楊浩軍

（蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子商務(wù)與物流學(xué)院，江蘇蘇州215009）

食品冷鏈物流的安全性研究及其優(yōu)化措施

楊浩軍

（蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子商務(wù)與物流學(xué)院，江蘇蘇州215009）

針對食品冷鏈物流系統(tǒng)中安全問題頻發(fā)的現(xiàn)狀，依靠食品科學(xué)和安全性量化標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)理論，研究食品品質(zhì)變化過程，建立食品冷鏈物流安全性量度模型。探究微生物生長繁殖規(guī)律和致病菌含量的影響，對冷鏈物流安全性量度模型進(jìn)行驗(yàn)證分析，提出食品冷鏈物流貨架期的計(jì)算方法。最后提出基于安全性考量的食品冷鏈物流優(yōu)化措施。

冷鏈物流；安全評價(jià)；T.T.T原理

由于食品安全問題導(dǎo)致人民生命財(cái)產(chǎn)受到損害的事件層出不窮，使得食品安全問題成為世界性的熱點(diǎn)問題，但關(guān)注焦點(diǎn)通常集中在原材料生產(chǎn)及加工過程，例如食品生產(chǎn)環(huán)境、添加劑的使用等，而對于食品運(yùn)輸過程中可能存在的安全隱患卻比較少涉及[1-2]。根據(jù)研究結(jié)果顯示，由于食物質(zhì)量問題引起人體不適的案例中，其中添加劑含量超標(biāo)導(dǎo)致的比例不到1%，而大多為微生物污染導(dǎo)致，微生物污染可分為細(xì)菌污染和真菌污染，其中細(xì)菌污染包括病禽病畜本身攜帶病毒、生熟產(chǎn)品交叉污染、存儲(chǔ)過程衛(wèi)生狀況差、從業(yè)人員帶菌操作等，真菌污染是指食物中含有真菌及其代謝產(chǎn)物，由于代謝物質(zhì)中的毒素不能通過高溫或其他手段去除，只能從源頭把關(guān)，隔絕污染物[3-4]。因此，目前當(dāng)務(wù)之急是重視食品物流過程安全，控制食源性污染。

目前生鮮食品運(yùn)輸最常用的物流方式為冷鏈物流。冷鏈物流（Cold Chain Logistics）是指為需要低溫進(jìn)行儲(chǔ)存的食品從生產(chǎn)環(huán)節(jié)到最終流通至消費(fèi)環(huán)節(jié)提供冷藏環(huán)境的系統(tǒng)工程，目的是保障食品質(zhì)量，以此降低因儲(chǔ)存原因帶來的產(chǎn)品損耗[5]。食品冷鏈物流系統(tǒng)是保障食品安全的重要因素，其結(jié)果會(huì)受到不同流程間銜接過程影響，因此冷鏈物流中，尤其是供應(yīng)鏈較長的冷鏈物流，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，避免由于某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題而影響產(chǎn)品整體質(zhì)量[6-7]。我國作為生鮮易腐食品的最大生產(chǎn)消費(fèi)國，冷鏈物流的質(zhì)量直接決定了生鮮易腐食品的質(zhì)量，基于此，本文對食品冷鏈物流的安全性進(jìn)行量化研究，優(yōu)化其運(yùn)營策略。

1 食品冷鏈物流安全性量度模型的建立

1.1 食品冷鏈物流安全性簡介

食品冷鏈物流包括生鮮產(chǎn)品的冷凍及低溫加工作業(yè)、冷凍儲(chǔ)藏、冷藏運(yùn)輸和冷藏銷售等方面，與其他物流比較，具有系統(tǒng)性更強(qiáng)、安全性要求更高、運(yùn)營成本高等特點(diǎn)，因此應(yīng)在保證系統(tǒng)安全性的前提下降低運(yùn)營成本[8]。

式中：n為反應(yīng)級數(shù)；kn為第n級反應(yīng)狀態(tài)下得出的速率常數(shù)。

食品品質(zhì)變化是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，一般將其簡化成以某種中間產(chǎn)物或終產(chǎn)物的含量為標(biāo)準(zhǔn)的零級反應(yīng)（zero-order reactions）方程式或一級反應(yīng)（first order reaction）方程式，如下：

零級反應(yīng)方程：P0-P=k0t

一級反應(yīng)方程：ln P=ln P0-k1t

式中：零級反應(yīng)是指食品反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度無關(guān)的生化反應(yīng)過程，一級反應(yīng)是指食品反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度直接成正比的生化反應(yīng)過程。

食品安全性作為其最重要的特性，可分為絕對安全性和相對安全性，其中絕對安全性是指食品對任何人而言都絕對無任何健康風(fēng)險(xiǎn)，是一種理想狀態(tài)，在客觀現(xiàn)實(shí)條件下難以達(dá)到；相對安全性是指食品在合理進(jìn)食方式及含量的前提下，食品對人體無毒害作用。就食品冷鏈物流過程而言，食品安全是指食品在冷鏈配送過程中不會(huì)產(chǎn)生對消費(fèi)者健康有任何損害的因素。Aradel等人曾提出T.T.T（Time-Temperature-Tolerance）原理，即冷凍食品的質(zhì)量下降程度是在一定溫度條件下時(shí)間累計(jì)的結(jié)果，累計(jì)到一定程度，食品發(fā)生質(zhì)變，則失去價(jià)值，因此冷鏈物流中最重要的影響因素是溫度[9]。后來又有學(xué)者提出其他影響因素，包括3P和3C，即原料（Product）、處理工藝（Processing）、包裝（Package）、冷卻（Chilling）、清潔（Clean）和小心（Care）[10]。

1.2 食品冷鏈物流安全性量度模型

食品物流過程中最顯著的不安全因素為致病微生物的生產(chǎn)及繁殖，食品在經(jīng)過冷鏈物流后其致病微生物數(shù)量越多，則說明該冷鏈物流系統(tǒng)的安全性越低。食品中微生物的生長模型為：

食品作為商品，品質(zhì)依賴于其本身特性及消費(fèi)者主觀判斷共同的結(jié)果，同時(shí)僅僅用單一指標(biāo)對食品品質(zhì)進(jìn)行度量是不合理且不全面的，因此食品品質(zhì)難以通過客觀的量化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定。目前來講，常綜合考慮食品生化檢驗(yàn)結(jié)果和人體感官判斷結(jié)果，提出“品質(zhì)降解率”這一概念表示食品在物流存儲(chǔ)過程中品質(zhì)的變化情況，品質(zhì)參數(shù)（P）隨時(shí)間（t）變化的方程可表示為：

式中：Nt為在某一時(shí)刻（t）微生物的濃度，cfu/g；N0為一開始微生物的濃度，cfu/g；b為試驗(yàn)參數(shù)；Tmin為微生物不生長的理想溫度，℃；T為環(huán)境溫度，℃；λ為微生物生長延長時(shí)間，h。

假設(shè)食品安全性的量度值與致病率的總和為1，同時(shí)食品在進(jìn)入冷鏈物流系統(tǒng)時(shí)已過微生物生長延長期，則食品物流的安全性度量（Rt）可表示為：

式中：ND為致病微生物的致病濃度，cfu/g。

當(dāng)食品中致病微生物的濃度小于等于1 cfu/g時(shí)，即致病微生物的致病率為0，食品的安全性為1，當(dāng)Nt=ND時(shí)，則認(rèn)為此時(shí)致病微生物的致病率為1，食品的安全性為0。

2 食品冷鏈物流安全性量度模型的驗(yàn)證

2.1 食品冷鏈物流安全性量度模型的模擬驗(yàn)證

利用冷鏈物流運(yùn)輸仿真試驗(yàn)驗(yàn)證提出的模型是否能夠運(yùn)用于實(shí)際物流系統(tǒng)中。試驗(yàn)分為外面環(huán)境條件模擬和內(nèi)部環(huán)境條件模擬兩大模塊，其中外部環(huán)境可以模擬-20℃～50℃溫度條件，所有濕度條件和35m/s以內(nèi)的風(fēng)速條件；內(nèi)部環(huán)境模擬為普通冷鏈運(yùn)輸集裝箱能達(dá)到的基本要求，-40℃～20℃的溫度條件，所有濕度條件和O2、CO2、N2、CH4等氣體環(huán)境。利用監(jiān)控設(shè)備隨時(shí)控制并檢測環(huán)境參數(shù)，保障試驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性及有效性。

試驗(yàn)材料：某品牌密封生鮮產(chǎn)品。

試驗(yàn)方法：進(jìn)行5次重復(fù)試驗(yàn)，將外部環(huán)境溫度設(shè)為30℃，濕度55%，風(fēng)速5m/s；用于分裝產(chǎn)品的泡沫塑料箱堆滿整個(gè)集裝箱，泡沫塑料箱間距為100mm，內(nèi)部環(huán)境溫度分別設(shè)為-25℃（1號）、-20℃（2號）、-15℃（3號）、-10℃（4號）、-5℃（5號），濕度均為25%，無風(fēng)速。試驗(yàn)過程中記錄集裝箱內(nèi)部各測點(diǎn)溫度及濕度變化，并進(jìn)行分析。微生物采用國家標(biāo)準(zhǔn)SN/T 1897-2007《食品中菌落總數(shù)的測定：PetrifilmTM測試片法》中的方法進(jìn)行接種及培養(yǎng)，最后計(jì)算菌落總數(shù)。

試驗(yàn)過程：首先將密封生鮮產(chǎn)品送達(dá)實(shí)驗(yàn)室，第1次取樣分析；然后卸車，將樣品裝入集裝箱，第2次取樣分析；模擬運(yùn)輸過程，時(shí)長為24 h，第3次取樣分析；模擬中轉(zhuǎn)卸車，第4次取樣分析；模擬產(chǎn)品儲(chǔ)存，時(shí)長為12 h，第5次取樣分析；模擬銷售過程，第6次取樣分析，試驗(yàn)結(jié)束。按以上不同內(nèi)部溫度條件重復(fù)進(jìn)行5次記錄結(jié)果。

得出的致病菌菌落變化如表1所示。

結(jié)合食品物流的安全性度量計(jì)算方程，得出不同溫度條件下食品物流的安全性度量的變化情況，如表2所示。

表1 致病菌菌落變化記錄結(jié)果Table1 Pathogenic bacteria colony change record results

表2 不同溫度條件下食品物流安全性度量的變化情況Table2 The changeof food logisticssecuritym easureunder different temperature conditions

由表1和表2可知，食品在中轉(zhuǎn)過程中微生物的繁殖速度加快，說明應(yīng)盡量提高收貨環(huán)節(jié)工作效率，同時(shí)溫度對冷鏈物流系統(tǒng)的影響較大，與T.T.T原理的結(jié)論相符，說明該模型能夠用于冷鏈物流系統(tǒng)的安全性變化預(yù)測。

2.2 食品冷鏈物流貨架期的計(jì)算

食品貨架期是指食品正式成為商品后，在銷售出去前能夠保存的時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，食品的質(zhì)量安全是達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的，仍具有價(jià)值。用安全性度量表示食品貨架期，則可將食品銷售前后的安全性表示為：

式中：R0為食品正式成為商品時(shí)最初的安全性度量值；Tj為某一單元內(nèi)食品環(huán)境溫度，℃；tj為保存時(shí)間，h；d為試驗(yàn)參數(shù)，與環(huán)境和致病菌濃度相關(guān)；m為冷鏈物流的組成單元數(shù)量，j為能量物流的第j單元。

3 基于食品安全性的冷鏈物流優(yōu)化措施

3.1 食品冷鏈物流配送優(yōu)化

優(yōu)化冷鏈物流模式，一般而言食品物流分為定時(shí)配送和定量配送，其中定時(shí)配送利用工作人員進(jìn)行工作安排，但備貨難度大，而定量配送時(shí)間不固定，時(shí)間制定及把握上更困難，但備貨較容易，因此冷鏈物流模式可根據(jù)食品的具體性質(zhì)要求決定。

優(yōu)化配送時(shí)間，配送時(shí)間一方面決定了產(chǎn)品的銷售輻射范圍，另一方面也決定了食品的品質(zhì)及安全性，因此應(yīng)該根據(jù)食品特性進(jìn)行權(quán)衡考慮，保證在最佳配送時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大銷售半徑，提高食品的經(jīng)濟(jì)效益。

優(yōu)化配送溫度，要求冷鏈運(yùn)輸?shù)氖称芬话愣紝囟扔休^嚴(yán)格的要求，若配送過程中溫度達(dá)不到要求，則會(huì)加快食品變質(zhì)的速度，導(dǎo)致食品失去價(jià)值。當(dāng)然，配送溫度也不是越低越好，過低的溫度會(huì)對部分食品的性質(zhì)產(chǎn)生影響，同時(shí)低溫使儲(chǔ)存設(shè)備能耗過大，會(huì)增加配送成本。因此應(yīng)該根據(jù)食品安全性結(jié)合運(yùn)輸成本考慮，選擇最佳溫度范圍。

優(yōu)化收貨環(huán)節(jié)，收貨環(huán)節(jié)是占整個(gè)配送過程比重較大的一個(gè)部分，同時(shí)又是比較容易能夠縮短時(shí)間的一個(gè)過程，因此可以通過區(qū)分開收貨時(shí)間或時(shí)間窗等方式縮短收貨作業(yè)時(shí)間。

3.2 食品冷鏈物流庫存策略優(yōu)化

食品庫存過程中其品質(zhì)在不斷發(fā)生變化，同時(shí)庫存過程本身不能創(chuàng)造價(jià)值，冷鏈物流成本高，因此對于需求量較大的冷鏈物流食品，應(yīng)采用高頻低批量的方式，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量，對于需求量較小的冷鏈物流食品，可適當(dāng)提高采購批量。出貨時(shí)，采用“先進(jìn)先出”的原則，即庫存時(shí)間最長、安全性最低的先出。

另外目前食品企業(yè)大多沒有能力建立獨(dú)立的冷鏈物流配送系統(tǒng)，而食品冷鏈物流配送流程涉及的企業(yè)較多，環(huán)節(jié)復(fù)雜，因此國家相關(guān)部門應(yīng)介入并建立健全相關(guān)法律及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)督物流企業(yè)的工作過程。同時(shí)應(yīng)該學(xué)習(xí)國外系統(tǒng)的物流管理知識，引進(jìn)先進(jìn)的冷鏈物流技術(shù)，配備更高級的冷藏運(yùn)輸設(shè)備，培養(yǎng)專業(yè)管理技術(shù)人才。

4 結(jié)語

食品冷鏈物流對于保障食品安全起著重要作用，同時(shí)食品冷鏈物流包含多個(gè)操作環(huán)節(jié)，涉及不同企業(yè)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此嚴(yán)格把控冷鏈物流的整個(gè)過程，分析冷鏈各個(gè)環(huán)節(jié)是十分必要的。本文借助食品安全性度量計(jì)算理論建立模型，并將該模型進(jìn)行驗(yàn)證，提出食品冷鏈物流系統(tǒng)的優(yōu)化措施，為未來進(jìn)一步完善食品冷鏈物流系統(tǒng)以及計(jì)算相關(guān)參數(shù)提供理論依據(jù)。

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Research and Optim ization M easures of the Food Cold Chain Logistics Safety

YANGHao-jun
（SchoolofE-Commerceand Logistics，Suzhou InstituteofTrade&Commerce，Suzhou215009，Jiangsu，China）

Themode of the food cold chain logistics safetywas proposed based on the food science quantitative standard safety theory and food quality change process due to the current safety issues in food cold chain logisticssystem.The food cold chain logisticssafetymodehasbeen analyzed by theeffectof themicroorganismsgrow regularity and pathogenic bacteria，and further proposed the calculation method of the shelf life of food cold chain logistics.Finally，the food cold chain logisticsoptimization was proposed based on the security considerations.

cold chain logistics；safety evaluation；Time-Temperature-Tolerance theory

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.24.045

2016-08-12

楊浩軍（1979—），男（漢），講師，本科，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品物流，供應(yīng)鏈物流。