溯源技术在维护食品冷链可追溯系统中的研究综述

◎ 刘佩玲，何先平，李 倩，吴 慧，教 杨

（广州工商学院工学院，广东 广州 510700）

冷链商品追溯服务,指的是在完善供应链管理体系下,利用各种信息技术手段,针对冷链物流产品建立的具备商品产地和温控信息可追踪能力的系统。通过对冷链运输生鲜食品的产地、制造、销售等生产流通环节中的操作性事件和有效交易活动,对后果信息进行全数据流的记录和报备。冷链商品追溯服务对产品已出现的问题和可能发生的情况进行追溯，查询追溯相关产品来源信息和生产流程数据,查找问题发生的具体环节，完成追究责任、降低损失和实现指令等目的。消费者通过了解产品生鲜物流各环节的信息，对所购买食品质量有所判断。冷链溯源主要涵盖2 个方面：①冷链，即是有温度控制要求的物理体系。②溯源，即是可追溯冷链物流商品来源的能力。冷链完整性是指在冷链运输活动中的重点环节由始至终处于标准要求的低温或超低温环境中，确保冷链生鲜的质量，减少运输流程中的耗损，避免冷链生鲜被环境污染。

1 溯源技术在冷链中运用现状

随着时代发展，我国消费者对生鲜产品的品质有更高的期待。到 2020 年，中国冷链物流市场规模已突破 3 800 亿元，拥有 1.8 亿m3的冷库和28.7 万辆的冷藏车辆，分别为“十二五”末的 2.4 倍、2 倍、2.6 倍[1]，但仍存在着容量不足、运输“断链”及“最先一公里”和“最后一公里”得不到保障、冷藏车辆投入不足、布局不合理等问题[2]。

由于传统的食品可追溯系统或者食品监管体制已经趋于成熟，研究人员开始将注意力放在如何将新兴的管理理念以及新型技术手段应用到冷链生鲜产业中。日本、美国、中国等国家将大量信息技术融入保障冷链生鲜运输安全的可追溯系统之中，在保障产业经济利益的基础之上提高冷链生鲜的安全性和可追溯性。自国外食品安全事件暴发以来，世界各个国家开始从法律、社会等不同层面构建相关的可追溯体系，保证市场参与者的效益和安全。发达国家的冷链物流系统大都比较完善，尤其是在果蔬的冷链流通率上尤为明显。从有关资料来看，一方面，目前我国的果蔬冷链流通量只有 35%，与发达国家的 90%相比有很大的差距。另一方面，我国生鲜农产品的损耗率在10%～20%，而发达国家的损耗率不到 5%[3]。我国的果蔬冷藏体系和可追溯体系仍处在一个相对滞后的状态，尽管近年取得了进展，但与国外相比仍然存在一定的差距。目前，我国完整独立的食品冷链体系尚未形成。

2 溯源技术在冷链可追溯系统中的作用及关键技术

2.1 信息技术追溯手段在冷链中的作用

可追溯体系的应用保证冷链生鲜安全，提高了运输服务从业者的工作效率，增强了其服务产品在消费者心中的信任度。目前，在冷链生鲜运输活动中应用的信息技术主要有条码技术、射频识别技术、数据库技术。这些信息技术在一定程度上推动了冷链生鲜运输活动的顺利进行。

（1）增加冷链生鲜运输管理的透明度。可以对冷链生鲜运输的全流程进行冷链物流跟踪；通过产品信息的录入，对生鲜食品在全链条上的物流进行追踪，并对其进行温度监测，保障生鲜食品在冷链运输过程中的品质安全。

（2）提高冷链生鲜物流效率。应用可追溯系统简化作业流程，出现问题来可查，去可循。通过生鲜食品托盘和包装箱上的产品标签，实现生鲜运输全流程的动态信息扫描，提高了追溯工作的效率。

（3）降低企业管理成本。应用可追溯系统提高了冷链生鲜物流的运输效率，节省了人力、时间成本，还大大节约了食品安全成本。将其应用于生鲜食品库存管理，可减少人工审核的工作量，确保存货安全，减少管理费用，进而提高了运输服务从业者对顾客的服务质量，带来更多商机。

2.2 区块链技术在可追溯性方面的研究

区块链技术凭借其去中心化等优势，在溯源工作中发挥了重要作用，并且冷链生鲜运输满足区块链技术应用的基本条件。通过联系实际问题建立的冷链运输追溯系统能够极大缓解市场压力，提高企业的经济收益。同时，对缺乏针对危害因素的质量安全溯源系统进行改进，锁定危害源头并降低社会危害，提高政府管理效力。

区块链技术的去中心化、数据的防篡改与溯源性以及节点传输机制，将为冷链物流从供应地到销售地的整个流程提供数据记录并赋予了冷链物流 GPS（Global Positioning System）、智能温控以及物联网3大功能[4]。

在区块链可追溯性的应用领域可行性研究。食品区块链技术除了可以应用在金融评估领域之外，还可以应用到供应链的可追溯领域，为区块链技术如何在食品供应链中实施提供新的见解，并进一步讨论区块链技术对社会和环境带来的影响。

引入物联网自主识别系统，基于 RFID(Radio Frequency Identification) 和 NFC(Near Field Communication)设备实现食品供应链的透明度和生产信息的实时监控，并通过云数据库实现食品信息的有效储存[5]。回顾了区块链用于农业信息通信技术系统的概念，提出了一个使用区块链技术的农业信息通信技术系统模型，并对中国食品安全可追溯系统建设现状进行了分析，为政府制定相关政策提供了建议[6]。

2.3 对冷链运输中的关键技术与可追溯性的关系研究

将溯源信息与具有无源、非接触、超视距和批量识别等突出优势的射频识别（RFID）技术的标签相结合，可以很好地解决以条形码或二维码为基础进行商品识别所面临的难题，并将 RFID 技术与商品流通、仓储、自动分拣等环节有机地融合，可以提升溯源系统的管理效率。在追溯体系的信息输入过程中，有许多信息需要输入，而 RFID 标签的批量识别技术可以极大地提升信息输入的效率[7]。

3 冷链可追溯系统构建的发展瓶颈及措施

3.1 冷链可追溯系统构建的发展瓶颈

以生鲜食品为例，有些冷链运输的超载、码货信息不标准，直接导致运输流程中存在一些安全隐患。目前，各地区的冷链生鲜运输安全可追溯系统尚在建设之中，存在基础设施不完善、标准化程度和普及程度不高等问题。行业内冷链生鲜运输可追溯系统的管理没有统一的监管标准和运行要求。这些情况都在不同程度影响我国冷链生鲜产业的发展，可追溯系统仍具有较大的发展空间。

（1）交易信息的不对称。包括冷链生鲜在内的生鲜供应链安全问题在我国普遍存在。其中，由信息不对称导致的食品安全隐患在我国冷链生鲜市场中广泛存在，造成了我国冷链生鲜产品质量安全问题频发。消费者对冷链生鲜安全信息的需求与冷链生鲜运输供应者所能提供的服务存在矛盾。一方面，消费者作为冷链生鲜直接接触者，想要迫切了解生鲜的产品根源地、生产流程、来源去向、运输方式以及人员信息等相关信息，单纯通过观察冷链生鲜表面难以分辨。另一方面，运输服务提供者作为冷链生鲜转移的中间者，想要对运输对象进行信息确认以及安全检查核实等行为也较为困难。

（2）追溯对象不明。目前，在传统冷链生鲜安全追溯系统中，如果冷链生鲜安全出现问题，往往是通过对运输距离或者是时间调查，对产地进行溯源，进而分析出现问题的地点和时间。实际造成冷链生鲜安全问题的因素不仅有时间和距离，还包括相关人员的专业化程度、运输流程中的结点数量、装卸货物时的环境等诸多不确定因素。这些因素往往会在不经意间加重冷链生鲜安全问题的程度，并且不容易被设定为系统的追溯对象。

（3）基础设施建设不完善。日益增长的冷链物流市场规模与冷链物流基础设施建设水平不匹配。我国冷链运输市场规模近5 年逐渐扩大，其同比增速也逐年加大，2020 年同比增速更是高达 25%，但是基础设施建设不完善是制约冷链相关产业发展和冷链生鲜产品冷链物流利用率低下的原因。

3.2 冷链可追溯系统优化措施

针对我国冷链生鲜安全存在的问题，采用安全、可信、透明的溯源系统加强对冷链产业的监管与效率，提高冷链生鲜安全水平非常必要。因此，需要采用区块链技术，通过分布式容错、不可篡改和隐私保护等特性，解决当前冷链生鲜溯源体系存在的问题。区块链技术凭借其特有的技术优势以及信息管理思路，能够很好地适应我国冷链生鲜运输的市场环境变化，并且能够在复杂的数据交易网络中，保证数据信息的安全，为冷链运输的各个环节提供可溯源的保障，进而提高冷链运输企业的服务质量。

区块链技术能够有针对性地解决当前冷链生鲜溯源体系存在的问题。将分布式账本、数字签名、溯源存证等一系列核心技术结合起来，以区块链技术为基础，构建食品冷链质量安全信息平台，可以强化微生物污染监测、缩短食品冷链在途时间，实现质量安全问题的有效追溯和溯源，对于提高食品质量安全管理水平、推动生鲜食品供应链优化具有重要的意义[8]。现阶段，进口冷链食品信息存储中心化严重，对各个环节信息更新的完整性以及安全性无法保证，对待进口生鲜的信息可追溯性缺乏一个系统的管理方法，传统的中心式、孤岛式信息管理方法已经不能满足时代发展的需求。针对上述情况，有必要结合区块链技术建立一个数据传输去中心化、数据存储安全、运行成本较低的冷链运输可追溯系统，提高冷链运输的可追溯性、易监管性和安全性。

欠发达地区要对产地冷链物流的发展给予更多的关注，鼓励发展新型农业主体，吸纳各种资金。在参与原产地建设的基础上，降低专业冷藏设备等的投资风险，补齐原产地冷链技术短板。

4 结语

我国冷链生鲜运输的安全可追溯系统仍具有较大的发展空间。目前，冷链生鲜食品安全方面迫切需要建立一套安全、可靠、透明的溯源体系，以强化冷链行业的监管和效率，提升冷链生鲜食品的安全性，保证人民的饮食健康。区块链技术可为冷链运输的各个环节提供可溯源的保障。因此，改进和推广区块链技术，提高溯源系统的安全性、透明度和可信性，可以加速我国食品冷链物流发展，对保障人民食品安全具有重要意义。