动物源性食品安全溯源系统研究进展

文│王晓静 钟正阳 盘道兴 杨云 罗文 闫倩玲（云南省文山州农业科学院）

动物源性食品安全是民生大事，而动物源性食品安全溯源系统是解决动物源性食品安全问题的重要方面。本文主要从动物源性食品安全溯源系统内容、发展情况和存在问题、展望3个方面展开论述，分别论述了动物源性食品安全溯源系统中，动物源性产品身份识别技术、质量和安全测量技术、动物源性食品DNA溯源技术、环境监测技术、畜牧业中地理信息技术、可追溯系统集成软件技术的内容与国内外研究情况，并分别讨论了其优缺点与应用前景。

近20年来，疯牛病、禽流感、三聚氰胺、加工的肉制品中含有的“瘦肉精”等致癌物质造成动物源性食品方面的安全问题，让消费者对动物源性食品安全溯源问题越来越关注。有关调查表明，大部分的消费者表示，动物性食物的产地来源等相关信息是决定他们购买动物源性食品的关键因素。因此建立动物源性食品的安全溯源系统，对维护国内动物食品的相关产业，建立消费者对动物食品消费信心等方面都有作用。

一、动物源性食品安全溯源系统

为了落实动物源性食品安全可追溯系统，需要掌握动物产品身份识别、生产过程和环境情况，这就需要对动物产品信息捕获、分析、贮存和传递进行技术性的改革。这些技术包括硬件（比如计量设备、识别标识和标签）和软件（计算机程序和信息系统）等。

1.动物源性产品身份识别技术。动物源性食品安全可追溯系统的特征就是可以追溯动物源性食品生产历史和实际位置。为了达到这些目的，需要对动物源性食品进行准确的标记。其中最为简单的技术就是将标识贴到动物源性产品上，达到动物源性产品身份识别的目的。在畜牧业中，耳标通常被使用，其经常包括一系列的数据和字母，这些数据和字母包含着动物的品种、日龄、出生时间、养殖场、疫苗注射情况等等。

2.质量和安全测量技术。动物源性食品安全可追溯系统需要动物源性食品质量属性的准确信息，而这些信息必须通过准确的仪器和程序来分析和测定，需要质量和安全测量技术做保障。动物源性产品的规格比如大小、弹性、酸度、风味等等需要测量。实验室仪器比如透光计、回声测深仪、撕裂度测定仪、英斯特朗电子拉力机等，能被用来测定肉产品的坚硬度。红外线和磁共振成像，同样能被用来测定肉产品硬度和其他内部质量属性。程序和设备同时能测定动物源性产品样本的化学成分和内部微生物污染的情况。

3.动物源性食品DNA溯源技术。动物源性食品安全可追溯系统中，需要保持动物源性产品供应链的身份和基因遗传可追溯时，就要用到动物源性食品DNA溯源技术。动物源性产品、动物源性食品DNA溯源技术是建立在实时荧光PCR技术上的DNA测试技术，检测和量化转基因生物和其他转基因物质的技术。

4.环境监测技术。动物源性食品安全可追溯系统，需要结合环境监测技术来增强可信度。环境情况比如温度和相对湿度，空气的大气组成，包括污染物、食物产品的品质稳定性和安全性的影响。仪表化的环境记录装置（比如气体分析器和生物传感器）对于监视这些参数都是可行的。

5.畜牧业中地理信息技术。动物源性食品安全可追溯系统需要畜牧业中地理信息技术作指导，畜牧业中地理信息技术是指利用现代测绘、地理信息遥感技术、卫星导航技术等，围绕地理信息开发利用技术，进行信息的获取和处理、应用的技术。进入WTO后，我国的部分地区，已经尝试将地理信息技术运用到畜牧生产管理中，比如动物的检疫等，极大提高了生产效率。

6.可追溯系统集成软件技术。

动物源性食品安全可追溯系统的及时更新需要可追溯系统集成软件技术。有效的可追溯链是一个利用标准进行数据收集，测量程序，分析、存储和传输记录的信息，允许完全向后和向前跟踪产品历史的控制系统。这种技术的集成软件依赖于适当的信息应用程序、计算机系统和追溯链链接到的企业中央数据库，许多研究人员和商业公司已经报告了将可追溯系统集成软件技术运用在动物源性食品行业中的可行性。

二、动物源性食品安全溯源系统发展情况和存在问题

1.动物源性产品身份识别技术。动物源性产品身份识别技术中，条码技术代表一项先进的信息采集技术，可以标识动物源性食品供应链中原料生产、加工、储藏和零售等环节，并可以借助计算机来管理。当出现动物源性食品安全问题时，可以借助条码技术对动物源性食品进行追溯，缩小动物食品安全问题出现的范围，找到动物源性食品安全问题的源头。当前，国际上负责管理和维护条码技术研发推广的组织是国际物品编码协会（GSI）。条码技术是以商品条码为核心，利用全球统一标识系统（EAN/UCC系统），高效建立标识层、采集层、交换层的供应链管理方案。条码技术利用EAN/UCC系统在动物源性食品中应用包括贸易单元、物理单元、信息属性、位置码的编码和条码表示等。通过条码技术可以将动物源性食品供应链中的每一个加工点进行标识，形成环环相扣的模式，从而建立完整的动物源性食品溯源系统，存在的问题就是但凡其中的一个环节脱落了，追溯整个动物源性食品安全的链条就脱节了。在国内，很可能导致动物食品安全供应链脱节的情况包括：动物源性食品生产和流通管理的规则建设基础弱；参与动物源性食品生产、经销、批发的组织化程度低；实现动物源性食品安全质量安全追溯的技术基础薄弱等。针对动物源性食品溯源的法律法规体系尚待完善，这也制约着动物源性食品溯源建立和完善。

2.质量和安全测量技术。动物源性食品可追溯性需要准确的信息，产品的成熟度、质量属性和安全状况，必须用适当的方法来测量和分析。产品规格如尺寸（质量、尺寸）、紧度（脆度）、固体、酸度、味道等等，都是物理的、机械的以及可能需要测量的化学性质。实验室和在线仪器，例如透度计、冷温计、扭转测试器，用于测定肉质产品的硬度。基于力传感、红外和磁性的破坏性试验，共振成像也可以用来测量韧性和其他内部质量属性。它们也可以用来评估在产品中存在危险的物理对象。这些仪器的模型可以从商业上找到各种制造商。我国动物源性产品质量检测体系正在构建中，农贸市场、生产企业、动物源性产品重点生产基地没有产品自检体系、动物源性产品质量监测检验体系还不健全。

3.动物源性食品DNA溯源技术。张小波等采用RFLP-PCR方法，对猪的DNA溯源进行研究发现，猪身上存在6个SNP位点符合标准，这项研究为建立猪肉产品的DNA溯源系统提供了一定的参考价值。

在我国，动物源性食品DNA溯源技术起步较晚，虽然这项技术目前还不算成熟，但是在不久的将来，它会有很广阔的前景。

4.环境监测技术。对畜牧的环境进行监测主要包括两个方面：一是对畜禽生产生活所需的生活环境（小环境）进行监测；二是对畜禽生产生活周围的自然环境（大环境）进行监测。小环境中畜禽的生产生活健康卫生环境，直接决定畜禽生产潜力高低，大环境主要监测的是畜禽生产过程中对环境的破坏（比如畜禽排放的粪便污水超过环境容量后对水、土、大气环境的破坏等等）。

在国外已经有一批成熟畜牧生产生活信息智能化环境监测方法和技术，但国内这方面研究处于初始阶段。畜牧生产生活信息智能化环境监测方法和技术在精准采集畜牧信息的同时，能够挖掘信息中的动物健康情况、动物对养殖环境的适应情况等深层含义，这不仅能为动物疾病预警，而且能为动物养殖环境反馈调节提供低成本、高效率的解决方法。Song等利用畜牧生产生活信息智能化环境监测方法和技术，发现了健康牛和患有跛腿残疾牛行走过程中，同侧前后蹄接触地面中心点间距离参数的差别，同时得出了健康牛行走行为数据模型。朱伟兴等向猪舍排泄区安装了嵌入式监控设备，通过监控设备每天观测猪只的排泄情况，并对猪只排泄情况进行统计分析，发现单日排泄次数超过系统所规定上限的猪只，便于规模化管理。刘龙申等向母猪猪舍的上方安装监控警报装置，利用视觉分辨技术将分娩母猪、妊娠母猪、小猪的个体行为模式区分开来，当检测到分娩母猪即将分娩新生仔猪时，监控警报装置会提示饲养员开始准备接生工作。

随着经济快速发展和人们生活条件的提高，人们对肉类和肉类加工产品的需求也日益增加。各大畜禽类屠宰加工厂也如雨后春笋般建立起来，对其周围环境进行监测就显得尤为重要了，这样可以预防和减轻不良环境影响。

5.畜牧业中地理信息技术。畜牧业中地理信息技术应用主要分为两个层次，第一个就是基本应用层次，包括定位、展示和查询畜牧业中的相关情况，如畜牧生产情况，养殖场、饲料、兽药生产经营企业、畜牧业管理部门、防控机构的地区分布情况等，并且可以生成统计数据、对照图形、分析图表等。第二个层次的应用是在第一个层次的基础上对已经掌握的相关畜牧业资源，结合相应的畜牧业要求，比如畜牧业生产布局、环保、疫病防控、综合调度指挥等要求，进行深度挖掘，建立相关管理系统来满足畜牧业生产管理的需要。

林元清等在青海省建立了动物疫病监测数据统计分析地理信息技术，并将此技术应用到实际工作中，检索、统计和分析了相关统计数据指标，在实际监测业务工作中得到了数据表格、分析图表以及区域地图，并在此基础上制作一系列动物疫病监测和疫情信息地区分布展示地图，总结了动物疫病监测和动物疫情报告，这为畜牧业主管部门制定青海省动物疫病防控策略提供了数据和技术支持。梁坤等初步应用地理信息技术，在乌鲁木齐南山天山灰旱獭鼠疫疫源地，开展鼠疫监测工作，并由此建立乌鲁木齐南山天山灰旱獭鼠疫疫源地的基础地理信息系统数据库，使得乌鲁木齐南山灰旱獭鼠疫疫源地鼠疫监测工作更加科学化、信息化和规范化。马天等根据黑龙江省野生东北虎野外调查数据，结合地理信息技术、计算机信息技术以及野生动物资源调查管理技术，构建出黑龙江省野生东北虎野外调查信息管理系统。该系统既可以实现野生东北虎调查数据图形可视化操作管理，又可以动态地空间分析研究区域内的自然因素和人文因素，并由此结果分析得到野生东北虎适宜地生境示意图和野外的分布信息统计图。

6.可追溯系统集成软件技术。

可追溯系统集成软件技术最明显的标志就是利用条码技术结合相应的硬件设备进行标签溯源，主要包括RFID技术（无线射频识别技术）。2006年以来，农业农村部畜牧兽医局以北京市、上海市、重庆市及四川省四个省市为试验点组织实施了“动物标识及疫病可追溯体系建设”试点工作，采用RFID技术对畜禽类产品进行追溯成效显著；这对于推动我国动物重大疫病的可防控能力具有相当大的参考价值。虽然RFID技术成本较高，但是近些年来，采用的传感器数量等措施已经显著降低了成本。

AMADOR和EMOD等采用RFID温度溯源系统（由RFID、个人数字助理技术和条码技术组成）用于牛肉物流运输管理，监测了相关地理位置，实时准确采集了牛肉相关数据，高效率传输了牛肉供应信息。龚攀等为完善牛奶溯源系统，利用android端软件、PC端管理平台、服务器支撑平台和RFID模块四部分，设计出牛奶溯源系统总体的溯源框架及功能架构，并且进一步的实现牛奶溯源系统。

三、展望

在全球动物源性产品商业交换中，动物源性食品安全可追溯系统已经成了一项至关重要的因素。消费者对于可持续农业实践（包括环境和动物福利问题）的需求方式在转变，对一系列高质量和安全的产品有需求，因而未来的动物源性食品安全可追溯系统是质量保证体系中重要的元素。随着全球供应链和颁布的农业新法规、技术转让和农村开发项目的可追溯性的关注度提升，为了改善市场的发展项目和提升小规模农民产品的定位和质量，发展中国家必须利用技术以促进产品和流程的可追溯性。未来DNA指纹图谱技术的创新，小型机器的纳米技术和视网膜成像技术以及它们的集成技术，对于提高在智能型农业中植物和畜牧业的可追溯性的速度和精确度有相当大的作用。在通信和商业中，互联网作为媒介被广泛采用，消费者可以利用电子产品，越来越多的进行动物和植物产品的追溯，并且得到动物和植物产品的质量和安全的实时信息状态，并且有利于企业快速召回有质量问题的产品。

四、结语

可追溯系统是一个跨学科的概念，促进了实行可持续农业的信息透明化。现代技术创新已经可以应用到发展和实现综合农业可追溯性系统，比如信息和计算机技术，信息系统管理技术，图像捕捉、存储技术，生物传感器，地理空间技术（全球定位系统GPS，遥感技术RS）等。

动物源性食品安全是“管”出来的，只有建立更为完善的责任追究制，才能从根本上保证“舌尖上的安全”。动物源性食品可追溯系统的目的是允许对产品进行前期和后期跟踪，了解供应链中从农场到餐桌产品的生命历史（活动）情况。因此，这是一种预防性的品质安全管理工具。一个良好的动物源性食品可追溯性管理系统，可以追溯到前期的原始生产者和后期的个人消费者，甚至追溯到供应链中的任何一步，用于有效识别动物源性产品和质量安全出现问题时及时召回等工作。从消费者的角度来看，可追溯系统有助于建立信任，增加对食物系统的信心。对于养殖者和动物源性食品加工者来说，可追溯系统是一个整体成本效益较高的投资，并且是质量管理体系的一部分。