基于二維碼的蜜餞類產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

趙 琨, 王稷罡, 江中林, 陶珊珊, 李云霞, 陳雯雯, 趙 渝

(1.上海師范大學 生命與環(huán)境科學學院,上海 200234; 2.上海師范大學 植物種質(zhì)資源開發(fā)中心,上海 200234;3.上海威妮納網(wǎng)絡(luò)科技有限公司,上海 200072; 4.天喔食品(集團)有限公司,上海 201601)

0 引 言

近年來食品安全問題不斷發(fā)生,食品安全溯源系統(tǒng)成為政府、企業(yè)和消費者共同關(guān)注的重要民生保障措施之一.食品安全溯源體系的建立由政府主導推動,通過食品產(chǎn)業(yè)鏈上的各方參與來進行實現(xiàn),依照食品產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)范和標準要求開展溯源系統(tǒng)建設(shè).同時,食品安全溯源系統(tǒng)涉及生產(chǎn)、加工、包裝、物流、運輸、消費者等多個環(huán)節(jié),不同用戶對數(shù)據(jù)需求目的不同,對食品安全溯源系統(tǒng)的實際推廣和應用提出了挑戰(zhàn).

蜜餞是以干鮮果品、瓜和蔬菜等為原料干制而成的具有中國傳統(tǒng)特色的休閑食品,是受到人們廣泛喜愛的一種食品.但近年來關(guān)于蜜餞類食品安全問題的報道頻現(xiàn),除企業(yè)自律不足,監(jiān)管力度有限等原因外,還有一個因素決定了蜜餞類食品在質(zhì)量安全管理上的難度,那就是它的傳統(tǒng)制作工藝.由于蜜餞制作需要晾曬、烘干、鹽漬、糖漬等諸多傳統(tǒng)工藝流程,食品添加劑超標、生產(chǎn)環(huán)境不達標等問題便成為了危害食品安全的重要原因[1].為了應對蜜餞生產(chǎn)過程中存在的種種隱患,加強企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)品質(zhì)量控制,并讓消費者在拿到最終產(chǎn)品時做到質(zhì)量信息可追溯,本文作者以國內(nèi)某休閑食品著名企業(yè)為研究對象,經(jīng)過福建莆田生產(chǎn)基地實地調(diào)研,構(gòu)建了一個基于二維碼技術(shù)的蜜餞產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng).

1 溯源方式與選擇

國內(nèi)外現(xiàn)行的食品安全溯源標示技術(shù)主要有條形碼管理(一維條碼、二維碼、彩碼)、RFID無線射頻技術(shù)、DNA標志技術(shù)、虹膜識別和超微分析等[2].本文作者選用二維碼技術(shù),它具有使用方便、成本低、溯源信息靈活可互動等特點.

二維碼(2D barcode)[3-4]是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在二維方向上分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息.二維碼信息密度高、信息容量大,可不依賴數(shù)據(jù)庫及通訊網(wǎng)絡(luò)而單獨應用,而且可以將圖片、聲音、簽字、指紋等可以數(shù)字化的信息進行編碼,完成對物品的描述,因此可以為消費者提供更全面食品溯源信息.二維碼容錯能力強,具有錯誤校驗和糾錯能力,當二維碼出現(xiàn)穿孔、污損等引起局部損壞面積達50%時,仍然可以正確識別.另外,二維碼還具有編碼范圍廣、譯碼可靠性高、可引入加密措施等特點.

在食品流通企業(yè)建立二維碼溯源系統(tǒng),一方面是提高企業(yè)供應鏈管理效率的有效方法.另一方面在食品企業(yè)面臨食品安全風險時,能將供應鏈信息完整的展示給政府監(jiān)管部門與消費者面前,最大程度降低企業(yè)損失,保障食品的安全提供,使消費者得到一種全新的消費體驗.建立企業(yè)內(nèi)部溯源系統(tǒng),產(chǎn)品生產(chǎn)過程的生產(chǎn)信息和原料信息錄入至包裝產(chǎn)品的二維碼中.產(chǎn)品進入市場后,消費者可以通過單包產(chǎn)品上的二維碼查詢到收購、加工全程中的信息.在突發(fā)性食品安全問題出現(xiàn)時,可以迅速查詢到問題出現(xiàn)的環(huán)節(jié)以及相關(guān)環(huán)節(jié)的具體信息,真正做到有源可溯.

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 現(xiàn)場調(diào)研與溯源流程分析

系統(tǒng)設(shè)計過程中,以蜜餞生產(chǎn)流程為溯源編碼基礎(chǔ),依據(jù)GB/T 10782蜜餞通則[5]、GB 14884蜜餞衛(wèi)生標準[6],進行了蜜餞生產(chǎn)加工場地的現(xiàn)場調(diào)研,對該產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程進行了詳細的記錄.并根據(jù)ISO22000/HACCP[7]要求進行了危害關(guān)鍵控制點分析,從中選取合適的溯源信息點,再按照現(xiàn)有生產(chǎn)記錄表格填寫習慣,將信息采集點與現(xiàn)有工藝流程銜接,數(shù)據(jù)存入服務器保存.

圖1 蜜餞生產(chǎn)工藝流程圖與溯源信息采集點

① 原料入庫:根據(jù)GB/T10782[5],采用的原輔材料及食品添加劑應符合相應的標準要求,不應使用腐爛變質(zhì)的果蔬原料;

② 鹽漬:記錄原料品種、鹽漬池號、批次及添加劑用量;

③ 晾曬:根據(jù)GB/T10782[5],水分≤35%,總糖(以葡萄糖計)≤70%,氯化鈉≤8%,食品添加劑:酸味調(diào)節(jié)劑(檸檬酸、蘋果酸)、甜味劑(甜蜜素、糖精鈉)、護色劑(D-異抗壞血酸鈉、焦亞硫酸鈉)、著色劑(二氧化鈦)防腐劑(苯甲酸鈉)等的使用應符合GB2760[8]的規(guī)定;

④ 糖漬:記錄糖漬池號、鹽坯品種、規(guī)格、鹽胚數(shù)量、領(lǐng)用人、漂水日期、脫水時間明細、責任人、糖液添加數(shù)據(jù)等;

⑤ 晾曬:檢驗感官、水分、總糖、氯化鈉、二氧化硫殘留量、苯甲酸、山梨酸、糖精鈉、菌落總數(shù)、霉菌、大腸菌群等指標(GB4789[9],GB5009[10]);

⑥ 分裝:分裝后對包裝品質(zhì)、凈含量、標簽、菌落總數(shù)、霉菌、大腸菌群進行檢驗.

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計與數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

蜜餞類產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)主要由管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)錄入、查詢系統(tǒng)和溯源設(shè)置四個模塊構(gòu)成.每個模塊下設(shè)不同子模塊,功能如圖2所示.

圖2 溯源系統(tǒng)功能設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計采用 Microsoft SQL Server 2008[11],數(shù)據(jù)庫存儲過程采用擴展 SQL 語言開發(fā),客戶端數(shù)據(jù)庫采用 SQL 2008,服務器采用的Windows Server2008.本數(shù)據(jù)庫以福建莆田生產(chǎn)基地采集到的生產(chǎn)信息作為溯源數(shù)據(jù)來源,收集了蜜餞生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)中的各項原料信息和質(zhì)量信息,并將傳統(tǒng)表格記錄習慣與溯源系統(tǒng)相結(jié)合,使生產(chǎn)加工過程中的每一張記錄表都和系統(tǒng)后臺管理相連接,在系統(tǒng)管理界面即可對數(shù)據(jù)庫進行更新和修改操作.

2.3 消費者體驗技術(shù)的研究

傳統(tǒng)的食品安全溯源往往是消費者被動接受溯源結(jié)果,互動反饋系統(tǒng)并不完善,消費者在查詢溯源結(jié)果之后無法對產(chǎn)品或溯源系統(tǒng)本身進行信息反饋.在開發(fā)蜜餞溯源系統(tǒng)地同時進行消費者體驗技術(shù)的研究,旨在為生產(chǎn)商和消費者提供一個交流互動的平臺,建立一個全新的互利雙贏的食品安全溯源生態(tài)系統(tǒng).本研究通過線上線下調(diào)查問卷分析消費者不同的消費習慣和對不同溯源信息的關(guān)注度,選擇了一種消費者最樂于接受的互動評價系統(tǒng)作為溯源系統(tǒng)的重要組成部分.

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 溯源信息采集與傳遞

圖3 溯源信息的查詢與錄入

根據(jù)圖1所示的生產(chǎn)工藝流程和溯源信息點,生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)加工過程中即可安排專員對溯源信息進行采集,并實時錄入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫.由于加工型企業(yè)通常多種原料進入食品鏈,產(chǎn)生一種或多種產(chǎn)品且生產(chǎn)過程可能包含生產(chǎn)、轉(zhuǎn)運、包裝等程序.企業(yè)內(nèi)部溯源需明確產(chǎn)品批次、標識,定義“溯源項”.對于不同產(chǎn)品、批次或溯源項,均可在數(shù)據(jù)庫后臺系統(tǒng)進行增減、編輯、數(shù)據(jù)錄入等操作(圖3).

溯源信息經(jīng)由現(xiàn)場實時采集,以異步傳輸方式存入數(shù)據(jù)庫,通過VPN專線,匯總到集團數(shù)據(jù)庫.同時位于生產(chǎn)線上的各個打印設(shè)備可將數(shù)據(jù)庫生成的二維碼同步打印到每個產(chǎn)品上,消費者通過手持二維碼終端,即可向集團數(shù)據(jù)庫進行溯源信息獲取.信息傳遞過程如圖4所示.

圖4 溯源信息傳遞示意圖

3.2 溯源結(jié)果的展現(xiàn)

消費者通過掃描產(chǎn)品包裝上的二維碼,即可獲取相關(guān)產(chǎn)品的名稱、規(guī)格、配料等信息.若想獲得更多的產(chǎn)品信息,可點擊溯源結(jié)果頁面設(shè)置的不同信息項,點擊后跳轉(zhuǎn)到原料信息、質(zhì)量信息等界面查看詳細的食品安全信息[12].

3.3 消費者互動評價系統(tǒng)

在食品安全溯源系統(tǒng)中加入消費者互動評價系統(tǒng),將傳統(tǒng)的單純展現(xiàn)溯源信息變?yōu)榱丝苫拥男履Ｊ?改善了消費者的溯源體驗.

消費者在購買該產(chǎn)品后,可通過掃碼跳轉(zhuǎn)到互動評價頁面,對產(chǎn)品做一次評價.這樣不僅增加了消費者話語權(quán),增強了消費者的購買信心,還能幫助消費者選擇商品、做出正確的購買決定.更重要的是通過互動,使消費者能及時對產(chǎn)品及溯源系統(tǒng)本身進行反饋,從而促進產(chǎn)品質(zhì)量的提升與溯源系統(tǒng)的改進.對于生產(chǎn)商和銷售商而言,也有諸多好處,如增加企業(yè)可信度,提高企業(yè)形象,并可通過獲取消費者的掃碼信息,對消費者的消費習慣和產(chǎn)品的銷售情況做出一定的分析.

圖5 溯源結(jié)果的獲取與展現(xiàn)

圖6 消費者互動評價頁面

4 結(jié)論與展望

本研究通過生產(chǎn)過程調(diào)研、食品安全溯源平臺系統(tǒng)的構(gòu)建、溯源結(jié)果展示方式與消費者體驗等部分的研究,構(gòu)建了一個基于二維碼與云計算的食品安全溯源系統(tǒng).系統(tǒng)以食品供應鏈為基礎(chǔ),建立了從農(nóng)田、生產(chǎn)到食品包裝環(huán)節(jié)的溯源系統(tǒng),同時設(shè)置了消費者互動模塊,對傳統(tǒng)溯源系統(tǒng)做出了一定的創(chuàng)新.成果首先由國內(nèi)某休閑食品龍頭企業(yè)組織實施,主要應用于韓話梅產(chǎn)品的全程安全生產(chǎn)檔案記錄、監(jiān)控管理和產(chǎn)品追溯.

本系統(tǒng)不僅可以應用于蜜餞類產(chǎn)品,也可在其他大類食品中進行推廣應用.同時為了應對產(chǎn)品防偽問題,可以在系統(tǒng)原有構(gòu)架的基礎(chǔ)上,以加密二維條碼為表現(xiàn)形式,整合有標識密碼、云計算以及的食品安全防偽溯源服務系統(tǒng),賦予產(chǎn)品唯一的加密二維碼標示,食品生產(chǎn)企業(yè)、消費者、監(jiān)管機構(gòu)可以通過手持終端(手持PAD,智能手機等)按查詢到各自所需的內(nèi)容.這樣在查詢溯源信息的同時,也可同時查看防偽信息,為消費者提供了更多的安全保障,也極大地維護了企業(yè)的利益.相信在未來的全球化市場環(huán)境中,食品安全溯源系統(tǒng)會發(fā)揮越來越多樣化的功能,成為人們生活必不可少的工具.

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