果蔬冷鏈追溯體系研究現狀與應用建議

周大森 陳靜 張鑫 李繼蘭 李志成 鄭曉冬 公維敏 宋燁

（中華全國供銷合作總社濟南果品研究所，濟南，250014）

1 引言

隨著社會經濟發展，消費者對果蔬產品的質量需求從安全向新鮮、好吃、營養等多樣化需求升級。尤其是2020 年全球爆發新型冠狀病毒疫情后，通過冷鏈運輸的進口車厘子、火龍果表面均出現病毒核酸檢測陽性的情況，相關部門對果蔬冷鏈產品追溯的關注和管理要求提高。

果蔬冷鏈技術的發展對保持果蔬產品新鮮、好吃具有重要的保障作用，果蔬全程冷鏈技術，要求果蔬產品從采摘后就要處于低溫環境中，并且在后續各個環節都要處于這樣的環境之中[1]，通過果蔬冷鏈運輸的產品其新鮮度、貯藏時間明顯高于普通物流運輸的產品，對于提供新鮮、營養、好吃的果蔬具有重要的保障作用。但中國果蔬冷鏈應用比率較低，損失率較高。據國家統計局統計，2019 年，中國果蔬總產量達9.93 億噸，但是采后損失率高達20%～25%[2]，每年損失金額達1000 億元以上，而在發達國家該比率控制在5% 以下，美國更是僅有1%～2%[3]，發達國家80%以上的果蔬產品實現冷鏈貯運，而中國目前進入冷鏈系統的蔬菜類比重只占到全部蔬菜的5%；由于冷鏈利用率低，果蔬產品品質下降快，利潤率較低，目前中國冷鏈利潤率為8%;而發達國家冷鏈利潤率可以達到20%～30%[4]。

果蔬追溯技術通過物聯網、大數據等技術，完整記錄果蔬產品從“田地”到“餐桌”全過程，實現“來源可查、去向可追、責任可究”，對于保障果蔬產品的安全、健康，保障果蔬冷鏈的全程實現具有重要的監控作用[5]。關于果蔬產品追溯的研究，國外起步較早，早在20 世紀80 年代的歐洲，相關專家就提出了食品溯源概念[6]，2000 年歐盟發布《食品安全白皮書》，2002 年日本發布《食品安全基本法》，這些舉措最終奠定了食品追溯制度的法律基礎；國內從2002 年開始，國家倡導逐步建立食品（農產品）追溯體系法律法規，2015 年《食品安全法》第一次修改，食品安全追溯制度在中國第一次得到法律確認，此后，果蔬追溯產業蓬勃發展，全國31 個省（自治區、直轄市）均開展果蔬產品追溯建設。政府機構、民間團體、第三方企業紛紛推出各自的追溯體系，中國的果蔬產品追溯事業進入高速發展期[7]。但這些追溯系統，大多以果蔬產品生產為追溯中心，對冷鏈流通、貯藏、銷售等環節關注度低，具體到果蔬冷鏈領域，中國尚未建立完善的信息溯源體系。

2 果蔬冷鏈追溯關鍵控制點研究

果蔬冷鏈追溯涵蓋從采收到銷售的完整過程，主要包括采收、前處理、預冷、貯存、流通等環節，要建立科學、有效的冷鏈追溯系統，必須確定冷鏈過程的關鍵控制點，通過對關鍵控制點的信息追溯，實現對冷鏈流通過程的全程追溯。

2.1 果蔬冷鏈關鍵控制點研究

由于果蔬產品易腐爛、保質期短，為保證其產品質量，需在生產加工、儲存以及產品產業鏈的其他環節遵循3T 原則（Temperature，Time，Tolerance）[8]。在果蔬冷鏈過程中，需要對溫度、流通時間和農產品的耐儲性做精確地把握。但目前中國冷鏈物流行業發展仍不充分，存在“散”和“亂”的現象，建立冷鏈質量風險評價和控制體系及確定關鍵控制點有較多困難。目前，果蔬冷鏈關鍵控制點研究主要有兩條路徑：

一是以現有HACCP（Hazard Analysis Critical Control Point）、GAP（Good Agricultural Practices）和現有的果蔬質量管理體系為基礎，分析農產品冷鏈物流過程中影響產品質量因素，探討控制農產品質量安全的關鍵點和控制危害發生的措施，從農產品冷鏈關鍵控制點結合果蔬冷鏈流通特點確定果蔬冷鏈關鍵控制點。李潔等基于HACCP 體系研究果蔬冷鏈流通過程的關鍵控制點，分析確定從種植到銷售環節質量控制關鍵點，包括種植過程的產地選擇、種植管理、采收，加工過程的原料驗收、預冷、加工、包裝，貯藏流通過程的裝卸、存儲、物流配送以及銷售環節的銷售檢驗和展示等[9]。

二是通過研究果蔬冷鏈產業現狀，以果蔬冷鏈流通體系特點為基礎，科學提出果蔬冷鏈風險評價體系，并以此為基礎提出果蔬冷鏈關鍵控制點。崔璟麗通過研究，提出了果蔬冷鏈風險的關鍵控制點，包括運作風險、銷售風險、技術風險、外部環境風險等4 個風險因素以及運輸損失率、裝卸損失率、溫控設備適用性、價格風險、經濟周期風險等18 個風險變量，并運用模糊綜合評價法，篩選出果蔬冷鏈流通過程中具有較高風險的是運輸損失、存儲損失、采購損失、溫控設備、保鮮技術、質量檢測、運輸設備和價格[10]。

2.2 果蔬冷鏈追溯系統關鍵指標研究

果蔬冷鏈物流追溯系統應立足風險，以科學實用、提質增效為主要目的，鏈接從果蔬生產到終端銷售的每個環節，實現果蔬生產、采收、加工、貯藏、流通、銷售全程可視可控。基于追溯系統特性，其關鍵指標在涵蓋所有關鍵質量控制點的基礎上，需進一步增加追溯基本點，包括基礎信息、信息交互信息、編碼信息。其中基礎信息包括種植基地信息、農戶（種植者）基本信息、產品基本信息、采購商基本信息等，信息交互信息指因各環節信息交互產生的信息，編碼信息指遵循“一物一碼”原則的編碼信息[11]。

基于各環節具有不同的特點和追溯要求，在果蔬生產、加工、貯藏、流通環節，均通過不同模式實現冷鏈追溯。通過防偽溯源系統的建設，有利于激發品牌發展活力，提升品牌魅力和知名度，讓更多的人參與品牌保護和推廣，打造具有國際競爭力的中國品牌[9]。

3 果蔬冷鏈追溯解決方案研究

3.1 果蔬冷鏈追溯體系架構

當前果蔬冷鏈追溯體系多為基于物聯網的追溯體系，采用物聯網設備自動獲取數據和人工上傳數據相結合的數據獲取方式，通過系統自動比對驗證數據，實現追溯系統的自動化和智能化。果蔬冷鏈追溯體系架構主要包括物理層、數據層、處理層、交互層。

3.1.1 物理層

物理層是果蔬冷鏈追溯體系的數據獲取層，通過物聯網設備（如溫濕度檢測儀、實時定位模塊、田間氣象站等）、傳感器技術和移動通信技術獲取并傳輸果蔬冷鏈流通過程中的原始數據。

3.1.2 數據層

數據層用于接收和存儲物理層獲取的原始數據，并向邏輯層提供功能運行的實時數據、歷史數據、元數據和模型。數據層包括數據庫、模型庫和數據接口。通過數據完整記錄果蔬冷鏈的全過程信息，保證了果蔬產品從農田到消費者整個過程的正向追蹤和逆向溯源。同時數據層也實現了數據在消費者、果蔬農產品供應鏈相關企業、監管機構之間的信息共享，提高了信息傳遞的效率，有效地規避“信息孤島”。

3.1.3 邏輯層

邏輯層是果蔬冷鏈追溯系統業務邏輯和功能實現的核心。包括數據接口模塊、全程追溯模塊、精準召回模塊和智能化管理模塊，各功能模塊應用系統數據庫分析提出管理功能和決策功能，包括關鍵點質量控制、過程評價、關鍵點預警和故障診斷、基于市場反饋的銷售決策。數據接口模塊接收外部數據，與數據層通信，存入數據庫，實現與數據層的互聯互通。全程追溯模塊通過模型建設，打通果蔬生產、流通各環節，實現信息全程展示，精準召回模塊在“一物一碼”全程追溯基礎上，實現發生問題后的產品精準召回。智能化管理模塊通過存儲果蔬冷鏈相關的法律法規、行業標準等內容，以智能合約的形式嵌入到追溯信息中，通過設計比對模型比對原始數據與相關條文，實現數據的智能比對，從而對問題數據進行預警，實現了果蔬冷鏈的監管標準化、智能化，提高了監管的效率。

3.1.4 交互層

交互層向用戶和外部數據源提供與業務邏輯層進行數據交互的界面和接口，完成外部數據源的數據融合、格式轉換并向業務邏輯層進行數據推送。采用B/S 技術架構，通過電腦或者手機終端，為監管部門、消費者、果蔬冷鏈上全部企業進行查詢和追溯服務[12]。

3.2 果蔬冷鏈追溯環節

3.2.1 生產環節

生產階段是果蔬冷鏈追溯的起點，也是決定果蔬質量安全的基礎性因素，是冷鏈追溯傳輸的數據基礎，相關信息需通過信息流流入追溯系統。該階段主要包括種子種苗、土肥水管理、病蟲害控制等，主要特點是外界投入品較多、環境因素影響大、人工操作難掌控。為使獲取的數據更加客觀、真實，該階段需引入實時定位技術、即時通信技術、傳感器技術等。

對于農藥、化肥、種子等投入品來源等外部數據，通過追溯購買憑證、購買記錄等確定其來源，實現外部數據的接入；對于難掌控的農事操作，通過實時定位技術確定其使用位置，通過高清視頻監控、農事記錄確定農事操作時間、類型、操作人等；對于環境因素，通過物聯網設備、田間氣象站采集田間氣溫、土溫、降雨量、光照強度、空氣濕度、CO2濃度、空氣質量指數、污染物含量等指標。相關信息通過物聯網設備直接對接追溯系統或由人工錄入系統，成為展示產品生產過程的主體信息。

3.2.2 采收環節

合理采收可減少產品損傷，對提高產量、降低貯運損耗、保持和改進產品品質、防止感病腐爛有直接影響，果蔬產品采收時需進行田間質量檢測，檢測合格產品才能作為食品銷售。短期或長期貯存的果蔬產品，還需進行田間預冷。該階段核心追溯信息是采收時間，另外還需記錄采收方式、采收人、檢測報告、預冷方式、預冷終溫等信息。

對于采收時間，以及采收方式、采收人，可引入高清攝像技術進行確認，并與采收人錄入信息進行比對驗證，確定真實采收時間；對于田間初篩，可通過智能快檢設備檢測，并通過API 接口接入追溯系統，實現信息自動上傳，避免人為操作影響數據真實性；田間預冷方式、預冷設備、預冷終溫等信息，同樣可使用智能預冷設備接入追溯系統，實現數據的實時采集，降低發生人工錄入引起數據真實性、權威性不足問題的可能性。

3.2.3 貯藏環節

果蔬貯藏的主要目的是延長產品的儲藏期，解決產銷異地問題，并調節果蔬淡旺季間的均衡供應。貯藏環節涉及的主要追溯主體包括貯藏庫庫體、通風換氣系統、二氧化碳發生系統等。該環節要加強貯藏環境監測，依靠溫度傳感技術、氣體監測設備等，保證果蔬冷庫的貯藏符合要求。此環節要切實做好貯藏溫度、濕度、CO2濃度、出入庫時間、方式、設備清洗消毒以及庫存信息等記錄。

對于產品出入庫，建設智慧門，通過RFID（Radio Frequency Identification）技術實現出入庫產品出入庫時間、批次、數量等信息自動獲取和上傳，通過溫濕度、氣體監測設備，實現貯藏庫內環境識別和預警，通過傳感器技術可智能獲取貯藏產品位置、重量等關鍵信息。

3.2.4 流通環節

流通階段是冷鏈物流中連接產銷、推動冷鏈物流暢通運行的核心環節。該階段包括用冷藏車輛將采購之后的果蔬產品運達配送中心進行加工、集貨與存儲和按照超市或其他零售商所需，將果蔬產品按所需的種類和數量進行裝車，然后按時送達超市或其他零售地。流通階段的主要作業內容包括裝卸設備清洗消毒、貨物搬運、裝車、貨物運輸、卸貨以及運輸配送全程的溫控和信息追蹤。

該階段需要運用的追溯技術主要有溫濕度監控技術、傳感器技術、實時定位技術等。使用集成幾種物聯網技術的智慧冷藏車，其中通過溫濕度監控技術監控和預警冷鏈運輸環境，通過實時定位技術確定冷藏車運輸位置，確保冷藏車按要求進行配送，通過傳感器技術可以監控冷藏車內果蔬產品重量。智慧冷藏車的應用，可同時將運輸時間、運輸溫濕度、起止地點、運輸產品量進行采集和上傳。

3.2.5 銷售環節

銷售階段是果蔬冷鏈物流的最終階段，主要內容是將配送來的果蔬產品置于冷藏柜或冷藏貨架，然后售賣給消費者，以實現其最終價值。

該階段需要運用的追溯技術主要是溫濕度監控技術。通過溫濕度監控技術監控和預警冷藏柜或冷藏貨架。主要記錄銷售時間、銷售柜溫濕度、銷售地點等信息。

4 果蔬冷鏈追溯發展建議

4.1 健全法律法規體系

政府部門多部門聯動、協商合作提出全流程、多維度的法律文件，進一步完善和細化果蔬冷鏈追溯領域法律法規體系，推動農產品智慧物流的轉型升級和長期可持續發展，以穩定市場秩序，明確管理責任，為果蔬冷鏈追溯發展提供必要的法律保障。剖析農產品智慧物流運營模式，針對果蔬冷鏈追溯特點，制定數字化、智能化監管措施，實施必要且嚴格的監督與管理，提升企業違法違規成本，降低農產品質量安全隱患。

4.2 建立并完善標準體系

在現有農產品追溯標準體系的基礎上，針對果蔬冷鏈特點，建立適用于果蔬冷鏈追溯的標準體系，為行業發展提供標準化指引。只有建立完整的農產品追溯標準體系，才能實現食品鏈的信息互通與質量控制，保證追溯有效性[13]。通過標準體系的建立，實現果蔬冷鏈各環節的關聯與協調。一方面是建立統一的追溯編碼規則和編碼、轉碼技術，保證不同追溯系統間編碼可通用，避免因編碼規則不一致導致追溯信息“隔離”，另一方面是建立追溯系統軟件設計標準，針對同一產品，需追溯相似或相同關鍵節點，保證不同追溯系統間能夠便捷進行數據交流，避免產生“信息孤島”，為真正實現果蔬產品互聯互通奠定基礎。

4.3 推動相關技術研究

果蔬冷鏈追溯系統集成多種物聯網技術，包括田間氣象站、溫濕度監控儀、冷庫智慧門等，在當前技術條件下，因成本較高導致許多企業無法做到全鏈條冷鏈追溯，嚴重阻礙全過程冷鏈追溯系統建設。建議國家通過項目支持、政策扶持、資金扶持，積極推動相關科學技術開發，提高技術精度和工作效率，降低成本和能耗，同時，要推動計算機技術、人工智能技術與物聯網技術的結合，通過互聯網平臺、移動網絡技術賦能，實現智慧物聯、全程物聯、萬物物聯。建議農產品物流企業積極采用基于新一代信息技術的軟硬件系統，開展共性技術應用改進，同時擴大對外交流與合作，跟蹤并引領行業國際發展趨勢[14]。

4.4 提高追溯產品認可度

針對追溯系統投入高、見效慢的特點，政府機構應從多方面著手，提高社會和消費者對果蔬追溯產品的認可度，提高企業開展追溯的積極性[15]。一是通過政府和權威機構開展追溯宣傳，推動追溯理念深入人心，提高社會對果蔬冷鏈追溯的認可，更好實現果蔬冷鏈追溯產品的優質優價和品牌建設。二是針對追溯產品，實行政府補貼，提高企業建設追溯系統、使用追溯系統、銷售追溯產品的意愿，推動追溯產品更多走向市場、走進消費者生活。

4.5 加強人才培養

人才是引領發展的第一動力，加強人才培養，有利于提高果蔬冷鏈追溯從業者的整體素質，推動行業自下而上開展創新性工作。國家相關部門還要出臺相關政策措施，著眼于長遠，加大人才培養、引進、使用等環節的政策扶持力度，整合各種機構資源，重點培養創新型、管理型、技術型人才，推動行業發展[16]。

5 結語

果蔬冷鏈和追溯均是近幾年發展較快的新興行業，行業的快速發展，推動了果蔬冷鏈生產流通的智能化、信息化[17]。隨著果蔬產業數字化轉型，冷鏈追溯融合發展將進一步加速，將繼續推動果蔬冷鏈追溯系統落地應用，提高全社會安全、新鮮、可追溯的果蔬產品供應能力，更好滿足廣大人民群眾對美好生活的向往。