基于关联矩阵法的食品包装安全性评价研究

　　摘要：目的为确保食品包装的安全性，延长货架期，采用科学系统的方法来评价食品包装的安全性和经济性，解决在食品包装中看重设计、轻视安全性评价的问题。方法通过对食品包装要素、包装技术方法、包装工艺和流通环境等因素对食品安全影响的定性分析，建立影响食品安全的因果关系鱼骨图。运用关联矩阵的方法对食品包装系统进行定量分析，以牛奶包装为例，选择3种不同的包装方法对牛奶进行包装，并利用关联矩阵法对不同的包装体系进行定量计算。结果根据系统评价结果，得到了利乐砖牛奶、塑料瓶和巴氏杀菌百利包的包装系统评价定量分别为5.0分、3.7分和2.6分，通过系统评价定量，可以直观反映各食品包装系统安全性的差异。结论通过因果关系和关联矩阵的定性定量结合方法对系统进行评价，能够为食品包装安全系统的构建提供有力的数据和理论支持。

　　关键词：食品包装；包装体系；因果关系；系统评价

　　食品是人们赖以生存的能量来源，与人们的生活和健康息息相关。食品安全（FoodSafety）指食品应无毒害，并能满足营养要求，对人体健康无任何急性或慢性的危害；食品安全也是专门探讨食品在加工、包装和流通过程中确保食品卫生性的多学科交叉研究领域[1]。近年来，随着人们生活水平的提高和健康意识的不断增强，食品安全问题也越来越受到和老百姓的重视。食品包装是食品流通过程中不可或缺的重要环节，其贯穿于食品流通、销售及储存的整个过程，因此食品包装安全也是实现食品安全的重要技术关键。食品包装的要素是多方面的，既与产品本身的物理和化学性质有关，又与包装材料、包装工艺技术和流通环境等方面有着密切联系，因此食品包装安全也需要从多方面进行评价。

　　1食品包装系统的组成

　　关联矩阵法主要利用评价指标及其权重对系统进行综合评价，因此评价指标的选取对于系统评价的准确性有着比较重要的意义，从食品包装安全来说，想要准确地进行系统评价，就需要了解食品包装系统的组成部分及各个组成部分对包装安全的影响。

　　1.1食品性能

　　1.1.1物理性能

　　食品物性（Physicalpropertiesoffoods）指具有影响食品原料的物理性质及工程特性，包括力学、流变学、质构、光热电等方面的特性，这些特性对食品的口感、质构及质量稳定性有密切的关系，目前已经成为食品科学研究领域的热门课题。一般情况下，评价食品质量包括视觉感应、化学感应和食品质构特性等方面的感官评价指标及营养价值评价指标。

　　1.1.2化学性能

　　食品的化学性能（Chemicalpropertiesoffood）是以化学理论为基础，在分子水平上研究食品的成分、结构、营养价值和安全性在生产、加工、流通及销售过程中的变化及对食品品质及安全性产生影响的性质。食品内部各组成成分之间或者食品的成分与外界环境之间一旦发生反应，很可能会引起许多重要的变质。酶是一种具有催化作用的特殊蛋白质，存在于很多食品之中，在条件适当的时候会引起一系列的生物和化学反应，引起食品主要成分的变化，从而改变食品的品质及营养价值。

　　1.2食品包装的流通环境

　　食品在经过加工和包装后就会进入流通环节，在流通过程中，食品包装会经受环境因素的各种考验，从而改变食品包装的内环境，引起食品的品质变化。

　　1.2.1流通环境引起食品的物理损伤

　　物理损伤主要是指由环境因素引起食品发生的物理变化及物理化学变化，是影响食品品质的关键因素之一。例如，流通环境的湿度变化会破坏包装内环境的相对湿度平衡状态，引起食品本身含水量的变化；环境因素的变化还会引起具有挥发性的食品成分的逸散而引起变质。食品的物理损伤很多时候并不是由于某一因素的作用而引起的，经常是由于很多因素共同作用而引发，如环境温湿度及氧气浓度的变化会改变包装环境内微生物的生命活性和代谢作用，导致脂肪、蛋白质等营养成分在微生物的作用下分解，环境因素的变化还可能引起蛋白质变性、淀粉老化乳化等生物化学变化，这些都会对食品的食用品质和安全性产生影响。

　　1.2.2流通环境引起食品的化学损伤

　　在流通过程中，当环境因素变化时，如果食品包装保护不当，食品会发生一系列的化学及生物化学变化，从而影响食品的品质及安全性。食品中的脂肪、酶等化学成分会与空气和包装内环境中的氧气发生反应，影响到食品的色泽、风味、营养价值以及生鲜食品的呼吸速率，甚至还会造成食品物理性能发生改变，并产生有害的物质。例如不饱和脂肪含量高的食品，特别容易氧化酸败，番茄红素也会在氧化作用的影响下由橙色变成褐色；在很多时候，食品的化学损伤是多方面因素造成的，当流通环境的温度、光照强度变化时，氧化反应速度也会发生变化，从而影响食品的营养价值及食用安全性。

　　2食品包装安全的因果关系

　　食品包装安全是保障食品价值的关键技术之一，食品包装系统的各组成部分之间相互作用，相互协调才能保证食品包装的安全，食品包装系统各组成要素之间的因果关系见图1。根据食品包装安全性评价因果关系鱼骨图可以看出，评价体系中的各因素之间的关系错综复杂，相互影响又相互制约，而食品包装的最终目的是如何通过包装技术延长食品的货架期，通过对食品包装系统的组成并结合鱼骨图进行分析发现，延长食品的货架期主要是保持内装物稳定的物理化学性质，包装材料的阻隔性、包装技术、包装流通环境等因素都会对内装物的性质产生比较大的影响，从而影响食品的货架期。3基于关联矩阵法的食品包装安全性评价实例关联矩阵法（RMA）是系统工程体系中经常使用的系统综合评价方法，主要是利用矩阵来表示各评价指标之间的定量关系，这样的方式可以使人们对复杂抽象的系统问题具象化，从而简化评价过程，明确各评价指标在系统中的权重。关联矩阵系统评价方法的关键在于使用逐对比较法确定各评价指标的权重αj及评价尺度，最终通过加权求得最终的系统评价值。现在以250mL的牛奶包装为例，利用关联矩阵法对食品包装安全系统进行评价。

　　3.1系统评价指标的确定

　　根据食品包装系统组成及鱼骨图的分析结果，拟对牛奶包装安全进行系统评价，选取市面上常见的巴氏杀菌百利包、利乐砖和塑料瓶等3个方案，确定包装材料阻隔性、包装技术方法、流通环境要求、流通过程中内装物性能、牛奶货架期等5个指标进行评价，各评价指标的取值见表1。

　　3.2系统评价指标权重的确定

　　利用逐对比较法对系统评价指标进行比较，得到各指标在评价系统中的权重，比较结果见表2。根据表2所示的结果，可以看出包装材料阻隔性、包装技术、流通环境要求、流通过程中内装物性能和货架期等5个指标的权重分别为0.3，0.2，0，0.1和0.4，由所得权重可知，牛奶包装材料的阻隔性和牛奶包装的货架期在系统评价中所占的比重较大，属于较为重要的评价指标。

　　4结语

　　基于食品包装系统中安全性的要求，结合食品包装对生产效率、经济性等要求，提出了食品包装安全评价体系的基本内容，构建出食品包装安全评价体系各组成部分的因果关系鱼骨图，以牛奶包装为例，利用关联矩阵法对3种不同的方案进行了系统评价，根据计算结果可知，选择利乐砖进行牛奶包装可以获得较高的食品安全包装体系，为食品包装安全系统评价提供了理论基础和数据支持。随着我国食品加工和包装产业的发展，食品包装安全所涵盖的领域越来越宽泛，对食品包装安全的要求也越来越严格，清晰食品包装安全体系各组成部分的制约关系，能够为构建较高安全性的食品包装提供有力的支持，同时，利用系统评价理论对食品包装体系进行评价，能够提高食品包装的安全性，满足人们对食品包装安全的要求。

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　　王宇涵a，巩雪b

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