食品冷鏈物流的安全性研究及其優化措施

楊浩軍

（蘇州經貿職業技術學院電子商務與物流學院，江蘇蘇州215009）

食品冷鏈物流的安全性研究及其優化措施

楊浩軍

（蘇州經貿職業技術學院電子商務與物流學院，江蘇蘇州215009）

針對食品冷鏈物流系統中安全問題頻發的現狀，依靠食品科學和安全性量化標準相關理論，研究食品品質變化過程，建立食品冷鏈物流安全性量度模型。探究微生物生長繁殖規律和致病菌含量的影響，對冷鏈物流安全性量度模型進行驗證分析，提出食品冷鏈物流貨架期的計算方法。最后提出基于安全性考量的食品冷鏈物流優化措施。

冷鏈物流；安全評價；T.T.T原理

由于食品安全問題導致人民生命財產受到損害的事件層出不窮，使得食品安全問題成為世界性的熱點問題，但關注焦點通常集中在原材料生產及加工過程，例如食品生產環境、添加劑的使用等，而對于食品運輸過程中可能存在的安全隱患卻比較少涉及[1-2]。根據研究結果顯示，由于食物質量問題引起人體不適的案例中，其中添加劑含量超標導致的比例不到1%，而大多為微生物污染導致，微生物污染可分為細菌污染和真菌污染，其中細菌污染包括病禽病畜本身攜帶病毒、生熟產品交叉污染、存儲過程衛生狀況差、從業人員帶菌操作等，真菌污染是指食物中含有真菌及其代謝產物，由于代謝物質中的毒素不能通過高溫或其他手段去除，只能從源頭把關，隔絕污染物[3-4]。因此，目前當務之急是重視食品物流過程安全，控制食源性污染。

目前生鮮食品運輸最常用的物流方式為冷鏈物流。冷鏈物流（Cold Chain Logistics）是指為需要低溫進行儲存的食品從生產環節到最終流通至消費環節提供冷藏環境的系統工程，目的是保障食品質量，以此降低因儲存原因帶來的產品損耗[5]。食品冷鏈物流系統是保障食品安全的重要因素，其結果會受到不同流程間銜接過程影響，因此冷鏈物流中，尤其是供應鏈較長的冷鏈物流，任何一個環節都應嚴格把關，避免由于某一環節出現問題而影響產品整體質量[6-7]。我國作為生鮮易腐食品的最大生產消費國，冷鏈物流的質量直接決定了生鮮易腐食品的質量，基于此，本文對食品冷鏈物流的安全性進行量化研究，優化其運營策略。

1 食品冷鏈物流安全性量度模型的建立

1.1 食品冷鏈物流安全性簡介

食品冷鏈物流包括生鮮產品的冷凍及低溫加工作業、冷凍儲藏、冷藏運輸和冷藏銷售等方面，與其他物流比較，具有系統性更強、安全性要求更高、運營成本高等特點，因此應在保證系統安全性的前提下降低運營成本[8]。

式中：n為反應級數；kn為第n級反應狀態下得出的速率常數。

食品品質變化是一個極其復雜的過程，一般將其簡化成以某種中間產物或終產物的含量為標準的零級反應（zero-order reactions）方程式或一級反應（first order reaction）方程式，如下：

零級反應方程：P0-P=k0t

一級反應方程：ln P=ln P0-k1t

式中：零級反應是指食品反應速率和反應物濃度無關的生化反應過程，一級反應是指食品反應速率和反應物濃度直接成正比的生化反應過程。

食品安全性作為其最重要的特性，可分為絕對安全性和相對安全性，其中絕對安全性是指食品對任何人而言都絕對無任何健康風險，是一種理想狀態，在客觀現實條件下難以達到；相對安全性是指食品在合理進食方式及含量的前提下，食品對人體無毒害作用。就食品冷鏈物流過程而言，食品安全是指食品在冷鏈配送過程中不會產生對消費者健康有任何損害的因素。Aradel等人曾提出T.T.T（Time-Temperature-Tolerance）原理，即冷凍食品的質量下降程度是在一定溫度條件下時間累計的結果，累計到一定程度，食品發生質變，則失去價值，因此冷鏈物流中最重要的影響因素是溫度[9]。后來又有學者提出其他影響因素，包括3P和3C，即原料（Product）、處理工藝（Processing）、包裝（Package）、冷卻（Chilling）、清潔（Clean）和小心（Care）[10]。

1.2 食品冷鏈物流安全性量度模型

食品物流過程中最顯著的不安全因素為致病微生物的生產及繁殖，食品在經過冷鏈物流后其致病微生物數量越多，則說明該冷鏈物流系統的安全性越低。食品中微生物的生長模型為：

食品作為商品，品質依賴于其本身特性及消費者主觀判斷共同的結果，同時僅僅用單一指標對食品品質進行度量是不合理且不全面的，因此食品品質難以通過客觀的量化標準進行規定。目前來講，常綜合考慮食品生化檢驗結果和人體感官判斷結果，提出“品質降解率”這一概念表示食品在物流存儲過程中品質的變化情況，品質參數（P）隨時間（t）變化的方程可表示為：

式中：Nt為在某一時刻（t）微生物的濃度，cfu/g；N0為一開始微生物的濃度，cfu/g；b為試驗參數；Tmin為微生物不生長的理想溫度，℃；T為環境溫度，℃；λ為微生物生長延長時間，h。

假設食品安全性的量度值與致病率的總和為1，同時食品在進入冷鏈物流系統時已過微生物生長延長期，則食品物流的安全性度量（Rt）可表示為：

式中：ND為致病微生物的致病濃度，cfu/g。

當食品中致病微生物的濃度小于等于1 cfu/g時，即致病微生物的致病率為0，食品的安全性為1，當Nt=ND時，則認為此時致病微生物的致病率為1，食品的安全性為0。

2 食品冷鏈物流安全性量度模型的驗證

2.1 食品冷鏈物流安全性量度模型的模擬驗證

利用冷鏈物流運輸仿真試驗驗證提出的模型是否能夠運用于實際物流系統中。試驗分為外面環境條件模擬和內部環境條件模擬兩大模塊，其中外部環境可以模擬-20℃～50℃溫度條件，所有濕度條件和35m/s以內的風速條件；內部環境模擬為普通冷鏈運輸集裝箱能達到的基本要求，-40℃～20℃的溫度條件，所有濕度條件和O2、CO2、N2、CH4等氣體環境。利用監控設備隨時控制并檢測環境參數，保障試驗結果的穩定性及有效性。

試驗材料：某品牌密封生鮮產品。

試驗方法：進行5次重復試驗，將外部環境溫度設為30℃，濕度55%，風速5m/s；用于分裝產品的泡沫塑料箱堆滿整個集裝箱，泡沫塑料箱間距為100mm，內部環境溫度分別設為-25℃（1號）、-20℃（2號）、-15℃（3號）、-10℃（4號）、-5℃（5號），濕度均為25%，無風速。試驗過程中記錄集裝箱內部各測點溫度及濕度變化，并進行分析。微生物采用國家標準SN/T 1897-2007《食品中菌落總數的測定：PetrifilmTM測試片法》中的方法進行接種及培養，最后計算菌落總數。

試驗過程：首先將密封生鮮產品送達實驗室，第1次取樣分析；然后卸車，將樣品裝入集裝箱，第2次取樣分析；模擬運輸過程，時長為24 h，第3次取樣分析；模擬中轉卸車，第4次取樣分析；模擬產品儲存，時長為12 h，第5次取樣分析；模擬銷售過程，第6次取樣分析，試驗結束。按以上不同內部溫度條件重復進行5次記錄結果。

得出的致病菌菌落變化如表1所示。

結合食品物流的安全性度量計算方程，得出不同溫度條件下食品物流的安全性度量的變化情況，如表2所示。

表1 致病菌菌落變化記錄結果Table1 Pathogenic bacteria colony change record results

表2 不同溫度條件下食品物流安全性度量的變化情況Table2 The changeof food logisticssecuritym easureunder different temperature conditions

由表1和表2可知，食品在中轉過程中微生物的繁殖速度加快，說明應盡量提高收貨環節工作效率，同時溫度對冷鏈物流系統的影響較大，與T.T.T原理的結論相符，說明該模型能夠用于冷鏈物流系統的安全性變化預測。

2.2 食品冷鏈物流貨架期的計算

食品貨架期是指食品正式成為商品后，在銷售出去前能夠保存的時間，在這段時間內，食品的質量安全是達到標準的，仍具有價值。用安全性度量表示食品貨架期，則可將食品銷售前后的安全性表示為：

式中：R0為食品正式成為商品時最初的安全性度量值；Tj為某一單元內食品環境溫度，℃；tj為保存時間，h；d為試驗參數，與環境和致病菌濃度相關；m為冷鏈物流的組成單元數量，j為能量物流的第j單元。

3 基于食品安全性的冷鏈物流優化措施

3.1 食品冷鏈物流配送優化

優化冷鏈物流模式，一般而言食品物流分為定時配送和定量配送，其中定時配送利用工作人員進行工作安排，但備貨難度大，而定量配送時間不固定，時間制定及把握上更困難，但備貨較容易，因此冷鏈物流模式可根據食品的具體性質要求決定。

優化配送時間，配送時間一方面決定了產品的銷售輻射范圍，另一方面也決定了食品的品質及安全性，因此應該根據食品特性進行權衡考慮，保證在最佳配送時間內達到最大銷售半徑，提高食品的經濟效益。

優化配送溫度，要求冷鏈運輸的食品一般都對溫度有較嚴格的要求，若配送過程中溫度達不到要求，則會加快食品變質的速度，導致食品失去價值。當然，配送溫度也不是越低越好，過低的溫度會對部分食品的性質產生影響，同時低溫使儲存設備能耗過大，會增加配送成本。因此應該根據食品安全性結合運輸成本考慮，選擇最佳溫度范圍。

優化收貨環節，收貨環節是占整個配送過程比重較大的一個部分，同時又是比較容易能夠縮短時間的一個過程，因此可以通過區分開收貨時間或時間窗等方式縮短收貨作業時間。

3.2 食品冷鏈物流庫存策略優化

食品庫存過程中其品質在不斷發生變化，同時庫存過程本身不能創造價值，冷鏈物流成本高，因此對于需求量較大的冷鏈物流食品，應采用高頻低批量的方式，有利于保證產品質量，對于需求量較小的冷鏈物流食品，可適當提高采購批量。出貨時，采用“先進先出”的原則，即庫存時間最長、安全性最低的先出。

另外目前食品企業大多沒有能力建立獨立的冷鏈物流配送系統，而食品冷鏈物流配送流程涉及的企業較多，環節復雜，因此國家相關部門應介入并建立健全相關法律及行業標準，監督物流企業的工作過程。同時應該學習國外系統的物流管理知識，引進先進的冷鏈物流技術，配備更高級的冷藏運輸設備，培養專業管理技術人才。

4 結語

食品冷鏈物流對于保障食品安全起著重要作用，同時食品冷鏈物流包含多個操作環節，涉及不同企業，結構復雜，因此嚴格把控冷鏈物流的整個過程，分析冷鏈各個環節是十分必要的。本文借助食品安全性度量計算理論建立模型，并將該模型進行驗證，提出食品冷鏈物流系統的優化措施，為未來進一步完善食品冷鏈物流系統以及計算相關參數提供理論依據。

[1] 郝記明,馬麗艷,李景明.食品安全問題及其控制食品安全的措施[J].食品與發酵工業,2004,30(2):17-22

[2]林閩鋼,許金梁.中國轉型期食品安全問題的政府規制研究[J].中國行政管理,2008,13(10):48-51

[3] 張衛斌,顧振宇.基于食品供應鏈管理的食品安全問題發生機理分析[J].食品工業科技,2007,27(1):215-216

[4] 王旭,馬翔,段延梅.食品冷鏈物流安全存在的問題及對策研究[J].黑龍江科技信息,2012,33(34):88-98

[5] 向丹,李洪軍.中國易腐食品冷鏈物流現狀分析及優化研究[J].食品工業科技,2008,52(12):195-197

[6]盧劍,孫勇,耿寧,等.我國食品安全問題及監管模式建立研究[J].食品科學,2010,31(5):319-324

[7]張虹,陳進華,張海燕.基于食品安全的農產品冷鏈物流發展現狀與優化對策[J].物流科技,2011,34(8):129-131

[8]何靜,李玉婷,張歆祺.食品冷鏈物流系統協同運作的關鍵問題研究[J].企業經濟,2014,22(1):67-70

[9]商凌云,程風禹.我國食品冷鏈物流發展狀況及對策研究[J].物流科技,2009,32(3):1-3

[10]王春芝,金俊武,李延忠.灰色局勢決策理論在國際物流通道選擇中的應用研究[J].公路交通科技,2002,19(5):160-162

Research and Optim ization M easures of the Food Cold Chain Logistics Safety

YANGHao-jun
（SchoolofE-Commerceand Logistics，Suzhou InstituteofTrade&Commerce，Suzhou215009，Jiangsu，China）

Themode of the food cold chain logistics safetywas proposed based on the food science quantitative standard safety theory and food quality change process due to the current safety issues in food cold chain logisticssystem.The food cold chain logisticssafetymodehasbeen analyzed by theeffectof themicroorganismsgrow regularity and pathogenic bacteria，and further proposed the calculation method of the shelf life of food cold chain logistics.Finally，the food cold chain logisticsoptimization was proposed based on the security considerations.

cold chain logistics；safety evaluation；Time-Temperature-Tolerance theory

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.24.045

2016-08-12

楊浩軍（1979—），男（漢），講師，本科，研究方向：農產品物流，供應鏈物流。