基于AHP的食品冷链物流包装材料安全评价

（厦门市质量技术评审服务中心，福建 厦门 361004）

1 研究背景

食品冷链物流是以冷冻工艺学为基础、以制冷技术为手段的低温物流过程，是指冷藏或冷冻类食品在采购、加工、生产、运输、储存和销售等流通过程中始终处于规定的温度环境中，采用冷藏保温系统，以维持产品品质，减少产品损耗的过程。

在食品冷链物流配送中，使用的包装材料主要有纸、塑料、金属、玻璃等，其中以成本低廉、质优美观的塑料应用居多。塑料产品化学稳定性较好，但在聚合工艺中可能有氯乙烯、苯乙烯等单体残留，同时在聚合物加工过程中加入的稳定剂、增塑剂、抗氧化剂、着色剂等添加剂也存在一定毒性，如DEHA增塑剂、双酚A等，这些添加剂在与食品长期接触过程中可能会迁移到食品尤其是酸性液态食品中，也可能在冷链食品加工或再加热过程中迁移至食品中。其他材料也存在类似的安全问题，如包装纸加工过程中的碱液和氯元素残留问题、玻璃重金属铅超标问题等。此外，在冷链物流配送环节，包装材料处于低温状态和振动过程中，材料的机械性能尤其是防破裂性能比正常配送的要求也要高一些。

以上包装材料性能影响了食品冷链物流配送的品质与安全问题，本文根据食品冷链物流的特点和包装材料的特性，建立了食品冷链物流包装材料安全评价体系，并运用层次分析法（AHP）评价我国目前食品冷链物流包装材料安全体系的方案。

2 AHP分析方法

AHP分析方法是美国著名运筹学家T.L.Satty等人20世纪70年代提出的一种定性与定量分析相结合的多准则决策方法。该方法是将决策问题的有关元素分解成目标、准则、方案等层次，用一定标度对人的主观判断进行客观量化，在此基础上进行定性分析和定量分析的一种决策方法。用AHP方法解决系统评价问题的基本思路：把系统与因素之间的隶属关系由高到低排成若干层次，建立不同层次元素间的相互关系，根据对一定客观现实的判断，就每一层次相对重要性给予定量表示，确定表达每一层次的全部元素的相对重要性次序的权值，通过排序结果对系统进行分析和决策。

该方法根据对一定客观现实的两两比较（1-9标度法）的主观判断结构，把专家意见和分析者的客观判断结果直接而有效地结合起来，将同一层次元素两两比较的重要性进行定量描述，利用数学方法判断矩阵一致性，然后在满足一致性的前提下，计算反映每一层次元素的相对重要性次序的权值，通过所有层次之间的总排序计算所有元素的相对权重并进行排序，以此选出最优方案。

表1 1-9标度法

3 食品冷链物流包装材料安全评价体系

根据食品冷链物流包装材料及其加工工艺特点，其安全性能评价指标及要素主要包括：

3.1 机械性能

主要是指在冷链配送中的低温和振动状态下，包装材料的抗冲击力和低温状态下的拉断力、拉伸强度、剥离强度、耐刺穿性等方面的性能，用于评价该包装材料用以保护食品在低温配送和装卸过程中抵抗外界破坏能力的性能。

3.2 阻隔性能

是指包装材料的阻水阻气功能，是衡量包装材料品质和安全的重要指标，只有达到一定要求的阻隔性能才能防止食品在配送过程中受外界水或气体的侵扰，其中尤以防止冷链配送过程中的冷媒污染最为关键。

3.3 材料安全性

是指包装材料本身的安全性指标，如材料本身的毒理学评价指标、包装材料是否含有毒有害的重金属或有机化合物等。

3.4 溶剂残留

冷链物流食品包装材料在生产过程中使用了各种有机溶剂，其成品中常见的溶剂残留包括甲苯、乙酸乙酯、丁酮等，这些残留溶剂容易迁移至食品中，损害食品安全。

3.5 迁移性能

迁移性能是评价冷链物流包装材料流失的有毒有害物质流入食品程度的指标，迁移程度除了跟包装材料本身的性质和有毒有害物质含量有关外，还与接触食品的状态（如液相比例、油脂含量、酒精浓度等）和环境条件（如温度、振动、时间等）有关。

3.6 密封性能

冷链物流食品在低温配送过程中与冷媒（冰袋、冰盒或冷风等）接触紧密，若包装材料的热封性或整体密封性达不到要求，则会使冷媒污染食品，带来风险。另外，若密封性不好，食品中的水分易挥发，造成干耗，严重影响产品品质。

4 食品冷链物流包装材料安全性评价体系层次模型

冷链物流食品不同、包装形式不同、温度要求不同，其包装材料安全性要求也不同，评价安全体系的因素主要来自上述六方面，该评价体系层次结构模型如图1所示。

层次分析模型中，第一层为目标层（A层），即系统的最终评价指标；第二层为准则层（B层），即详细指标，准则层可以是一层也可以是多层；第三层为操作层（C层），也称为方案层，是具体执行的备选方案。AHP方法就是依据目标层和准则层，从方案层的备选方案中选择一个最佳方案的过程。

图1 评价指标层次分析模型

5 AHP方法评价食品冷链物流包装材料安全性的过程

5.1 计算准则层对目标层的权重

第一步：构建准则层对目标层的判断矩阵。根据1-9标度法，由专家打分，得到判断矩阵见表2。

表2 准则层对目标层的判断矩阵

第二步：判断矩阵的一致性。将上述判断矩阵归一化后求最大特征值λmax=6.57，则CI=(λmaxn)/(n-1)=0.11。查表3得RI=1.24，因此判断矩阵的随机一致性比例CR=CI/RI=0.09，由于CR＜0.1，所以该判断矩阵具有一致性。第三步：确认准则层各指标权重。在判断矩阵具有一致性的前提下，由判断矩阵的归一化结果得到准则层的权重集为 W1=（0.09，0.18，0.35，0.14，0.21，0.02）。

表3 随机一致性指标表

5.2 计算方案层对准则层的权重

按以上方法，首先构建各方案层对准则层的判断矩阵，由专家打分，得到判断矩阵分别为：

同样地计算这六个判断矩阵的CR值分别为0.05、0.01、0、0.03、0、0.05，均符合一致性判断，计算归一化权重结果和三个方案综合权重结果见表4。

表4 归一化权重及三个方案综合权重

从结果可以看出，三个方案的优先次序分别是方案1、方案3、方案2，因此优选方案1作为食品冷链物流包装材料安全性最高的方案。

6 结语

层次分析法是一种能将定性与定量相结合的系统分析和评价方法，广泛应用于各个领域的系统分析，本文构建了食品冷链物流包装材料安全评价体系，并基于冷链食品和包装材料的特点，运用AHP方法整合分析相关指标，得到一个综合评价体系。该研究方法为食品冷链物流包装材料安全评价提供了可靠的依据，有利于提升食品冷链物流安全水平。