食品中微生物危害的风险评估建模方法改进与应用
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食品安全风险评估模型及应用案例分析食品安全一直以来都是人们关注的重要问题,因为食品安全事关每个人的健康和生命。
在日常生活中,我们经常听到食品安全问题的报道,如食品污染、添加剂超标、假冒伪劣等情况。
为了解决这些问题,食品安全风险评估模型应运而生。
食品安全风险评估模型是一种科学的分析方法,用于评估食品中存在的潜在风险,并提供相应的管理措施。
该模型以食品安全风险评估为核心,结合食品安全相关因素,通过数据收集、风险分析和预测等手段,对食品安全风险进行量化和评估,并为政府和企业提供科学的决策支持和管理建议。
首先,食品安全风险评估模型需要建立风险评估指标体系。
通过对食品安全风险的相关指标进行综合考量和权重设置,可以得到一个相对客观的评估结果。
这些指标可以包括食品中的化学物质残留、微生物污染、添加剂使用情况、食品加工环节是否合规等方面,以确保评估结果尽可能准确。
其次,食品安全风险评估模型需要数据支持。
通过收集相关的食品安全数据,包括国内外的监测数据、专家意见和消费者调查等,可以对食品安全问题进行全面分析。
同时,还可以通过数据挖掘和大数据技术,对大量的数据进行分析和预测,提供更可靠的风险评估结果。
食品安全风险评估模型的应用案例分析如下:以某国家的食品安全问题为例,该国家发生了一系列食品安全事件,引发了公众的广泛关注。
为此,该国家决定采用食品安全风险评估模型来评估并解决这些问题。
首先,针对该国家的食品安全问题,建立风险评估指标体系。
该指标体系涵盖了食品中的化学物质残留、微生物污染、添加剂使用情况、食品加工环节合规性等方面。
通过对这些指标进行综合考量和权重设置,得到了一个全面而客观的食品安全风险评估模型。
其次,收集了该国家相关的食品安全数据,包括国内外的监测数据、专家意见和消费者调查等。
通过分析这些数据,发现了该国家食品安全问题的主要来源和风险因素。
例如,添加剂超标比例较高,食品加工环节管理不严格等。
通过对数据的分析和风险预测,得出了一些结论和建议。
食品中新型生物毒素与风险评估食品安全一直是人们关注的焦点,新型生物毒素的出现给食品安全带来了新的挑战。
为了保障公众的健康,风险评估成为了必要的工具和方法。
本文将讨论食品中新型生物毒素的定义、检测方法以及风险评估的应用。
一、新型生物毒素的定义和分类新型生物毒素是指近年来在食品中发现的对人体健康有潜在影响的毒素。
根据其来源和性质,新型生物毒素主要可分为细菌毒素、真菌毒素、海洋生物毒素和植物毒素等几类。
1. 细菌毒素细菌毒素是由细菌产生的有毒物质,例如肉毒杆菌产生的肉毒毒素。
这类毒素在食品中的污染通常是由于不良加工和储存条件引起的。
2. 真菌毒素真菌毒素是由霉菌等真菌产生的毒素,如黄曲霉素、赤霉素、玉米赤霉烯酮等。
这类毒素通常由于食品作物在灌溉和收获过程中受到霉菌的污染而产生。
3. 海洋生物毒素海洋生物毒素主要是由海洋生物(如某些浮游生物和贝类)产生的毒素,如贝类食物中的贝毒素。
这类毒素主要通过食用海洋动植物传入人体。
4. 植物毒素植物毒素是由植物体内产生的对人体有毒的物质,如霉菌污染的面粉中的麦角胺。
这类毒素的食品安全问题通常与种植、加工和储存过程中的不合理操作相关。
二、新型生物毒素的检测方法为了及时发现食品中的新型生物毒素,科学家们开发出了一系列的检测方法。
常见的检测方法包括生物测定法、分子生物学方法和化学分析方法等。
1. 生物测定法生物测定法是通过动植物等生物体对某一特定生物毒素的反应进行检测。
例如,使用小鼠进行毒性实验来测定细菌毒素的含量。
2. 分子生物学方法分子生物学方法是通过检测和分析食品中的生物毒素基因或产物来确定其存在与否。
例如,利用PCR技术检测食品中是否含有真菌毒素相关基因。
3. 化学分析方法化学分析方法是通过对食品样品进行化学分析来检测生物毒素的含量。
例如,利用液相色谱法检测海洋生物毒素在贝类食品中的浓度。
三、风险评估的应用风险评估是对食品中新型生物毒素的潜在风险进行评估和预测的过程。
食品安全监测与风险评估食品安全一直是社会关注的焦点话题之一。
随着科技的不断发展,食品安全监测与风险评估成为了保障公众健康的重要工具。
本文将从监测方法、风险评估以及现阶段的挑战与未来发展等方面进行论述。
一、食品安全监测方法食品安全监测方法主要分为定性分析和定量分析两种。
定性分析主要通过检测食品中的有害物质或微生物,如农药残留、重金属、细菌等,来判断食品是否安全。
定量分析则是根据检测结果确定食品中有害物质或微生物的浓度,从而评估食品的安全性。
在定性分析方面,常用的方法包括高效液相色谱法、气相色谱法、质谱法等。
这些方法能够对食品中的多种有害物质进行准确的检测和鉴定。
在定量分析方面,常用的方法有电化学法、光谱法、质谱法等。
这些方法通过测定食品中有害物质或微生物的含量,进而对食品的安全性进行量化评估。
二、食品风险评估食品风险评估是通过对食品中存在的有害物质或微生物的危害性进行综合评估,来判断食品对人体健康的潜在风险。
食品风险评估主要包括风险识别、风险表征、风险评估和风险管理四个步骤。
风险识别通过收集和分析各种数据和信息,确定食品中存在的潜在危害物质或微生物,并了解其生物学、化学特性以及暴露途径等。
风险表征将风险与暴露之间的关系进行量化描述,包括计算潜在风险的剂量-反应关系等信息。
风险评估则是根据已有数据和信息,综合考虑潜在风险的严重性、暴露程度和人群的敏感性等因素,进行综合评估。
最后,风险管理根据风险评估结果,制定相应的食品安全控制措施和标准,以保障公众健康。
三、挑战与未来发展食品安全监测与风险评估在保障公众健康方面发挥着重要作用。
然而,目前仍存在一些挑战和问题需要解决。
首先,监测方法需要不断创新和改进。
尽管现有的方法已经能够检测和评估大部分食品安全问题,但仍有一些难以检测的物质或微生物存在,需要进一步完善监测方法。
其次,风险评估过程需要更加科学和准确。
目前的风险评估仍存在一定的主观性和不确定性,需要引入更多的数据和模型,提高风险评估的科学性和准确性。
食品安全风险评估模型构建近年来,食品安全问题频发,不仅给人们的健康带来了威胁,也对社会稳定和经济发展造成了影响。
为了确保食品的安全和质量,科学建立食品安全风险评估模型至关重要。
本文将从多个方面论述食品安全风险评估模型的构建。
一、食品安全风险评估模型的概念食品安全风险评估模型是指运用食品科学、食品安全学以及风险评估理论,结合食品生产、加工、运输和销售等环节的数据,对食品中的潜在风险进行科学、客观、定量的评估和预测。
二、需考虑的食品安全风险因素在构建食品安全风险评估模型时,需要考虑的因素包括:食品的来源、生产过程、储存条件、运输方式、销售渠道等。
同时,还要考虑食品中可能存在的有害物质、微生物污染、添加剂使用等因素。
三、数据收集和处理为了构建准确可靠的食品安全风险评估模型,需要收集和处理大量的数据。
数据可以通过抽样调查、实验室分析、文献研究等方式获得。
同时,还需要对数据进行统计分析和评估,包括计算均值、标准差、相关系数等。
四、食品安全风险评估的方法目前,常见的食品安全风险评估方法包括定性评估和定量评估。
定性评估主要是通过专家判断和经验分析来评估食品安全风险,该方法适用于数据不完备或不可量化的情况。
定量评估则是基于数据和数学模型,通过计算来评估食品安全风险,更加客观可靠。
五、建立食品安全风险评估模型的步骤建立食品安全风险评估模型的步骤包括:确定评估目标和指标体系、收集和处理数据、选择评估方法、建立数学模型、灵敏度分析和模型验证等。
每个步骤都需要科学合理的设计和操作。
六、食品安全风险评估模型的应用食品安全风险评估模型的应用非常广泛。
它可以用于制定食品安全标准和监管政策,指导企业生产经营和管理,提高监管效能。
同时,也可以用于食品安全风险预警和应急管理,对食品安全事故进行事后分析和控制。
七、食品安全风险评估模型存在的挑战构建食品安全风险评估模型并不容易,面临着许多挑战。
例如,食品安全风险因素的多样性和复杂性,数据的不完备性和不确定性,模型理论和方法的不完善等。
食品安全风险评估与风险监测食品安全一直是大家关注的热点问题,确保食品的安全性对保障公众的健康至关重要。
为了有效应对食品安全风险,食品安全风险评估与风险监测成为了必不可少的手段。
本文将探讨食品安全风险评估与风险监测的定义、方法以及在食品行业中的应用。
一、食品安全风险评估食品安全风险评估是指运用科学方法,对食品中可能存在的危害因素进行预测和评估的过程。
它能够帮助我们了解食品中潜在的健康风险,以及确定食品安全风险的程度和影响程度。
食品安全风险评估一般由以下几个步骤组成:1. 确定食品安全目标:从社会、经济和科学等维度确定食品安全的目标,以此作为评估的依据。
2. 风险识别:确定可能存在的危害因素和其潜在危害性,以及可能引发的食品安全风险。
3. 风险特征:评估各个危害因素的特征,如毒性、生物学特性、暴露水平等。
4. 风险评估:通过数据分析和模型推算,对食品安全风险进行定量或定性评估,以确定其程度和影响程度。
5. 不确定性分析:对风险评估的结果进行不确定性分析,确定评估结果的可靠性和准确性。
6. 风险管理:根据风险评估的结果,制定相应的风险控制和管理措施,以减少或消除食品安全风险。
二、食品安全风险监测食品安全风险监测是指对食品供应链中的风险源进行实时、系统性的监测和报告,以保证食品安全的现状和趋势。
食品安全风险监测主要包括以下几个方面:1. 产品监测:对市场上的食品产品进行抽检和检测,以确定是否存在潜在的安全问题。
2. 环境监测:对生产、加工和贮存环境进行监测,以保证环境符合食品安全要求。
3. 残留物监测:对农药、兽药、添加剂等残留物进行监测,以确保其在食品中的安全使用。
4. 病原菌监测:对食品中的病原菌进行监测,以保证食品的微生物质量符合标准。
5. 食品接触材料监测:对食品接触材料进行监测,以确保其不会对食品产生污染。
食品安全风险监测的主要目的是及时发现和预警食品中的安全隐患,保障公众的健康和生命安全。
三、食品安全风险评估与风险监测在食品行业中的应用食品行业是一个关乎公众健康的重要领域,食品安全风险评估与风险监测在其中扮演着重要的角色。
统计模型在食品安全检测中的应用研究民以食为天,食以安为先。
食品安全是关系到人们身体健康和生命安全的重大问题。
随着科技的不断进步,统计模型在食品安全检测中发挥着越来越重要的作用。
本文将探讨统计模型在食品安全检测中的应用,包括其原理、优势、具体应用领域以及面临的挑战。
一、统计模型的原理统计模型是基于概率论和数理统计的理论和方法,对数据进行分析和建模的工具。
在食品安全检测中,通常会收集大量的样本数据,如食品的成分、物理化学性质、微生物指标等。
统计模型通过对这些数据的分析,找出数据之间的内在关系和规律,从而实现对食品安全状况的评估和预测。
常见的统计模型包括线性回归模型、逻辑回归模型、聚类分析、判别分析等。
线性回归模型用于研究自变量与因变量之间的线性关系;逻辑回归模型则适用于二分类或多分类的问题,例如判断食品是否合格;聚类分析可以将相似的食品样本归为一类,便于发现潜在的问题;判别分析则用于根据已知的类别特征,对新的样本进行分类。
二、统计模型在食品安全检测中的优势1、提高检测效率传统的食品安全检测方法往往需要耗费大量的时间和人力,而统计模型可以快速处理大量的数据,在短时间内得出检测结果,大大提高了检测效率。
2、降低检测成本通过对历史数据的分析和建模,统计模型可以减少不必要的检测项目和重复检测,从而降低检测成本。
3、提高检测准确性统计模型能够综合考虑多个因素的影响,避免了人为判断的主观性和局限性,从而提高检测结果的准确性和可靠性。
4、实现风险预警利用统计模型对食品安全数据进行实时监测和分析,可以及时发现潜在的风险因素,实现风险预警,为食品安全监管部门提供决策依据。
三、统计模型在食品安全检测中的具体应用1、食品污染物检测食品中可能存在各种污染物,如重金属、农药残留、兽药残留等。
通过采集食品样本中的污染物含量数据,并运用统计模型,可以建立污染物含量与食品来源、生产工艺等因素之间的关系,从而评估食品的污染程度和风险。
食品安全风险评估食品安全一直是人们关注的重要问题,食品安全风险评估是保障公众健康的重要手段。
本文将从食品安全风险评估的概念、方法、应用、挑战和未来发展等五个方面进行详细探讨。
一、食品安全风险评估的概念1.1 食品安全风险评估的定义食品安全风险评估是指通过科学方法对食品中可能存在的危害物质或微生物对人类健康的潜在危害进行评估和分析的过程。
1.2 食品安全风险评估的目的食品安全风险评估的主要目的是为了识别和评估食品中的潜在危害物质或微生物对人类健康的危害程度,为政府和企业制定食品安全管理政策和措施提供科学依据。
1.3 食品安全风险评估的重要性食品安全风险评估可以帮助政府和企业及时发现和解决食品安全问题,保障公众健康,提高食品安全管理的科学性和有效性。
二、食品安全风险评估的方法2.1 食品安全风险评估的步骤食品安全风险评估主要包括危害识别、危害特性评估、暴露评估和风险评估四个步骤。
2.2 食品安全风险评估的数据来源食品安全风险评估的数据来源包括食品成分分析、毒性测试、暴露调查等多种途径。
2.3 食品安全风险评估的模型食品安全风险评估常用的模型包括PBPK模型、QRA模型等,用于评估潜在危害物质或微生物对人体的危害程度和风险水平。
三、食品安全风险评估的应用3.1 食品安全监管食品安全风险评估为政府部门提供科学依据,指导食品安全监管工作,及时发现和解决食品安全问题。
3.2 食品生产食品安全风险评估可以帮助食品生产企业制定科学的生产工艺和管理措施,降低食品安全风险。
3.3 食品消费者食品安全风险评估可以提高消费者对食品安全的认识和警惕,保护消费者的健康权益。
四、食品安全风险评估的挑战4.1 数据不足食品安全风险评估需要大量的数据支持,但现实中数据的获取和完善存在困难。
4.2 多因素影响食品安全风险评估受到多种因素的影响,包括生产环境、食品加工过程、消费者行为等。
4.3 不确定性食品安全风险评估存在不确定性,需要不断改进评估方法和提高评估精度。
食品安全监管中的食品安全风险评估结果在食品安全监管过程中,食品安全风险评估扮演着重要的角色。
食品安全风险评估是根据科学原则,通过收集、分析和解释数据,评估特定的食品在生产、加工、运输和消费过程中可能引起的危害或潜在风险。
评估结果将为政府部门、食品生产企业和消费者提供决策依据,以确保食品供应链中的食品安全问题得到妥善处理。
本文将介绍食品安全风险评估的过程以及其在食品安全监管中的重要性。
一、食品安全风险评估过程食品安全风险评估的过程通常分为四个步骤:危害识别、危害特性评估、暴露评估和风险特性评估。
1. 危害识别:在这一步骤中,食品安全专家会对可能存在的危害进行识别和描述。
危害可以包括微生物污染、化学物质残留和物理污染等。
通过收集相关的研究数据和实验结果,专家可以确定每种危害的潜在风险。
2. 危害特性评估:此步骤旨在评估食品中存在的危害的特性。
专家会考虑危害的毒性和感染能力,以及人体对其暴露后可能出现的健康影响。
他们还会综合评估不同群体对危害的敏感性,例如儿童、孕妇和老年人。
3. 暴露评估:在这一步骤中,专家会评估人们可能接触到危害的程度和频率。
他们会考虑食品的消费量、服用频率和处理方式等因素。
此外,专家还会分析食品供应链中可能发生的污染环境和处理措施,并计算潜在暴露水平。
4. 风险特性评估:最后一步是通过将危害特性与暴露评估相结合,评估食品安全风险的严重性。
通过量化和定性分析,专家可以得出针对不同危害的风险等级,以帮助决策者制定相应的控制措施。
二、食品安全风险评估的重要性食品安全风险评估的结果在食品安全监管中起着关键的作用。
以下是食品安全风险评估对各方面的重要影响:1. 政府部门:政府部门可以凭借食品安全风险评估的结果,制定相应的食品监管政策和标准。
这些政策和标准将有助于确保食品生产企业遵守相关规定,加强食品安全控制措施,并提升消费者的保护水平。
2. 食品生产企业:食品生产企业可以根据食品安全风险评估的结果优化其生产过程和产品设计。
第30卷第6期农业工程学报V ol.30 No.62014年3月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2014 279 食品中微生物危害的风险评估建模方法改进与应用刘丽梅1,2,高永超2,王玎2(1. 山东大学控制科学与工程学院,济南 250061; 2. 山东省标准化研究院,济南 250014)摘 要:为了解决目前食品中微生物危害风险评估中模块化过程风险模型仅能评估当前风险而未能考虑流通领域的风险因素和危害溯源等缺陷,该文对食品中微生物危害的定量风险评估建模方法进行了改进。
改进方法将操作环境、人员、设备等风险因素抽象为危害转移模块,设置控制模块表征控制措施对风险因素的控制作用,设置效益模块表征实施控制措施的成本和收益;采用贝叶斯网络模型结构,结合预测微生物学,通过贝叶斯推理估计食品处理过程中微生物危害的数量及其出现的概率。
仿真分析表明,改进方法在实现食品中微生物危害风险评估的同时,在同一模型结构下能溯源危害被引入的风险因素源头,评估风险因素对食品产品安全的影响程度,管理者通过综合考虑控制效果和成本能够选择合适的风险控制措施。
改进的风险评估建模方法对现有方法进行了补充,扩展了风险评估模型的功能,也为企业在生产流通过程中预防和管理安全风险提供有力的工具,具有重要的理论和应用价值。
关键词:风险评估;微生物;模型;食品安全;模块化建模;贝叶斯网络;预测微生物学doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2014.06.034中图分类号:TS201.6 文献标识码:A 文章编号:1002-6819(2014)-06-0279-08刘丽梅,高永超,王 玎. 食品中微生物危害的风险评估建模方法改进与应用[J].农业工程学报,2014,30(6):279-286.Liu Limei, Gao Yongchao, Wang Ding. Improvement and application of modeling method for food microbial risk assessment[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(6): 279-286. (in Chinese with English abstract)0 引 言食品中微生物危害的定量风险评估建模技术,主要有模拟建模和模块化建模。
1998年,McNab[1]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。
Marks[2]将微生物生长动力学融合进微生物风险评估中,对微生物定量风险评估起到了极大的推动作用。
目前,采用蒙特卡罗模型的定量风险评估[3]可使用成熟的风险分析软件@RISK[4]来实现。
但MC模型中的参数(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,因此针对不同的微生物危害和不同的生产或处理过程,例如即食食品中的李斯特氏菌[5]、产气荚膜梭菌[6],鸡肉和鸡蛋中的沙门氏菌[7-9],原料乳中的金黄色葡萄球菌[10],巴士牛奶中的蜡样芽孢杆菌[11],软酪中的李斯特氏菌[12],牡蛎、文蛤等水产品中的创伤弧菌、副溶血性弧菌[13-16],风险评估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。
收稿日期:2013-06-24 修订日期:2014-02-12基金项目:质检公益性行业科研专项(201310147)作者简介:刘丽梅(1974-),女,山东安丘人,高工,博士生,主要从事食品安全管理及其标准化研究。
济南山东大学控制科学与工程学院,250061。
Email:liulm@针对模拟建模方法的上述缺陷,Nauta[17-18]在过程风险模型[19]的基础上提出了以模块化过程风险模型(modular process risk model,MPRM)为结构的微生物定量风险评估建模方法,该方法用结构化的模块来描述微生物危害沿生产、加工、储运和消费等的食品路径的传播。
模块化过程风险模型可使用蒙特卡罗模拟实现,也可采用贝叶斯网络(bayesian belief network,BBN)[20]。
贝叶斯网络具有自然的有向无环结构图,节点代表变量,有向弧代表变量间的联系,建立联合概率的方法很大程度上是考虑因果关系,这与分割成一定数量模块的微生物危害在食品生产路径上的传播模型具有共同的架构。
但模块化过程风险模型中并未考虑食品生产流通过程中面临的来自于原辅料、环境卫生、人员、设备等的各类风险因素,因而只能评估生产流通过程当前条件下面临的微生物危害的风险大小。
本文把在食品中可能引入微生物危害的各类风险因素抽象成一类建模模块——“危害转移模块”,并设计了“控制模块”和“效益模块”,采用贝叶斯网络实现改进的风险评估建模方法。
改进的建模方法可将决策制定过程的不同因素包含进模型中,能利用过程风险模型评估生产流通过程的风险程度,评估风险因素对食品产品安全的影响程度,溯源微生农业工程学报 2014年280物危害发生的源头[21],择优选择拟实施的风险控制措施,使我们能方便地从风险评估转移到食品安全的决策分析,为风险管理提供依据和途径。
1 风险评估建模方法的改进1.1 现行过程风险建模模块现行模块化过程风险建模方法中描述微生物风险路径的模块有微生物动态、物料处理、交叉污染[17-18,20]。
微生物动态模块描述微生物的生长、受抑制、被移除等的情形,采用预测微生物学模型表示,其对数形式为log(N j )=log(N j -1)+f (•)。
其中,N j 代表步骤j 的食品中微生物的数量,cfu/g ;f (•)是微生物的动力学模型。
例如真空肉类食品微生物初级生长模型[14]N t = N 0e μ(t −λ) (1)式中:N 0为微生物现在的数量,cfu/g ;N t 为时间t (h )后微生物的数量,cfu/g ;微生物动力学模型f (•)=()t μλ−,λ为微生物生长延滞期,h ;μ为微生物的生长率,h -1。
物料处理模块描述由于物料来源和数量的变化导致的微生物数量的变化,包括物料的混合和拆分。
物料拆分描述由于一个产品在操作步骤j 被分成n 份导致产品上的微生物N j -1相应地被分成n 份N j ,1,…,N j ,n ,i =1,2,…,n 。
交叉污染模块描述微生物直接或间接从一个产品转移到另一个或很多其他产品的情况,具体描述见文献[17]。
1.2 新增建模模块 1.2.1 危害转移模块食品安全风险因素主要包括原辅料来源、储存风险、操作人员卫生、环境污染、包装风险[22]。
危害转移模块描述上述各类风险因素污染食品的频率及其数量的概率分布,其数学描述定义为if (0,0,P ),即如果风险不存在,微生物的量为0;如果风险存在,微生物量服从概率分布P ,P 可以是离散分布,也可以是连续分布。
微生物转移到食品上的量的比例以函数g (·)表示,g (·)与操作时间、温度、接触面积等因素有关。
1.2.2 控制模块控制模块描述生产中可能采取的多种控制措施,如采用不同的消毒方式、施行不同的检测频率。
措施对风险因素的预防和控制效果,在模型中通过其所作用的风险因素引入危害的概率和量的变化来体现。
1.2.3 效益模块效益模块描述采取控制措施需投入的成本以及可获得的收益。
效益模块在过程风险模型中作为终端节点,可作为控制模块和其他风险模块的子节点。
1.3 改进后的风险评估建模步骤1)梳理流程,理清物料的混合、拆分关系及各操作环节的处理参数,了解处理过程中可能引入微生物危害和影响微生物动态生长的风险因素;2)选择合适的建模模块,确定风险评估模型的贝叶斯网络结构;3)收集风险数据,通过风险数据的统计分析确定过程风险模型中各节点的条件概率;4)添加控制模块节点,修改该控制节点所作用的危害转移模块对应节点的条件概率;5)继续添加效益模块节点,设置控制措施的成本和收益参数。
6)运行贝叶斯推理,计算各节点变量的概率和微生物数量。
2 应用仿真分析针对圆火腿加工过程中沙门氏菌危害的风险评估进行仿真分析。
圆火腿加工步骤包括原料接收、解冻、添加辅料、滚揉、灌装、蒸煮干燥、包装、装箱入库。
理论上,蒸制温度下沙门氏菌可被完全杀灭,但在蒸制后仍可能由于包装、环境等造成二次污染。
采用BayesiaLab 仿真软件[23]建立蒸煮环节以后步骤的简化风险评估模型(图1)。
在模型中,危害转移模块被设置为3个节点(例如N 1、N 2、N 3),1个节点(N 1)表示风险因素引入沙门氏菌的概率,另2个节点(N 2、N 3)联合表示引入食品中的微生物危害的数量(cfu/g )。
该模型包括9个贝叶斯节点,有环境和包装材料2类外界风险因素,考虑了包装、仓储过程中的温度对微生物状态的抑制影响。
仿真结果采用贝叶斯推理获得,贝叶斯推理以贝叶斯公式(2)为核心理论。
P (A i |B )=P (A i B )/(P (A 1)P (B |A 1)+......+P (A n )P (B |A n ))(2) 式中:i =1,2,…,n ,A 、B 代表事件集,在已知事件集A 中各子事件发生的先验概率P (A 1)和A 、B 中的子事件间的条件概率P (B |A 1)时,用公式(4)可以计算出子事件A i 发生的概率P (A i |B )。
连续分布概率函数首先需进行离散化,然后参与计算,包含多个变量的贝叶斯网络推理采用联合树算法[24]实现。
由于贝叶斯推理与模型中各节点取何种概率分布无关,因此参照文献[21]中节点参数的设置,对节点的概率分布进行了假设(表1)。
表中列出了过程风险模型中各节点的变量、参数及其概率分布。
其中dist 代表离散分布;trunc(0,Uniform(0,2.25))代表第6期 刘丽梅等:食品中微生物危害的风险评估建模方法改进与应用 281以下含义:如果其父节点未发生危害转移,该节点变量取值为0,如果其父节点发生危害转移,该节点变量在(0,2.25)区间内均匀分布;Normal[2.8, 0.511]代表变量服从以2.8为期望值、以0.511为方差的正态分布;if (0, 0, 10N 2)服从1.2.1小节的描述,即如果危害转移风险不存在,微生物的数量为0;如果危害转移的风险存在,微生物数量为210N cfu/g ;{–20, 0}代表是否投入成本及其数量,若采取措施,需投入成本20元,标记为–20元,不采取措施则不需投入,标记为0元;[–6070, 1000]代表采取控制措施取得的收益,可在区间内连续取值,负值表示成本大于收益。