農產品質量全程跟蹤與溯源技術研究及應用

　　摘要：農產品質量安全問題一直是世界性的熱點問題。文章簡介了國內外溯源技術的研究發展狀況，并介紹了幾種具有代表性的溯源技術：HACCP體系、RFID技術、穩定同位素技術及EAN.UCC系統。這些溯源技術的應用不僅確保了農產品質量的安全，還增強了農產品在國際貿易中的競爭力，是需要進一步研究和發展的重要領域。
　　關鍵詞：農產品質量安全；質量全程跟蹤；溯源技術
　　
　　農產品質量安全是一個世界性的熱點問題，近年來，隨著一系列事故的發生，農產品安全已引起國內外的高度重視，同時也是廣大消費者關注的熱點，農產品質量安全已直接關系到公眾健康和社會和諧穩定。為此，許多國家政府部門已經建立了相對比較完善的食品安全追溯體系，成為構成食品安全管理不可或缺的組成部分。溯源制度已成為農產品安全管理一項重要手段。以信息技術為基礎構建的農產品質量安全體系可以有效掌握農產品的營養信息、生產過程信息、產地信息，對于發展優質、高產、高效、生態、安全的農產品和建立覆蓋生產、加工、流通各環節的農產品生產管理系統和安全溯源系統具有重要推動作用。
　　一、溯源技術的研究進展
　　溯源技術是確保食品質量安全的有力手段，目前，許多國家的政府機構和消費者都要求建立農產品質量全程跟蹤的溯源機制，有些國家已開始制定相關的法律，以法規的形式將該機制納入農產品物流體系中。與此同時，溯源技術也成為科學領域內的一個研究熱點。
　　國際上許多學者開始從理論、甚至模型上展開了眾多研究，例如：V.Caporale（2001）在分析了跟蹤與追溯之間差別的基礎上，對一些肉制品可追溯的應用和產品識別注冊系統的主要特征進行了描述，詳細闡述了可追溯在食品安全風險評估和管理中的重要性；Linus U.Opara（2003）對農產品供應鏈中產品可追溯的基本概念、應用技術和未來前景進行了全面詳細的綜述，指出了農產品可追溯的快速和準確度在可持續發展農業中的意義和重要性，文章對3S（GIS、GPS、RS）技術在可追溯中應用的可能性進行了分析，但由于涉及領域較多，顯得廣度有余而深度不足；Naas（2005）等人采用安全、可信、實用、快捷四個決策要素，利用AHP分析工具對比了豬肉制品可追溯中的人工記錄手段和電子識別方法，得出結論電子識別方法在數據記錄和處理方面都能大大提高可追溯管理的高效性和可信度。另外對技術層面的研究也有許多報道，例如：Lucia Lo Bello（1998）等人通過對食品追溯過程中所需要的各種數據進行建模，利用WebService技術構建了一個分布式的協同工作系統，解決了產品追溯的信息分散性和復雜性；Miguel（2003）等人對葡萄牙的牛肉制品可追溯進行了研究，提出了一個基于WEB概念的信息模型，并對追溯信息的搜集模式進行了描述，在此基礎上構建了一個牛肉制品追溯系統，實用性比較強；Imad Elkhamri（2005）通過分析RFID、BARCODE以及GPS技術各自的優缺點，討論了在供應鏈一體化環境中如何將實時跟蹤技術和自動識別技術結合在一起共同完成貨運物流的可追溯，并結合鐵路、航空、海洋、公路等運輸業務的各自特點給出相應合適的建議，但作者僅從跟蹤和識別技術特性上進行分析，沒有給出具體的解決方案；Daniel A.Sumner（2006）則從食品安全責任界定的角度，對物流過程的可追溯進行了建模，并對模型進行了公式化描述、推導和驗證，結論認為物流過程的溯源技術可以提高農產品的安全程度。但由于模型基于理想化的假設，限制了模型的實用化和可操作性。
　　相比之下，我國對農產品溯源技術的研究則處于起步階段，在研究方向上更注重它的實用效果，但只是局限于小范圍局部的應用上，系統性的研究尚不多見。例如：王以忠等（2008）提出了一種用于農產品質量溯源的RFID溫度測量記錄系統，并證明切實可行；李勇等（2009）的研究表明利用傅里葉變換近紅外光譜技術可以準確、快速、低廉的對牛肉原產地進行鑒別；鄭火國等（2009）設計研發出基于GPRS的農產品移動溯源終端，便于監管機構和消費者隨時、隨地對農產品質量進行跟蹤追溯；此外，北京、上海、南京、云南、福建、山東等部分城市已開始制定和實施農產品可追溯體制的政策和措施，其中以山東壽光最具代表性，自2004年開展以條碼為主的蔬菜質量安全可追溯系統的探索以來，目前已經能夠通過編碼系統對蔬菜生產流通的全過程進行記錄，從生產到包裝、倉儲、運輸、銷售等全過程都可以通過編碼進行追溯。
　　二、溯源技術的應用現狀
　　隨著農產品消費量的持續增長和消費結構的多元化發展，消費者對農產品質量安全提出了更高的要求，各國也日益重視農產品質量的全程跟蹤。農產品在生產、加工、包裝或流通過程中的質量安全成了農產品安全領域的重要問題之一。為控制質量安全，在這個全過程中采用大量的現代信息技術全程監測農產品安全質量，有效地提高了農產品物流的效率和服務質量，確保農產品安全監測管理體系的良好運行，建立兼顧產、供、銷和監管部門等環節的數據共享及管理機制，形成完整的農產品質量安全監測管理網絡體系。
　　以下介紹幾種已經開始應用并最具代表性的信息技術：
　　（一）HACCP體系
　　HACCP（Hazard Analysis and Critical Control Point）表示危害分析的臨界控制點，是一個確認、分析、控制生產過程中可能發生的生物、化學、物理危害的管理系統，可以有效實現農產品質量監測的信息化管理。HACCP體系是一種有效的農產品質量安全管理體系，它和可追溯制度一樣都要求有一個有效的記錄系統，它是確保農產品安全、進行危害識別、評價和控制的一種科學、合理和系統的方法。通過對加工過程的每一步進行監視和控制，從而降低危害發生的概率。但該體系也有缺陷，從單純的溯源系統來看，其主要側重于如何使客觀信息得到有效標識、交換和傳遞，缺少將整個生產鏈溯源環節與HACCP的危害識別和關鍵控制點的結合。
　　2000年1月12日歐盟發表了《食品安全白皮書》，將食品安全作為歐盟食品法的主要目標，推動形成一個新的食品安全體系框架。其中提出的一項根本性改革就是首次把“從田間到餐桌”的全過程管理原則納入衛生政策。強調食品生產者對食品安全所負有的責任，并引進HACCP體系。要求所有的食品和食品成分具有可追溯性。從歐盟的實踐來看，食品安全可追溯制度并不是孤立的。它必須與其他質量管理體系結合起來才能發揮作用。因此，只有將農產品安全可追溯制度與HACCP體系相結合，才能將整個農產品供應鏈中所有相關信息鏈接起來，而且可以避免重復性工作。總之，HACCP系統不僅是一種能起到預防作用的體系，并且可以更加經濟地保障農產品的安全。
　　（二）RFID技術
　　農產品供應鏈環節較多，管理困難，依靠人工控制農產品生產的每一過程不切實際，必須借助信息技術進行數據的采集、分析和處理。追溯系統主要通過自動識別技術將實物流與信息流結合起來，使得產品的所有生產信息記錄貫穿整個供應鏈，利用網絡技術完成信息在供應鏈各環節之間的傳輸和信息發布，最終達到跟綜和溯源實物的目的。目前，在追溯系統中引起越來越多關注的是RFID技術（無線射頻識別技術）。射頻識別（radio frequency identification，簡稱RFID）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，操作快捷方便。作為一項易于操控、簡單實用、靈活的應用技術，RFID技術在農產品安全管理中得到了廣泛應用。RFID所具備的優越性是條碼、磁卡、IC卡等其他識別技術無法企及的。該技術將電子標簽作為農產品的信息載體，能夠有效地實施跟蹤與追溯，提高農產品安全和監控的水平。中國是個農業大國，農產品在國內外市場流通領域中具有重要地位，自動識別技術將成為中國農產品進入國際市場的“身份證”，將RFID技術及與相關的信息技術相結合，應用于農產品質量安全將是未來農產品質量追溯的發展趨勢，將大大提高中國農產品物流管理能力、農產品質量監管能力、農產品可跟蹤能力及國際貿易中的競爭力。
　　
　　（三）穩定同位素技術
　　目前，國內外已采用了一系列的溯源檢測技術來來鑒別農產品的真偽，同時追溯農產品的品種、飼養制度和地理起源。這些方法包括植物標記法、DNA標記法、近紅外反射光譜法、穩定同位素法。特別是穩定同位素技術，是國際上目前用于追溯不同來源農產品和實施產地保護的一種有效工具，在農產品溯源體系中有很大的發展潛力，日益受到重視。穩定同位素技術就是利用生物體內同位素組成受氣候、環境、生物代謝類型等因素的影響，從而使不同種類及不同地域來源的食品原料中同位素的自然豐度存在差異，以此區分不同種類的產品及其可能來源地。其特點是在不知背景的前提下，鑒別農產品成分摻假、農產品污染物來源、追溯產品原產地以及判斷動物飼料來源等。穩定同位素技術可用于鑒別不同種類、不同來源的食品原料，是目前國際上用于追溯農產品產地來源的一種直接而有效工具，是一個比較新的研究領域，具有廣闊的應用前景。現階段，穩定同位素分析法還局限于實驗室階段，因此，對此方法還需進一步的探索，以盡早應用于實際生產中。
　　（四）EAN.UCC系統
　　關于追溯碼編碼的研究，國外多采用EAN.UCC系統對農產品的生產過程進行跟蹤和溯源。目前，對整個農產品加工鏈主要采用EAN.UCC系統對全過程進行跟蹤與追溯，建立從“農田到餐桌”的食品供應鏈的跟蹤與追溯信息體系。EAN.UCC 系統提供了供應鏈中用于標識物品或服務的一套完整的編碼體系。采用自動數據采集技術，將食用農副產品原料的生長、加工、儲藏及零售等供應鏈環節的管理對象進行標識，并相互鏈接。該系統把食品供應鏈中各個環節的信息連接在一起，可跟蹤食品的生產、加工、運輸到銷售全過程，使生產過程透明化，確保食品安全跟蹤的可靠性，使企業產品在激烈的市場競爭中處于有利地位。但這種系統也有不足之處，使用EAN.UCC系統，要求在食品供應鏈中的每一個加工點，不僅要對自己加工的產品進行標識，還要采集所加工的食品原料上已有的標識信息，并將其全部信息加在產品上，以備下一個加工者或消費者使用。EAN.UCC系統由全球貿易項目代碼（GTIN）、應用標識符（AI）與全球位置碼（GLN）三部分信息組成。在食品工業方面，歐盟等國已經采用EAN.UCC系統成功地對牛肉、魚、蔬菜等食品開展了跟蹤。國內在這方面的研究起步較晚，但發展較快，并取得了一定進展。
　　三、結束語
　　農產品供應鏈包括生產、加工、倉儲、運輸、銷售等多個環節，是一條長且復雜的供應鏈，其特點是生產產品不可逆轉。農產品安全是全球矚目的焦點。作為質量安全的重要證據，消費者要求可信賴的、準確、及時地追溯產品及供應鏈中的各個環節。因此，溯源系統已成為農產品安全管理一項重要手段，全球食品產業和許多國家的政府越來越重視農產品溯源系統的建立。溯源技術是支持農產品溯源系統的重要手段，這些技術的應用除了可以有效保證農產品安全衛生和可以溯源外，其貿易壁壘的作用也日益凸顯。
　　HACCP體系、RFID技術、穩定同位素技術及EAN.UCC系統等溯源技術的應用確保了農產品安全，實現對農產品質量安全的管理和監控。對于實現農產品供應鏈優化整合、農民增收和產業發展具有重要推進作用。可以說信息技術在農產品安全領域中起到了不可替代的作用，農業信息技術的發展滿足了人們對農產品質量安全進一步提高的要求，信息技術的廣泛應用必將會把中國的農產品質量安全體系帶入信息化的時代。雖然這些溯源技術的研究和應用已有了很大的發展，但仍有很多空白領域需要探索，今后仍需加大研究力度。
　　參考文獻：
　　1、李勇等.基于FTIR指紋光譜的牛肉產地溯源技術研究[J].光譜學與光