食品安全追溯的幾種常見技術分析

　　近年來國內外接連不斷發生的食品安全事故，引發了人們對食品安全的高度關注。如何確保食品安全和質量?如何才能吃得放心?已成

河南食品網訊：

　　近年來國內外接連不斷發生的食品安全事故，引發了人們對食品安全的高度關注。“如何確保食品安全和質量?如何才能吃得放心?”已成為各國政府、企業、消費者共同關心的全球性話題。

　　解決這些問題的一個有效手段是：實現食品可追溯，采用國際標準實現從原料到生產加工再到運輸銷售各個環節之間的可追溯性。

　　提起食品追溯，很多企業和消費者都認為是一件很神秘、很復雜的事情，其實則不然，它只需要企業百分之百的誠信和標準化的解決方案，有了這些，實現食品的可追溯就成為非常容易的一件事情。

　　一、食品安全追溯系統的概念與作用

　　(一)追溯系統的概念

　　食品追溯系統是一個能夠連接生產、檢驗、監管和消費各個環節，讓消費者了解符合衛生安全的生產和流通過程，提高消費者放心程度的信息管理系統。該系統提供了“從農田到餐桌”的追溯模式，提取了生產、加工、流通、消費等供應鏈環節消費者關心的公共追溯要素，建立了食品安全信息數據庫，一旦發現問題，能夠根據溯源進行有效的控制和召回，從源頭上保障消費者的合法權益。

　　總的來說，追溯包括跟蹤和追溯兩個方面。跟蹤是指從供應鏈的上游至下游，跟隨一個特定的單元或一批產品運行路徑的能力; 追溯是指從供應鏈下游至上游識別一個特定的單元或一批產品來源的能力，即通過記錄標識的方法回溯某個實體來歷、用途和位置的能力。

　　(二)食品安全追溯系統的作用

　　1、借助全球統一標識管理平臺促進我國食品質量的控制。

　　2、強化產業鏈各企業責任，扶正抑劣，有力的保護企業信譽。通過實施追溯能夠查詢到市場上流通的產品源頭信息，切實找到產品質量負責人，迫使有安全隱患的企業退出市場，而生產質量好的企業也可以建立信譽。

　　3、幫助企業尋找危害的原因與風險的程度，通過管理將生產過程中的風險降低到最低水平。

　　4、給與消費者知情權。消費者能夠通過終端查詢系統查到食品的來源地以及食品種植、生產、加工、運輸等情況進行查詢，并決定是否購買。

　　5、促進全球貿易一體化。食品安全追溯系統在食品物流各個環節建立與國際接軌的標準標識體系，實現對供應鏈各個環節的正確標識，增強農產品來源的可靠性和信息傳輸處理速度，為電子商務和全球貿易一體化奠定基礎。

　　二、食品安全追溯系統的相關技術

　　食品的追溯系統就是食品供應體系中食品構成與流向的信息記錄系統。這就意味著，要建立食品供應鏈各個環節上信息的標識、采集、傳遞和關聯管理，實現信息的整合、共享，才能在整個供應鏈中實現追溯能力。

　　追溯系統實際上就是一套信息管理系統。信息管理的前提是用能夠廣泛接受的標準進行信息的標識表示，然后才能進行信息的采集和傳遞。隨著全球化的發展，在實施追溯的時候必須考慮到信息流動的全球性，必須采用全球通用的標準體系來進行追溯信息的管理。

　　當前國際上普遍采用的是由國際物品編碼協會開發的全球統一標識系統——EAN·UCC系統來實施商品信息的標識、采集和傳遞。EAN·UCC系統是以對貿易項目、物流單元、位置、資產、服務關系等的編碼為核心，集條碼和射頻等自動數據采集、電子數據交換、全球產品分類、全球數據同步、產品電子代碼(EPC)等技術系統為一體的，服務于物流供應鏈的開放的標準體系。

　　目前，全球共有100多個國家和地區的、來自工業、商業、出版業、醫療衛生、物流、金融保險和服務業等行業超過100 萬家的企業，采用EAN·UCC系統，對物品進行標識和供應鏈管理。因此，該系統已經成為事實上的國際標準。[pagebreak]

　　在對有關信息用全球通用的標準標識以后，還需要用全球通用的標準載體來承載這些信息，以便于信息的采集，實現供應鏈全程的無縫鏈接。目前，最常用的信息采集技術是一維條碼技術、RFID射頻識別技術和二維條形碼技術，而二維碼(二維條形碼)技術已經相當成熟，并因其獨特的優勢逐漸受到越來越多食品企業的重視和應用。

　　(一)一維條碼技術

　　一維條碼技術是在計算機應用和實踐中產生并發展起來的廣泛應用于商業、郵政、圖書管理、倉儲、工業生產過程控制、交通等領域的一種自動識別技術，具有輸入速度快、準確度高、成本低、可靠性強等優點，在當今的自動識別技術中占有重要的地位。

　　它利用光電掃描設備識讀條碼符號，從而實現機器的自動識別，并快速準確地將信息錄入到計算機進行數據處理，以達到自動化管理之目的。

　　一維條碼是由一組規則排列的條、空以及對應的字符組成的標記，“條”指對光線反射率較低的部分，“空”指對光線反射率較高的部分，這些條和空組成的數據表達一定的信息，并能夠用特定的設備識讀，轉換成與計算機兼容的二進制和十進制信息。

　　通常對于每一種物品，它的編碼是唯一的，它要通過數據庫建立條碼與商品信息的對應關系，當條碼的數據傳到計算機上時，由計算機上的應用程序對數據進行操作和處理。

　　因此，一維條碼在使用過程中僅作為識別信息，它的意義是通過在計算機系統的數據庫中提取相應的信息而實現的。

　　一維條碼技術具有以下特點：

　　簡單。條碼符號制作容易，掃描操作簡單易行。

　　信息采集速度快。普通計算機的鍵盤錄入速度是200字符/分鐘，而利用條碼掃描錄入信息的速度是鍵盤錄入的20倍。

　　靈活、實用。條碼符號作為一種識別手段可以單獨使用，也可以和有關設備組成識別系統實現自動化識別，還可和其他控制設備聯系起來實現整個系統的自動化管理。同時，在沒有自動識別設備時，也可實現手工鍵盤輸入。

　　自由度大。識別裝置與條碼標簽相對位置的自由度要比光學字符識別(OCR)大得多。條碼通常只在一維方向上表示信息，而同一條碼符號上所表示的信息是連續的，這樣即使是標簽上的條碼符號在條的方向上有部分殘缺，仍可以從正常部分識讀正確的信息。[pagebreak]

　　(二)RFID射頻技術

　　RFID(Radio Frequency Identification ，射頻識別)技術是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID 技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，識別的距離可達幾十厘米至幾米，且根據讀寫的方式，可以輸入數千字節的信息，同時，還具有極高的保密性。

　　最基本的RFID系統由三部分組成：

　　標簽(Tag) ：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象;讀寫器(Reader) ：讀取(有時還可以寫入) 標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式;天線(Antenna)：在標簽和讀寫器間傳遞射頻信號。RFID 技術的基本工作原理并不復雜：標簽進入磁場后，接收讀寫器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息(Passive Tag，無源標簽或被動標簽)，或者主動發送某一頻率的信號(Active Tag，有源標簽或主動標簽);讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。

　　采用 RFID 技術的標簽俗稱電子標簽，與現在廣泛應用的條形碼技術相比， RFID 標簽除了可以省去人工操作，還具有防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大等優勢。另外，由于電子標簽上的數據可以加密，存儲數據容量大，而且存儲信息可以更改，因而它比條碼的應用范圍更廣泛，使用起來也更方便。

　　在食品安全的追溯應用中， RFID 電子標簽能帶來更便利、安全、透明的使用。比如在食品或原材料源頭由企業加入RFID 標簽，寫入食品或原材料在源頭的基本信息，如產地、出產日期、儲存方法及食用方法等;從原產地出來的商品到達食品加工廠，加工廠再把加工好或包裝后信息寫入;檢疫局寫入檢疫信息、倉儲階段寫入入庫信息;出庫分銷到地方代理機構，直到超市、餐飲、快餐以及飯店，再將這一層信息寫入實現跟蹤鏈的最后環節;最后食品到達餐桌。經過這個流程能實現個從整個鏈上可以追蹤食品的各環節。

　　RFID 系統通過為每一件貨品提供單獨的識別身份及儲運歷史記錄，從而提供了一個詳盡而具有獨特視角的供應鏈，實現了跟蹤和追溯的目標。目前，有些國家采用RFID 和條碼結合來對肉食產品的生產、流通進行跟蹤。具體方案是在動物的飼養階段，用RFID 芯片代進行跟蹤，而等動物被屠宰上市，肉品包裝再采用條碼技術。在動物生長階段使用RFID 而不是條碼，可以避免條碼因動物活動而丟失或損壞，并且RFID 標簽在動物屠宰之后可以回收再使用。而被銷售的肉品一旦發生質量問題，根據包裝的條碼就可以實現全程追蹤和監管。

　　不過，由于RFID 目前在技術上還存在信號識別范圍仍有限，金屬和液態物體會干擾射頻信號傳播并影響閱讀正確性等問題;在經濟上還存在成本過高影響推廣的問題;在標準上，還存在混亂現象，到目前為止，全球范圍內還沒有一個成熟的統一標準，不像一維條碼技術那樣有一個全球統一的標準，各廠家推出的電子標簽產品兼容性不高，因而阻礙了RFID產品的使用。[pagebreak]

　　(三)二維條形碼技術

　　對食品生產企業來講，食品一旦出現問題，廠家就會蒙受重大的損失，品牌形象受損，甚而導致企業倒閉。如果能引入二維碼食品安全追溯系統，即使上市的食品出現問題，食品廠家也能快速找出原因，可以只召回有問題的食品而無需追回所有產品，由此可見食品追溯的重要性。

　　1、二維碼追溯方案概述

　　原材料供應商在向食品廠家提供原材料的時候就要進行追溯的前期工作了，將原材料的原始生產數據制造日期、食用期限、原產地、生產者、有無使用的藥劑等信息錄入到二維碼中并打印帶有二維碼的標簽，粘貼在包裝箱上后交于食品廠家。在食品廠家原材料入庫時，使用數據采集器讀取二維碼，取得到貨原材料的原始生產數據，從該數據就可以馬上確認交貨的產品是否符合廠家的采購標準，然后將原材料入庫。

　　根據當天的生產計劃，根據生產計劃單，員工從倉庫中提取必要的原材料，按各個批次要求使用各種原材料的重量進行稱重、分包，在分包的原材料上粘貼帶有二維碼的標簽，碼中含有原材料名稱、重量、投入順序、原材料號碼等信息。

　　根據生產計劃指示，打印帶有二維碼的看板并放置在生產線的前方，看板上的二維碼中錄入有作業指示內容。在混合投入原材料時使用數據采集器按照作業指示讀取看板上的碼及各原材料上的二維碼，以此來確認是否按生產計劃正確進行投入并記錄使用原材料的信息。在原材料投入后的各個檢驗工序，使用數據采集器錄入以往手記錄的檢驗數據，省去手工紀錄。數據采集器中登錄的數據上傳到電腦中，電腦生成生產原始數據，使得產品、原材料追蹤成為可能，擺脫以往使用紙張的管理方式，并可以通過食品安全追溯平臺的數據庫(http://www.foodtrace.com.cn/)在互聯網上向消費者公布產品的原材料信息。

　　2、二維碼追溯方案詳解

　　原料供貨商提供的原料上帶有二維碼標簽，標簽中記錄有原料生產廠家，使用期限等信息。食品生產廠在原料入庫時讀取二維碼將原料生產信息錄入數據庫。在原料貼上二維碼標簽，二維碼標簽中包括原料號碼、原料名稱、入庫日期、供貨商等信息。

　　制定生產計劃時，計劃中包括生產產品名稱、調制容器號碼、使用原料、重量、投入順序、原料編號。將生產計劃的內容錄入二維碼，將帶有該碼的標簽貼在分裝的口袋上。

　　讀取分裝袋上的二維碼，按照顯示在電腦屏幕上的指示(例如將原料號碼051的大豆裝入20kg)將原料裝入分裝袋子中，然后讀取原料袋上的二維碼，將使用的原料數據傳人電腦，

　　原料倒入調制容器中，生產結束后在封裝時，在包裝上打上封裝時間及封裝設備的號碼。此時生產制造數據為：產品名稱、調整制容器號碼、制造日期、制造開始時間、制造結束時間、封裝設備號碼等。

　　每批食品的制造時間及封裝設備號碼記錄到數據庫中，根據食品袋上打印的封裝時間及封裝設備號碼來判號，最終能特定使用的原料信息和生產信息。另外，產品的流通和存儲以及銷售環節的相關信息，也可以錄入并體現在產品外包裝的二維碼上。

　　應用二維碼系統對食品進行追溯，每個產品使用的原材料都有原始數據記錄，企業據此可以快速應對客戶的索賠，可以快速回答客戶對產品質量提出的質疑。二維條碼與普通的—維條碼相比可以放入大量的信息，容易實現信息化管理，一旦食品發生質量問題，馬上可以確認食品的生產過程，特定事故原因，及時召回問題食品，將企業的經濟損失，信譽損失降低到最低程度。

　　實施食品安全追溯，除了需要相關的技術保證以外，還需要供應鏈各個方面的參與和配合，缺少任何一個環節，就無法實施跟蹤與追溯。這就要求對供應鏈的生產、加工、運輸、配送、銷售等各個環節進行有效管理，保證在每個環節能夠進行標準、真實、準確的信息標識，并能夠將這些信息安全、快速地傳遞給下一個環節，使得對商品的跟蹤成為可能，也為以后的追溯奠定基礎。

　　以蔬菜、水果的供應鏈為例，主要經過生產→加工/ 包裝→倉儲/運輸→分銷/ 零售等環節。

　　生產環節

　　蔬果生產環節，由生產者對產品有關信息進行標識，包括生產者代碼、產品名稱、等級、尺寸、產地、凈重、批號等信息。只有當生產者具有相當的規模，生產效率和生產水平較高，在生產環節建立信息標識才有可能。當前我國的蔬果等農產品生產，絕大部分由千家萬戶的個體農民進行，生產比較分散，科技應用水平較低，產品質量不穩定。因此，從農產品生產環節實施跟蹤，一方面要推動農民與有關企業建立合同生產，定向生產，建立農業經濟合作組織，以提高生產的組織化程度。另一方面，要推動蔬果等農產品生產基地建設，提高農產品生產的專業化、科技化、標準化水平。

　　加工/包裝環節

　　這一環節，將根據蔬果產品的質量、尺寸、色彩進行分級，包裝成物流單元，并利用生產環節傳遞過來的標識信息，生成所需信息的條碼標簽。按照需求不同，可以生成箱/ 盒標簽和托盤標簽兩種標簽。如果產品要進行分銷和零售，就生成箱/盒標簽，標簽要包含：GTIN(全球貿易項目代碼)、批號、包裝日期、國家批準號碼或供貨商全球位置碼、原產國(地)、農田代碼(可選)、收獲日期(可選)等。如果產品要進行倉儲和物流運輸，就生成托盤標簽，標簽要包含：SSCC(系列貨運包裝箱代碼)、物流單元內貿易項目的GTIN、物流單元內貿易項目的數量、托盤化日期、凈重、毛重、原產國(地)、農田代碼(可選)等。

　　倉儲/運輸環節

　　蔬果等生鮮產品在倉儲/運輸過程中也很容易發生變質等問題，因此有必要對倉儲/運輸環節的信息如倉儲/運輸的主體、位置、時間等進行標識和記錄。

　　分銷/零售環節

　　這個環節的二維碼要包含以下內容：產品名稱、分級/分類、原產國(地)、重量等內容。當銷售出去的商品一旦出現問題，就可以根據二維碼信息，進行追溯，快速、準確地鎖定問題出現的環節，找出原因。另外，在這一環節，一些基本的管理手段和原則，如批次管理、單品管理、先進先出、貨位管理等，都將有助于實現食品的可追溯。

　　以上這個幾個環節必須協調進行，各方應各負其責地提供正確的條碼數據信息，確保記錄與維護這些信息的安全、真實和準確，缺少任何一個環節，整個過程就中斷了。所以，各方應就各自所標識的信息、方式等達成協議，采用國際通用的有關標準來進行。[pagebreak]

　　三、國外食品追溯系統應用現狀與分析

　　食品追溯系統作為保障食品安全的有效手段，在世界很多國家(特別是歐美等發達國家和部分發展中國家)受到了廣泛的關注，歐盟、美國、日本等國紛紛建立食品質量安全追溯系統。

　　(一)主要國家應用追溯系統概況

　　1、美國

　　美國食物安全的監管特點是食物質量安全監督管理由多個部門負責，主要負責部門為農業部、衛生和公共事業部及環境保護署，分別負責農產品、葡萄酒和飲用水等不同產品。此外，美國商業部、財政部和聯邦貿易委員會也不同程度地承擔了對食品安全的監管職能。

　　2002年，美國國會通過了“生物反恐法案”，將食品安全提高到國家安全戰略高度, 提出“實行從農場到餐桌的風險管理”。國家對食品安全實行強制性管理，要求企業必須建立產品追溯制度。到2006年底所有與食品生產有關的企業必須建立產品質量追溯制度。

　　美國政府于2004年啟動了國家動物標識系統(NAIS)，通過對養殖場和動物個體或群體轉移進行標識，確定其出生地和移動信息，最終保證在發現外來疫病的情況下，能夠48小時內確定所有與其有直接接觸的企業。

　　2、歐盟

　　歐盟成立歐洲食品安全局對食物安全管理承擔主要責任，成員國和歐盟共同執行食物安全管理政策。食品產業受成員國有關機構的監督，這些機構同時受歐盟的管理，歐盟委員會也參與對歐盟的食物安全管理。歐盟的畜產品追溯系統主要應用在牛的生產和流通領域。與一些價值較低、混合包裝的產品只需追溯到生產批次不同，牛肉屬于價值較高的產品，個體標記相對較為容易，其生產及包裝特點決定了基本部位產品可以做到個體追溯，也因此歐盟在客觀條件上能做到實行較嚴格、完善的追溯制度。事實上，歐盟強制性要求入盟國家對家畜和肉制品開發和流通實施追溯制度，從2002年起所有店內銷售的產品必須具有追溯標簽，該標簽必須包含如下信息：出生國別、育肥國別及牛肉關聯的其他畜體的引用數碼標識、屠宰國別以及屠宰廠標識、分割包裝國別、分割廠的批準號以及是否歐盟成員國生產等。

　　3、澳大利亞

　　澳大利亞70%的牛肉產品銷往海外。通過實行國家牲畜標識計劃(NLIS)，澳畜產品得以順利出口歐盟，總值約每年5200萬澳元。NLIS是一個永久性的身份系統，能夠全程追蹤家畜的出生到屠宰。家畜個體采用經NLIS 認證的耳標或瘤胃標識球來標識身份，牛遷移到新的地點時，農場、寄養銷售場或者屠宰場的射頻身份讀取器將讀取并在NLIS數據庫中記錄其移動。NLIS的優點是，通過將整體信息與家畜個體生產數據關聯，改善管理和提高育種決策能力，滿足消費者需求;通過自動數據采集，提高家畜個體記錄準確性。

　　4、日本

　　日本政府已通過新立法，要求肉牛業實施強制性的零售點到農場的追溯系統，系統允許消費者通過互聯網輸入包裝盒上的牛身份號碼，獲取他們所購買的牛肉的原始生產信息，作為對瘋牛病的反應，該法規要求日本肉品加工者在屠宰時采集并保存每頭家畜的DNA 樣本。

　　從國際發展狀況來看，實施追溯既是保障食品安全的現實需求，也代表了當前和未來食品安全保障措施的發展趨勢。同時，也正是這種對食品進行跟蹤和追溯的現實需求，推動了追溯系統的發展和應用。

　　(二)、國外情況分析

　　1、建立追溯系統的動機

　　(1)追根溯源，控制疾病影響。自從1986年英國發生瘋牛病以來，歐盟率先進行了肉牛和犢牛的追溯性研究，歐盟各國均建立了牛及牛肉標識追溯系統。加拿大、美國和日本也是在本國發生瘋牛病后，紛紛引入了肉牛全程標識追溯系統。目前，追溯系統最主要的作用在于及時發現病源，扼制疫情擴大。

　　(2)設立壁壘，保護本國產業。歐盟建立追溯系統的另一個重要原因是設立貿易壁壘，保護本國產業。歐盟將肉品追溯作為一項準入門檻，既針對來自歐盟國家以外的國家，也針對新加入歐盟的其他成員國。

　　(3)打破壁壘，促進肉品出口。澳大利亞NLIS 系統使澳實現了畜產品從牧場到屠宰場的全程跟蹤監測，獲得歐盟認可，其牛肉對歐出口額超過其他任何國家。

　　2、政府管理模式

　　以歐盟、加拿大為代表的國家由一個獨立的或專門設立的部門對肉品追溯進行統一管理。盡管美國采取了多部委共同負責的模式，但事實上對于某一特定產品，仍由單一部門對其生產和流通的各環節進行統一管理。這種一部門負責到底的管理模式集中了資源，大大提高政府產業規劃、政策研究以及應急處理的能力。

　　3、嚴格監管

　　立法上，各國對食品追溯進行了強制性規定：歐盟出臺了一系列相關法律法規，要求在歐盟國家銷售的牛肉制品和生鮮水果、蔬菜都要具有追溯功能，同時要求出口到歐盟國家的肉類產品從2005 年起必須具備追溯功能;美國通過聯邦立法來要求動物產品必須使用標識;日本通過立法要求牛肉產品必須追溯。

　　信息管理上，美國NAIS 信息系統(其數據庫包括國家養殖場信息庫和國家動物記錄信息庫)、澳大利亞NLIS 數據庫等都屬于國家級別數據庫，對錄入的信息有統一的標準，由國家對其進行管理、分析。同時，各國均開始或已經制定法律支持系統信息的真實性。