基于食品链的食品溯源系统分析

食品链又称饲料和食品链（feed and food chain），ISO 22000对其定义为“从初级生产直至消费的各环节和操作的顺序，涉及食品及其辅料的生产、加工、分销、贮存和处理”，包括用于生产食品的动物的饲料生产，也包括与食品接触材料或原材料的生产。

一般而言，食品供应链是由农业、食品加工业和物流配送业等相关企业构成的食品生产与供应的网络系统。目前，我国食品供应链管理是以同步化、集成化为特征，以Internet/Intranet技术为依托，主要围绕食品生产、食品供应、食品物流与食品需求等四个主要领域来组织实施的。由于食品链涉及食品的原料生产、食品生产、物流、销售等多个环节，企业在食品链中只能承担其中的一部分或几部分功能，因此，食品链的总体溯源责任应该由社会承担，依靠法律法规进行约束；而食品链的基本溯源功能——企业溯源则由企业保证，它是食品链能够得以完整溯源的基础。完整食品链的溯源系统必然包括企业间溯源（又称外部溯源）和企业内部溯源两部分类型。

1.食品链溯源类型分析

（1）外部溯源。外部溯源是当溯源产品从一个贸易伙伴转移到另一个贸易伙伴时产生的溯源过程，常见的如配送环节。对某一个产品来说，接收双方都需对产品的标识进行识别，保持交接记录，即供货方必须能够根据产品标识追踪到接收方，而接收方也必须能够追溯到产品的供货方，双方都要保持货物的交接记录。需要注意的是，对外部溯源来讲，溯源项（包括产品、批次及标识）是确定的，需要追溯的信息主体是以产品为基础的交易双方，即溯源方（traceability part⁃ner）——企业。外部溯源实质是食品链上的“节点管理”（Link Management），如图7⁃10所示。

（2）内部溯源。内部溯源是从贸易伙伴接收到作为内部流程输入的一个或多个溯源产品到输出一个或多个溯源产品之间的溯源过程，企业内部溯源是食品链溯源的基础和关键。内部溯源环节一般比较复杂，其中涉及多种原料的投入和可能不止一种产品的产出，企业必须做好相应的管理和记录，做好产品的定义和批次的确定，保证溯源的准确性。企业内部溯源必须做到“一步向前，一步向后”，既向上追溯到原料供应商，又向下追溯到产品客户。

图7⁃10 食品链外部溯源图示

常见的企业内部溯源是指加工型企业，如农产品初级加工、食品加工、食品包装、分装等类型，其特点是通常有多种原料进入食品链，产生一种或多种产品，且生产过程可能包含生产、转运、包装等程序。企业内部溯源需明确产品批次、标识，定义溯源项。加工型食品溯源类型如图7⁃11所示。

图7⁃11 食品链的加工型企业内部溯源图示

需要说明的是，类似于批发型的分配型企业，由于其不再对产品进行加工，就不会产生新的标识和批次，相当于其分别作为产品接收方和提供方，进行了两种外部溯源，其溯源实质仍然是“节点管理”。

目前的食品可追溯系统主要是针对企业层面开发的，缺乏贯穿整个食品供应链的追溯方法和前后一致的标准，没有形成追溯信息共享的解决方案和数据交换信息平台。

（3）食品链溯源信息分析。从以上溯源类型，可得出食品链溯源信息至少要包含以下几种类型信息：

1）溯源项信息（企业内部溯源信息）。包括产品的原料、生产等信息，以及产品的标识、批次信息等。

2）溯源方信息（相当于企业间溯源的节点信息）。确定产品目前的位置，产品交易双方名称等。

溯源信息从信息知晓权上又分为公众信息（public information）和企业信息（private information）。公众信息通常可包括各种转运信息和标识信息，信息量可能随各种法律法规而变化，可以包含部分产品信息和企业信息，如产品标签上的信息。企业信息则是企业为保证食品安全及产品质量管理而产生的关于原料、生产过程的信息等。目前，为进一步维护食品安全和消费者的知情权，更多的企业信息通过溯源信息平台的形式进行公开化。(www.xing528.com)

为确保食品链溯源系统的可行性，必须确保溯源信息的真实性和有效性，这可从食品链的终端进行逆向层层追溯来进行确认，事实上，“食品召回”就是食品链溯源有效性的最佳考证。在企业间进行产品交易时，也可对溯源项——一定批次的产品进行审核，通常通过上游企业向下游企业提供证实过程以及符合性和有效性的证据来进行保证。

2.食品可追溯系统机理分析 食品从田间到餐桌，要经过生产、加工、流通、消费等多个供应链环节。食品物流经过的各个环节都存在诸多可能导致食品安全问题的因素，危及最终消费者的安全。在产品加工环节，许多食品加工企业为追求利润最大化，采用陈旧设备、滥用添加剂、色素和防腐剂，甚至采用非食品加工用化学制剂对食品进行处理，使食品遭受有害物质侵害，而引发食品安全问题；流通环节中的长距离运输、大范围销售，以及多渠道多环节流通，都会使微生物与有害物质污染的可能性增大。消费环节中，由于食品生产与消费的日益分离与“食品供给体系的复杂化”，厂商与消费者关于食品安全信息的了解存在着严重的信息不对称。现代食品供给体系日益复杂化、国际化和多元化，参与食品供应链的节点也越来越多，各供应链条纵横交错，形成一个复杂的食品供应网络。在如此庞大的食品供应网络中，每个环节都有可能发生食品污染，从而使食品质量安全问题越来越复杂化，加大了发生食品风险的概率。

食品质量安全可追溯系统是现代信息系统技术、条码技术在食品质量安全管理中的应用。它通过掌握食品供应体系中的信息流，对食品生产进行有效监控，能及时发现食品安全问题并加以制止。建立食品质量安全可追踪系统，对食品供应链全程的产品属性、加工属性、环境状况、参与节点属性等信息进行有效标识，并在中央数据库中保存食品物流经过各个节点时的信息记录，从而实现对供应链中食品原料、加工、包装、贮藏、运输、销售等环节自上而下的跟踪，并在出现食品安全问题时，可以进行自下向上的追溯，快速确定问题环节并迅速扼制问题食品的扩散。

3.食品可追溯技术的研究进展 以下以畜产品可追溯技术的研究进展为例，说明食品溯源系统。

（1）追踪标识技术。在畜产品可追溯系统中为了对产品进行追踪，要求动物实体从养殖、屠宰加工、贮藏到销售阶段都能够对其进行识别。目前，主要使用的追踪技术有条形码技术和无线射频技术（RFID）。

1）条形码技术的应用。近年来，随着计算机应用的不断普及，条形码的应用得到了很大的发展。条形码技术包括条形码编制规则、条形码译码技术、条形码印刷技术、数据通讯技术及计算机技术等，是一门综合技术。条形码是一组粗细不同，按照一定规则安排间距的平行线条图形。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）组成的。条形码可包含产地、起运地、目的地、产物清单、运输记录等信息，具有方便、快捷、准确、高效、低成本的特点。条形码按照维数可分为一维条形码、二维条形码和多维条码，按照编码体系可以分为UPC码、EAN·UCC码、交叉25码等，而商品上最常使用的是EAN·UCC商品条形码。

EAN·UCC系统（全球统一标识系统）由国际物品编码协会（EANInterna⁃tional）和美国统一代码委员会（UCC）共同开发、管理和维护的全球统一标识系统和通用商业语言，为贸易项目、物流单元、资产、位置及服务等提供唯一标识。在电子追踪和追溯体系中，普遍认为EAN·UCC系统是一个比较理想的识别和交流体系。EAN·UCC系统目前主要包括三个方面的内容：编码体系、数据载体和数据交换。编码体系是该系统的核心。食品跟踪与追溯体系中应用的EAN·UCC标识代码一般包括全球贸易项目代码（GTIN）、系列货运包装箱代码（SSCC）、全球位置码（GLN）。作为数据载体，EAN·UCC系统采用自动数据采集技术为支撑，将条码、射频识别等技术应用于供应链管理。EAN·UCC系统主要有三种标准化的条码符号：EAN/UPC条码、ITF-14条码和UCC·EAN-128条码。食品跟踪与追溯体系中主要采用EAN/UPC条码和UCC·EAN-128条码。将EAN·UCC系统（在我国又称ANCC系统）应用于食品供应链中，可以对食品进行有效标识，并保存相关的信息，从而有效地对食品供应链全过程进行跟踪与追溯，建立从田间到餐桌食物供应链跟踪与追溯体系。目前，欧盟等国已经采用EAN·UCC系统成功地对牛肉、鱼、蔬菜等开展了食品跟踪研究。

2）RFID技术的应用。在畜牧业中，特别是牛的饲养上，目前最受推崇的标识技术是RFID技术。一个典型的RFID系统的组成一般包括三个部分：电子标签（Tag），阅读器（Reader），天线。在对牲畜的标识中电子标签的应用主要有四种形式：颈圈式，耳标式，可注射式，药丸式。电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面。阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别的目的。通常阅读器与计算机相连，所读取的标签信息被传送到计算机中进行下一步处理。研究结果表明，电子标识适用于各种场合的动物，无论是集中饲养还是分散饲养的牲畜、使用何种屠宰方法屠宰动物。根据Watts、Miller和Godwin的研究结果，RFID技术读取的准确率超过98%以上，并且电子标签可以重复使用。与条形码相比，电子标识的使用简便，阅读距离长，数据读取准确率高，但成本也较高。

3）其他追溯技术。若干技术可以用在检测食品特性（或组成元素）上，如蛋白质检测技术、虹膜技术、DNA识别技术、红外线光谱等。对于肉类产品在整个供应链上的追溯问题来说，可通过对这些技术的应用，得到有关牲畜的物种、来源、纯正性、年龄、组成和生产系统（包括饲料）的信息。但是，根据我国的国情，要把这些生物检测技术应用于畜产品的可追溯系统还有一定的难度，有些技术代价太高还不能应用于生产，有些还存在一定的局限性，故在可追溯系统发展的过程中，要注重切实可行的追溯技术的开发，保证可追溯体系在对畜产品追溯上具有可操作性。

（2）畜产品“可追溯性”系统的构成要素。畜产品可追溯系统包括了养殖阶段、屠宰分割阶段和销售阶段三个子系统，每个子系统包括个体标识、信息读取和传递系统、中央数据库三个基本要素，它们在养殖阶段、屠宰加工阶段和销售阶段相对独立，但通过计算机技术共享数据库信息，把牲畜个体的宰前和宰后信息对应起来，实现了从源头到肉品以及从肉品到源头双向的信息追溯。

1）养殖阶段。在养殖阶段，养殖场需对动物进行标识，使每一个动物都取得一个合法的身份编号，并对每一个动物进行个体注册，确保每一个动物都取得健康证明和登记卡。有关该动物的详细信息将录入动物的身份证明或计算机系统数据库中。目前，欧盟的畜体身份和登记系统由包含唯一的个体注册信息的耳标，出生、死亡和迁移信息的计算机数据库，动物护照以及农场注册机构组成。在我国，西北农林科技大学动物科技学院设计研制开发了“牛肉安全生产全过程质量跟踪与追溯信息系统”，系统在饲养过程中用耳标加护照的方式标识牛的个体。耳标和护照在牛出生后随即标识，在以后的饲养过程中不再改变。护照在跟随牛的饲养过程中被不断补充新的内容，牛所经历的不同饲养阶段都要在牛的护照上体现。

2）屠宰分割阶段。从活体动物入厂到检疫、屠宰、检验和交易要实现屠宰后的胴体与其活体动物的对应追溯管理。由于屠宰环节的过程复杂，要实现其可靠追溯具有一定的困难。在发达国家屠宰是EAN·UCC供应系统的第一阶段，每一个待宰的动物都必须出具登记卡或健康证明，以及具有动物合法身份编号的耳标。在屠宰中要进行个体编号与屠宰号的转换，并记录屠宰信息。在分割阶段，要组合个体编号与屠宰号，形成新的加工批号，完成追溯信息的传递工作。

3）销售阶段。目前在销售阶段对产品的标识普遍使用的是条形码技术，根据EAN·UCC系统编制的条形码具有全球唯一性。在欧美国家牛肉分割或加工企业必须向产品批发商、冷藏企业或直接的零售商提交动物、胴体以及前期加工处理的所有相关信息。对已包装的牛肉产品，消费者可通过易识别的标签，获得产品的相关信息；而对非包装产品，消费者则可通过另外的途径获得相关的产品信息。在法国，餐馆在买到牛肉制品后，要在两年内保存该牛肉标签，以备政府相关部门或消费者查询。

（3）畜产品信息在食品供应链中的传递。养殖、屠宰、运输、销售以及最终消费，构成了畜产品的供需网络。在畜产品供应链中如何将各个环节信息串连起来，是可追溯系统建立的难点。畜产品溯源体系的建立，必须以信息技术为基础。为了保证整个食品供应链不脱节，发达国家十分注重食品溯源信息系统和网络交换平台的开发建设，如欧盟国家为牲畜建立国家数据库，一出生就对其信息进行管理。从屠宰厂到农场的追溯是基于家畜个体电子识别系统，该系统把动物的信息贮存到电子耳标中，信息经由计算机网络可以在农场、加工厂等畜产品供应环节和信息处理中心数据库之间传递。其中条形码、耳标、电子标签等技术使得信息传递成为可能。在可追溯体系中，通过建立数据库实现共享式传递信息交流的方式来满足相关生产经营者、政府及消费者对追溯体系的要求，从而确保在动物产品标识与可追溯体系中信息传递准确、可靠、快速和一致。

总之，对畜产品进行追溯，是当今世界食品安全发展的趋势。畜产品从田间到餐桌的可追溯体系可以与风险评估系统相结合，以应对食品供应链出现的风险，并且可根据对风险的评估做出正确的应对措施。我国在这方面的研究尚处于探索阶段，许多条件还不成熟，与发达国家相比还存在一定的差距。因此根据国情实事求是地研发符合我国畜产品生产实际的质量跟踪与追溯系统，完善畜产品安全立法，制定适合国际市场的质量标准体系，将会逐步缩小我国畜产品安全生产与国际市场的差距，保证我国畜产品工业和贸易健康发展，保证人民生命健康和国家安全。由此，畜产品可追溯体系的建立将是一项长远的战略方针和保证食品安全的重要举措。