動物源性食品安全溯源系統研究進展

文│王曉靜 鐘正陽 盤道興 楊云 羅文 閆倩玲（云南省文山州農業科學院）

動物源性食品安全是民生大事，而動物源性食品安全溯源系統是解決動物源性食品安全問題的重要方面。本文主要從動物源性食品安全溯源系統內容、發展情況和存在問題、展望3個方面展開論述，分別論述了動物源性食品安全溯源系統中，動物源性產品身份識別技術、質量和安全測量技術、動物源性食品DNA溯源技術、環境監測技術、畜牧業中地理信息技術、可追溯系統集成軟件技術的內容與國內外研究情況，并分別討論了其優缺點與應用前景。

近20年來，瘋牛病、禽流感、三聚氰胺、加工的肉制品中含有的“瘦肉精”等致癌物質造成動物源性食品方面的安全問題，讓消費者對動物源性食品安全溯源問題越來越關注。有關調查表明，大部分的消費者表示，動物性食物的產地來源等相關信息是決定他們購買動物源性食品的關鍵因素。因此建立動物源性食品的安全溯源系統，對維護國內動物食品的相關產業，建立消費者對動物食品消費信心等方面都有作用。

一、動物源性食品安全溯源系統

為了落實動物源性食品安全可追溯系統，需要掌握動物產品身份識別、生產過程和環境情況，這就需要對動物產品信息捕獲、分析、貯存和傳遞進行技術性的改革。這些技術包括硬件（比如計量設備、識別標識和標簽）和軟件（計算機程序和信息系統）等。

1.動物源性產品身份識別技術。動物源性食品安全可追溯系統的特征就是可以追溯動物源性食品生產歷史和實際位置。為了達到這些目的，需要對動物源性食品進行準確的標記。其中最為簡單的技術就是將標識貼到動物源性產品上，達到動物源性產品身份識別的目的。在畜牧業中，耳標通常被使用，其經常包括一系列的數據和字母，這些數據和字母包含著動物的品種、日齡、出生時間、養殖場、疫苗注射情況等等。

2.質量和安全測量技術。動物源性食品安全可追溯系統需要動物源性食品質量屬性的準確信息，而這些信息必須通過準確的儀器和程序來分析和測定，需要質量和安全測量技術做保障。動物源性產品的規格比如大小、彈性、酸度、風味等等需要測量。實驗室儀器比如透光計、回聲測深儀、撕裂度測定儀、英斯特朗電子拉力機等，能被用來測定肉產品的堅硬度。紅外線和磁共振成像，同樣能被用來測定肉產品硬度和其他內部質量屬性。程序和設備同時能測定動物源性產品樣本的化學成分和內部微生物污染的情況。

3.動物源性食品DNA溯源技術。動物源性食品安全可追溯系統中，需要保持動物源性產品供應鏈的身份和基因遺傳可追溯時，就要用到動物源性食品DNA溯源技術。動物源性產品、動物源性食品DNA溯源技術是建立在實時熒光PCR技術上的DNA測試技術，檢測和量化轉基因生物和其他轉基因物質的技術。

4.環境監測技術。動物源性食品安全可追溯系統，需要結合環境監測技術來增強可信度。環境情況比如溫度和相對濕度，空氣的大氣組成，包括污染物、食物產品的品質穩定性和安全性的影響。儀表化的環境記錄裝置（比如氣體分析器和生物傳感器）對于監視這些參數都是可行的。

5.畜牧業中地理信息技術。動物源性食品安全可追溯系統需要畜牧業中地理信息技術作指導，畜牧業中地理信息技術是指利用現代測繪、地理信息遙感技術、衛星導航技術等，圍繞地理信息開發利用技術，進行信息的獲取和處理、應用的技術。進入WTO后，我國的部分地區，已經嘗試將地理信息技術運用到畜牧生產管理中，比如動物的檢疫等，極大提高了生產效率。

6.可追溯系統集成軟件技術。

動物源性食品安全可追溯系統的及時更新需要可追溯系統集成軟件技術。有效的可追溯鏈是一個利用標準進行數據收集，測量程序，分析、存儲和傳輸記錄的信息，允許完全向后和向前跟蹤產品歷史的控制系統。這種技術的集成軟件依賴于適當的信息應用程序、計算機系統和追溯鏈鏈接到的企業中央數據庫，許多研究人員和商業公司已經報告了將可追溯系統集成軟件技術運用在動物源性食品行業中的可行性。

二、動物源性食品安全溯源系統發展情況和存在問題

1.動物源性產品身份識別技術。動物源性產品身份識別技術中，條碼技術代表一項先進的信息采集技術，可以標識動物源性食品供應鏈中原料生產、加工、儲藏和零售等環節，并可以借助計算機來管理。當出現動物源性食品安全問題時，可以借助條碼技術對動物源性食品進行追溯，縮小動物食品安全問題出現的范圍，找到動物源性食品安全問題的源頭。當前，國際上負責管理和維護條碼技術研發推廣的組織是國際物品編碼協會（GSI）。條碼技術是以商品條碼為核心，利用全球統一標識系統（EAN/UCC系統），高效建立標識層、采集層、交換層的供應鏈管理方案。條碼技術利用EAN/UCC系統在動物源性食品中應用包括貿易單元、物理單元、信息屬性、位置碼的編碼和條碼表示等。通過條碼技術可以將動物源性食品供應鏈中的每一個加工點進行標識，形成環環相扣的模式，從而建立完整的動物源性食品溯源系統，存在的問題就是但凡其中的一個環節脫落了，追溯整個動物源性食品安全的鏈條就脫節了。在國內，很可能導致動物食品安全供應鏈脫節的情況包括：動物源性食品生產和流通管理的規則建設基礎弱；參與動物源性食品生產、經銷、批發的組織化程度低；實現動物源性食品安全質量安全追溯的技術基礎薄弱等。針對動物源性食品溯源的法律法規體系尚待完善，這也制約著動物源性食品溯源建立和完善。

2.質量和安全測量技術。動物源性食品可追溯性需要準確的信息，產品的成熟度、質量屬性和安全狀況，必須用適當的方法來測量和分析。產品規格如尺寸（質量、尺寸）、緊度（脆度）、固體、酸度、味道等等，都是物理的、機械的以及可能需要測量的化學性質。實驗室和在線儀器，例如透度計、冷溫計、扭轉測試器，用于測定肉質產品的硬度。基于力傳感、紅外和磁性的破壞性試驗，共振成像也可以用來測量韌性和其他內部質量屬性。它們也可以用來評估在產品中存在危險的物理對象。這些儀器的模型可以從商業上找到各種制造商。我國動物源性產品質量檢測體系正在構建中，農貿市場、生產企業、動物源性產品重點生產基地沒有產品自檢體系、動物源性產品質量監測檢驗體系還不健全。

3.動物源性食品DNA溯源技術。張小波等采用RFLP-PCR方法，對豬的DNA溯源進行研究發現，豬身上存在6個SNP位點符合標準，這項研究為建立豬肉產品的DNA溯源系統提供了一定的參考價值。

在我國，動物源性食品DNA溯源技術起步較晚，雖然這項技術目前還不算成熟，但是在不久的將來，它會有很廣闊的前景。

4.環境監測技術。對畜牧的環境進行監測主要包括兩個方面：一是對畜禽生產生活所需的生活環境（小環境）進行監測；二是對畜禽生產生活周圍的自然環境（大環境）進行監測。小環境中畜禽的生產生活健康衛生環境，直接決定畜禽生產潛力高低，大環境主要監測的是畜禽生產過程中對環境的破壞（比如畜禽排放的糞便污水超過環境容量后對水、土、大氣環境的破壞等等）。

在國外已經有一批成熟畜牧生產生活信息智能化環境監測方法和技術，但國內這方面研究處于初始階段。畜牧生產生活信息智能化環境監測方法和技術在精準采集畜牧信息的同時，能夠挖掘信息中的動物健康情況、動物對養殖環境的適應情況等深層含義，這不僅能為動物疾病預警，而且能為動物養殖環境反饋調節提供低成本、高效率的解決方法。Song等利用畜牧生產生活信息智能化環境監測方法和技術，發現了健康牛和患有跛腿殘疾牛行走過程中，同側前后蹄接觸地面中心點間距離參數的差別，同時得出了健康牛行走行為數據模型。朱偉興等向豬舍排泄區安裝了嵌入式監控設備，通過監控設備每天觀測豬只的排泄情況，并對豬只排泄情況進行統計分析，發現單日排泄次數超過系統所規定上限的豬只，便于規模化管理。劉龍申等向母豬豬舍的上方安裝監控警報裝置，利用視覺分辨技術將分娩母豬、妊娠母豬、小豬的個體行為模式區分開來，當檢測到分娩母豬即將分娩新生仔豬時，監控警報裝置會提示飼養員開始準備接生工作。

隨著經濟快速發展和人們生活條件的提高，人們對肉類和肉類加工產品的需求也日益增加。各大畜禽類屠宰加工廠也如雨后春筍般建立起來，對其周圍環境進行監測就顯得尤為重要了，這樣可以預防和減輕不良環境影響。

5.畜牧業中地理信息技術。畜牧業中地理信息技術應用主要分為兩個層次，第一個就是基本應用層次，包括定位、展示和查詢畜牧業中的相關情況，如畜牧生產情況，養殖場、飼料、獸藥生產經營企業、畜牧業管理部門、防控機構的地區分布情況等，并且可以生成統計數據、對照圖形、分析圖表等。第二個層次的應用是在第一個層次的基礎上對已經掌握的相關畜牧業資源，結合相應的畜牧業要求，比如畜牧業生產布局、環保、疫病防控、綜合調度指揮等要求，進行深度挖掘，建立相關管理系統來滿足畜牧業生產管理的需要。

林元清等在青海省建立了動物疫病監測數據統計分析地理信息技術，并將此技術應用到實際工作中，檢索、統計和分析了相關統計數據指標，在實際監測業務工作中得到了數據表格、分析圖表以及區域地圖，并在此基礎上制作一系列動物疫病監測和疫情信息地區分布展示地圖，總結了動物疫病監測和動物疫情報告，這為畜牧業主管部門制定青海省動物疫病防控策略提供了數據和技術支持。梁坤等初步應用地理信息技術，在烏魯木齊南山天山灰旱獺鼠疫疫源地，開展鼠疫監測工作，并由此建立烏魯木齊南山天山灰旱獺鼠疫疫源地的基礎地理信息系統數據庫，使得烏魯木齊南山灰旱獺鼠疫疫源地鼠疫監測工作更加科學化、信息化和規范化。馬天等根據黑龍江省野生東北虎野外調查數據，結合地理信息技術、計算機信息技術以及野生動物資源調查管理技術，構建出黑龍江省野生東北虎野外調查信息管理系統。該系統既可以實現野生東北虎調查數據圖形可視化操作管理，又可以動態地空間分析研究區域內的自然因素和人文因素，并由此結果分析得到野生東北虎適宜地生境示意圖和野外的分布信息統計圖。

6.可追溯系統集成軟件技術。

可追溯系統集成軟件技術最明顯的標志就是利用條碼技術結合相應的硬件設備進行標簽溯源，主要包括RFID技術（無線射頻識別技術）。2006年以來，農業農村部畜牧獸醫局以北京市、上海市、重慶市及四川省四個省市為試驗點組織實施了“動物標識及疫病可追溯體系建設”試點工作，采用RFID技術對畜禽類產品進行追溯成效顯著；這對于推動我國動物重大疫病的可防控能力具有相當大的參考價值。雖然RFID技術成本較高，但是近些年來，采用的傳感器數量等措施已經顯著降低了成本。

AMADOR和EMOD等采用RFID溫度溯源系統（由RFID、個人數字助理技術和條碼技術組成）用于牛肉物流運輸管理，監測了相關地理位置，實時準確采集了牛肉相關數據，高效率傳輸了牛肉供應信息。龔攀等為完善牛奶溯源系統，利用android端軟件、PC端管理平臺、服務器支撐平臺和RFID模塊四部分，設計出牛奶溯源系統總體的溯源框架及功能架構，并且進一步的實現牛奶溯源系統。

三、展望

在全球動物源性產品商業交換中，動物源性食品安全可追溯系統已經成了一項至關重要的因素。消費者對于可持續農業實踐（包括環境和動物福利問題）的需求方式在轉變，對一系列高質量和安全的產品有需求，因而未來的動物源性食品安全可追溯系統是質量保證體系中重要的元素。隨著全球供應鏈和頒布的農業新法規、技術轉讓和農村開發項目的可追溯性的關注度提升，為了改善市場的發展項目和提升小規模農民產品的定位和質量，發展中國家必須利用技術以促進產品和流程的可追溯性。未來DNA指紋圖譜技術的創新，小型機器的納米技術和視網膜成像技術以及它們的集成技術，對于提高在智能型農業中植物和畜牧業的可追溯性的速度和精確度有相當大的作用。在通信和商業中，互聯網作為媒介被廣泛采用，消費者可以利用電子產品，越來越多的進行動物和植物產品的追溯，并且得到動物和植物產品的質量和安全的實時信息狀態，并且有利于企業快速召回有質量問題的產品。

四、結語

可追溯系統是一個跨學科的概念，促進了實行可持續農業的信息透明化。現代技術創新已經可以應用到發展和實現綜合農業可追溯性系統，比如信息和計算機技術，信息系統管理技術，圖像捕捉、存儲技術，生物傳感器，地理空間技術（全球定位系統GPS，遙感技術RS）等。

動物源性食品安全是“管”出來的，只有建立更為完善的責任追究制，才能從根本上保證“舌尖上的安全”。動物源性食品可追溯系統的目的是允許對產品進行前期和后期跟蹤，了解供應鏈中從農場到餐桌產品的生命歷史（活動）情況。因此，這是一種預防性的品質安全管理工具。一個良好的動物源性食品可追溯性管理系統，可以追溯到前期的原始生產者和后期的個人消費者，甚至追溯到供應鏈中的任何一步，用于有效識別動物源性產品和質量安全出現問題時及時召回等工作。從消費者的角度來看，可追溯系統有助于建立信任，增加對食物系統的信心。對于養殖者和動物源性食品加工者來說，可追溯系統是一個整體成本效益較高的投資，并且是質量管理體系的一部分。