 0.1023 0.0468 0.0267腌菜 0.1702 0.2123 0.0467 0.0536 0.0560 0.0045 0.0078 0.0102 0.3982 0.0360 0.0045調(diào)料類 0.0445 0.0367 0.0579 0.1360 0.0149 0.3580 0.1298 0.0790 0.1320 0.0056 0.0056淀粉類 0.0990 0.0678 0.0690 0.1234 0.1