測量不確定度在食品檢驗檢測中的應用探究

（賀州市產品質量檢驗所，廣西 賀州 542827）

食品檢驗檢測在保障食品安全方面具有重要的作用，此項工作是由不同的測量項目組合而成，由于測量過程會受到多方面因素的影響，導致得出的結果與真值存在誤差。為了有效地解決這一問題，可在食品檢驗檢測的過程中，引入測量不確定度，保證測量結果的準確性。下面就測量不確定度在食品檢驗檢測中的應用展開探究。

1 測量不確定度的原理及特點分析

1.1 基本原理

測量不確定度是一種能夠對測量誤差進行有效應對的方法。同時，還能對檢驗檢測中應用方法理論的缺陷進行彌補，對整個實踐過程具有指導作用。在檢驗檢測過程中，檢驗人員的專業技術水平和操作能力均具有可提升的空間，隨著水平和能力的不斷提高，會使每次檢驗檢測所得的結果及相關數據存在差異，需要指出的是，差異通常都是在允許范圍內進行分散，這種分散性能夠作為檢驗的參考依據。

1.2 主要特點

誤差理論是開展數學研究中不可或缺的基礎理論之一，對誤差進行分析時，通常會運用到實驗標準差，它是不確定度的重要理論依據，基于這一前提，可以認為測量不確定度是以誤差理論為依托發展起來的，二者的分析與計算方法相同，只是在概念上存在區別。由于檢驗檢測過程會受到諸多因素的影響，從而導致測量誤差的出現，它是測量結果偏離真值的差值。

2 測量不確定度在食品檢驗檢測中的應用

2.1 評定步驟

在測量不確定度的評定步驟中，數學模型的構建是一個較為重要的環節。在通常情況下，可以用相應的計算公式對被測量值進行表示，此時需要注意的一點是，在計算公式中，為了簡化計算過程，將一些影響比較小的輸入量忽略不計[2]。例如，在對標準溶液的濃度進行不確定度評定時，相關的計算公式為：

式中：C 表示溶液中物質的量濃度（單位：mol/L）。m 表示溶液中溶質的質量（單位：g）。M 表示溶液中溶質的摩爾質量（單位：g/mol）。

式（1）中并未對試劑本身的純度P 加以考慮，這是因為P 的影響非常小，因此一般不會將其加入到計算公式中。為了確保不確定度評定結果的準確性及可信性，在構建數學模式時，應當將該因素考慮在內，由此所得的模型為C=mP/M。

2.2 不確定度的主要來源

在食品檢驗檢測中，對測量不確定度進行應用時，所有可能對測量造成影響的因素，都會在一定程度上影響測量不確定度，所以，需要對不確定度的來源進行分析。

2.2.1 標準物質

國家現行的標準樣品工作導則中，明確給出標準物質的定值原則及相關的統計方法。如果食品檢驗檢測中，使用的標準物質本身存在誤差，則會對不確定度評定造成影響，進而影響到檢驗檢測結果的準確性[3]。

2.2.2 儀器設備

食品檢驗檢測中需要使用天平進行稱重，因不同型號的天平精度存在差異，由此產生的測量不確定度也會有所區別。精度為十萬分之一的天平，其不確定度有2 個來源。1）示值。2）稱量重復性。除了天平之外，還有分光光度計等儀器。

3 應用實例

為了驗證測量不確定度在食品檢驗檢測中的應用效果，以食品中的奶粉為例，將菌落總數作為檢驗對象，據此對測量不確定度進行評定。

3.1 奶粉菌落總數的檢驗檢測方法

對奶粉樣品進行稱量，制作成相應倍數的稀釋液，選取2～3 個稀釋度的樣品1.0 mL，分別加入到滅菌器皿中，并做空白對照，隨后向每個器皿內加入適量的平板技術瓊脂，放入恒溫培養箱內進行培養，培養箱的溫度控制在36℃±1℃，培養時間控制在48h±2h。將器皿從培養箱中取出，觀察各個器皿內的菌落群數，做好相關記錄，最后，對相同稀釋度的器皿內試樣的平均菌落總數進行求取，以此為依據出具檢驗檢測報告。

3.2 檢驗檢測中不確定度的來源分析

在奶粉檢驗檢測中，對不確定度的來源進行分析前，需要先構建起奶粉菌落總數的數學模型，可將奶粉的菌落總數設定為A，用X 對檢測結果進行表示，由此可得到如下數學模型：A=X CFU/g。在檢驗檢測中，測量不確定度的主要來源如圖1 所示。

圖1 測量不確定來源示意圖

3.2.1 樣品的培養溫度與時間

在該次檢驗檢測中，樣品為均一樣品，實驗過程為單一重復測試，鑒于此，樣品培養階段的溫度基本上不會對測量不確定度造成影響，所以可將培養溫度忽略不計。同理，培養時間也可忽略。

3.2.2 培養基

通過選用已知的菌種，對培養基的可用性進行驗證，根據驗證結果，在檢驗檢測中選用統一培養基。

3.2.3 計量

通過對相關標準進行查詢后得知，1 mL±0.007 mL 移液管的不確定度為0.0028 mL。同時，因菌落總數檢測中稱量并不需要細稱，所以由此引起的不確定度可以忽略不計。

3.3 確定分量

該次檢驗檢測是在某檢測機構內進行的，是一次質量合格的測試。因此，可將測量不確定度的分量忽略。由于重復測量產生的不確定度在合成不確定度中的占比較大，所以需要對此予以重點考慮。不確定度的分量構成情況如圖2 所示。

圖2 不確定度的分量構成示意圖

3.4 評定過程

在對奶粉樣品的菌落總數進行測定時，由于需要重復測試，因此會得到多個不同的結果，并且這些結果之間存在一定的差異。對這些結果進行平均后，會產生不合理的偏差，且該偏差以102為單位，因此可用log 平均值，對測量結果進行表示[4]。該次檢驗檢測所得的結果經log 處理后的平均值為2.7693（限于篇幅，計算過程省略）。

利用標準差公式，帶入相關數值后，得到標準不確定度為0.02246，經查表得知，P 為95%時，擴展不確定度為0.0458。由此可得出奶粉菌落總數為2.7693±0.0458，取反對數值，可得出如下結論：該次檢驗檢測中，奶粉的菌落總數在529～653 分布，引入測量不確定度后，奶粉的菌落總數在530～650 分布。據此可出具相應的檢測報告，即該奶粉的菌落總數為（590±60）CFU/g，其不確定度為60 CFU/g。可見，測量不確定度在食品檢驗檢測中具有良好的應用效果，能夠顯著提升測量結果的準確性。

4 結論

綜上所述，食品檢驗檢測是確保食品安全的重要工作，在此項工作的開展中，可以對測量不確定度進行合理應用，由此能夠進一步提升食品檢驗檢測結果的準確性。在具體應用時，要根據檢驗檢測對象，構建起相應的數學模型，并對不確定度的來源進行分析，確定相關分量，最終完成不確定度評定，出具報告。