电子信息编码技术主要依托于现代数据库管理技术、网络技术和条码技术, 将整个产品链从生产、加工、贮运和销售的所有环节进行信息记录, 然后予以采集和查询^[4]。这样, 即使草畜产品出现问题, 通过该系统也可以查询追溯到出现问题的环节, 为保障草畜产品的安全提供有效的监管方法。澳大利亚、巴西和加拿大等国家都建立了可追溯的安全体系, 实现了牛肉制品从农场到餐桌的全过程追踪^[19]。欧洲一些销售部门建立了牛肉制品、生鲜水果和蔬菜销售等的可追溯体系标准^[1]。我国科学家利用电子信息技术建立了花生安全生产可追溯信息系统及牛肉安全信息溯源体系^{[20, 21]}。

随着科技的不断发展, 由于稳定同位素不具有放射性同位素的放射性特点而得以在农业、生物学、医学及环境科学等领域日趋广泛应用^[8]。同位素分子之间因质量不同而存在着微小的物理与化学性质的差异, 因此在物理、化学、生物作用过程中, 会出现同位素分馏现象^{[22, 23]}。同位素分馏是指由于同位素质量不同, 在物理、化学及生物化学作用过程中, 一种元素的不同同位素在两种或两种以上物质(物相)之间的分配具有不同的同位素比值的现象^[24]。这种现象可能会因为环境、气候、生物代谢类型等因素的影响, 使不同来源的生物体内稳定同位素比值产生差异, 从而为草畜产品的地理信息溯源提供指纹信息。而后通过利用同位素质谱分析仪精确测定同位素的含量比, 并与参照物进行比较, 可以得出同位素的相对比率, 从而追溯草畜产品的源头。郭波莉等^[25]通过稳定性碳、氮同位素探索中国牛肉产地溯源的可行性, 发现不同地区地域牛肉、牛尾毛、饲料中的δ ¹³C值和δ ¹⁵N值存在差异, 进而区分牛肉产地。Schmidt等^[26]研究发现美国与欧洲的牛肉中的δ ¹³C值存在显著差异。Nakashita等^[27]也发现, 美国牛肉中δ ¹³C值显著高于欧洲和日本的。Renou等^[28]在法国3个地理位置和海拔不同的地区对肉牛进行了试验研究, 两个地区的¹⁸O值由于所用饲料不同而显著不同。Boner和Forstel^[29]采集了来自不同农场的牛肉, 测定肉组织水中的δ ²H和δ ¹⁸O, 结果表明, 利用H和O稳定同位素来追溯牛肉的地理来源是可行的。

基于电子信息编码技术建立的苜蓿产品安全溯源管理信息模式的核心内容包括产地地理信息编码、加工企业信息库的建立和销售终端(图1)。

图1

Fig.1

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	图1 苜蓿产品溯源信息的传递流程图Fig.1 Transfer flowchart of alfalfa product traceability information

1)产地地理信息编码:将一定行政区域内的苜蓿产品设定为最小编码单元, 并通过查询中国行政区划分代码, 将产地代码和产地空间地址相对应进行编号; 有规模的苜蓿生产基地的数量一般不会超过1000个, 以3位流水号(001, 002, …)形成编号, 那么一个生产单位的地理编编码就有15位数字构成, 即行政区划编码(12位)+基地流水编号(3位), 如甘肃省会宁县中川乡高庙村001号生产基地(620121201205001)。

2)企业加工登记:苜蓿饲料加工环节是苜蓿产品溯源的重要环节, 收割后的苜蓿送往就近的饲料加工场进行加工深处理。其登记内容依次分为入厂检验信息(受检产品名称、受检日期、检验情况、检验人员、检验报告), 加工信息登记(加工设备、加工人员、加工技术, 添加剂名称、数量及规格), 成品包装信息(包装批号、规格、等级、商品条码、生产日期、包装地点、包装用材、出库日期、负责人)和储藏管理信息(地点、环境、时间及责任人)。加工厂应按照严格的检验标准和检验规范对原料进行检验, 详细记录; 受检后的产品依据质量的优劣, 分成不同的等级, 入库等待下一步的深加工; 为了便于对加工作业流程进行监督与管理, 加工人员需对自己的工作进行详细规范的记录, 最后将各种必要信息标签贴在外包装袋上。在加工工作完成后, 信息员依据工作人员所记载的信息建立完整的企业产品信息数据库。

3)销售信息登记编码:加工包装后的苜蓿产品, 经过厂家直接运输销往全国各地的销售点, 期间应登记产品出厂时间、出厂品质以及运输责任人、运输工具、运输途径及交货时间与地点。产品到达销售点后, 销售人员制作销售信息登记编码粘贴在必要信息粘贴处, 然后进行适宜条件贮藏、分批销售。为了减少销售商对产品进行掺假掺次, 厂家将要求销售商对销售信息登记表及时反馈回厂。

综上, 草产品质量安全溯源是收集从生产到销售的每一个物流环节的信息, 并对每个环节进行标识管理, 通过这些标识信息, 可对草产品安全溯源监管。

基于电子信息编码技术建立的畜产品安全溯源管理信息模式的核心内容, 主要包括养殖信息管理系统、屠宰加工信息管理系统以及销售信息管理系统(图2)。

图2

Fig.2

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	图2 畜产品安全溯源电子信息编码模式Fig.2 Animal product traceability of electronic information security coding mode

1)养殖管理及数据管理系统:记录家畜在养殖厂从出生期到育肥出栏期间, 所有涉及到的基本信息, 为家畜建立基本情况和变动情况档案, 如, 家畜系谱、转群和其他养殖信息; 记录家畜从出生到育肥各生长阶段所用的饲料和兽药, 并对家畜的疾病和治疗过程及用药情况进行详细的记录, 建立与之相应的疾病治疗信息库, 为家畜建立一套完整的检疫信息档案。如匹配射频识别技术, 每头动物的档案还需制作电子耳标。

对于数据库的管理, 利用射频识别技术(RFID)读写器, 将对在较远距离的有源RFID进行数据的读写, 然后将数据提交数据管理信息系统, 有源RFID电子标签可以使数据准确、完整地进行传递, 各生产环节可以连续记录, 从而提高数据录入的效率, 使畜产品的防疫检疫更加方便。这样的信息标签还可以不断重复使用, 降低畜只溯源成本。

2)屠宰加工管理系统:待宰的牛应进行验收检查和待宰检查, 然后按照受检结果分圈管理, 每头牛的受检信息将与之前的耳标信息一同转录到新的加工厂数据库。加工厂的数据应包括屠宰场地、屠宰场卫生状况及设备条件的信息记录。经检验合格的牛即可送宰。宰后符合的牛肉分割检测后进入贮藏加工环节。此时, 应严格控制牛肉的贮藏温度及卫生条件, 并进行标准规范的记录。加工厂应对牛肉产品加工期间所涉及的信息, 如加工厂名称、加工日期、加工批号、保质期、牛耳标号、牛部位名称、加工配料、防腐剂使用情况、包装材料及透气性程度、加工人员等进行详细记录并建立资料数据库管理系统。

3)销售管理系统:加工后的肉制成品获得市场准入资格后便可进行销售。销售商需要对所接到的待售产品建立从运输到销售包括运输企业、运输工具、产品名称及数量、销售单位等的信息数据库并录入溯源系统, 从而完善每一个环节, 最终达到可追溯的目的。建立销售终端的畜产品安全溯源管理数据库。

采集来自不同产地家畜的组织样品保存, 采集当地家畜采食的主要牧草及饮水, 制作样品原产地信息记录表(表1)。

表1

Table1

表1(Table1)

表1 样品来源地信息 Table1 Sample information source 采样地区 Sampling area 农牧区 Pastoral areas 经纬度 Latitude and longitude 海拔 Altitude 主要采食牧草种类 Main feeding grass type 采样时间 Sampling time A B …

表1 样品来源地信息 Table1 Sample information source

采用高温裂解-同位素比率质谱法^[30]分别测定饮水、牧草、脱脂组织中, δ ²H、δ ¹³C、δ ¹⁵N、δ ¹⁶O、δ ³²S、δ ⁸⁶Sr等同位素的值并进行记录。利用所测值对不同地区样品的各个同位素值进行多重比较分析, 得到不同地区产品同位素之间的差异; 组织同位素组成受地域环境的影响, 与当地饮用水及牧草密切相关, 故将饮水、牧草中某一同位素的含量与组织中的相同同位素的含量进行相关性分析, 检验彼此之间的相关性, 可以作为地域信息的载体, 用于区分产品的产地来源, 并将所得的分析结果进行记录; 将不同产地同位素指标进行聚类分析(图4), 并将分析数据记录入库, 建立同位素追踪信息库。

图4

Fig.4

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	图4 聚类分析树Fig.4 Cluster analysis tree 注:A、B、C、D分别代表4个地区。 Note: A, B, C and D represent four areas, respectively.

通过相关性分析数据库可以查询原产地牧草或饮水与动物产品同位素之间的联系, 从而追溯动物产品的原产地; 通过聚类分析数据库可以直接追溯产品的原产地, 同时可检验产品是否为混合产品, 形成一套安全溯源管理模式。