中國茶葉質(zhì)量安全追溯技術(shù)研究進(jìn)展

徐丹　梅菊芬

摘 要 從追溯編碼、產(chǎn)品標(biāo)識、基于物聯(lián)網(wǎng)的溯源節(jié)點(diǎn)信息采集、溯源數(shù)據(jù)查詢等4個方面簡述茶葉質(zhì)量溯源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，闡述追溯系統(tǒng)集成框架與實(shí)現(xiàn)，同時(shí)分析了茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)構(gòu)建急需解決的問題。

關(guān)鍵詞 追溯 ；茶葉 ；質(zhì)量安全 ；技術(shù)體系

中圖分類號 F203

茶葉是中國重要經(jīng)濟(jì)作物，作為一種健康的飲品，其質(zhì)量安全備受關(guān)注。近年來，政府高度重視農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，在關(guān)鍵影響因素研究、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定、法律法規(guī)頒布和監(jiān)管體系構(gòu)建等方面采取了一系列舉措[1-5]，茶葉質(zhì)量安全得到顯著改善，茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入了一個以質(zhì)量安全為中心的新階段。但是，局部茶葉質(zhì)量安全問題仍然層出不窮，嚴(yán)重影響了人們對茶葉質(zhì)量安全的信心，茶產(chǎn)業(yè)受挫嚴(yán)重，茶葉質(zhì)量安全管理還有待進(jìn)一步加強(qiáng)與完善。

追溯系統(tǒng)可降低質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)品召回效率，保障公眾健康水平。自20世紀(jì)80年代追溯系統(tǒng)引入食品工業(yè)以來，歐盟、加拿大、澳大利亞等國相繼建立了農(nóng)產(chǎn)品及食品追溯系統(tǒng)，管理模式、法律法規(guī)、關(guān)鍵技術(shù)以及基礎(chǔ)設(shè)施都已比較完善[6-8]。中國在肉類、水產(chǎn)品、果蔬等農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理中也陸續(xù)開展實(shí)現(xiàn)質(zhì)量可追溯系統(tǒng)，取得了有效的成果[9]。在茶葉中實(shí)現(xiàn)質(zhì)量安全可追溯，對提高茶葉質(zhì)量管理，加強(qiáng)消費(fèi)者信心，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義，茶葉質(zhì)量安全可追溯體系日益受到重視。

茶葉質(zhì)量安全追溯體系是能識別和收集有關(guān)茶葉種植、加工、儲運(yùn)和銷售過程中的相關(guān)活動信息、記錄質(zhì)量安全各項(xiàng)指標(biāo)的檢測、建設(shè)儲藏和銷售信息傳遞的體系[10]。筆者從技術(shù)角度簡述中國茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)的研究進(jìn)展，提出茶葉追溯系統(tǒng)建設(shè)中存在的問題及發(fā)展趨勢。

1 溯源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展

農(nóng)產(chǎn)品溯源技術(shù)體系就是利用現(xiàn)代信息管理技術(shù)給農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)上號碼、保存相關(guān)的管理記錄，能夠追蹤農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)、加工、流通和銷售整個過程的相關(guān)信息系統(tǒng)，主要包括個體標(biāo)識、中心數(shù)據(jù)庫和信息傳遞系統(tǒng)3個基本要素[9，11]。

1.1 追溯編碼

溯源碼編碼是茶葉溯源系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)和核心，為保證溯源系統(tǒng)有效運(yùn)行，溯源碼編碼應(yīng)具備完備性、簡潔性、兼容性和擴(kuò)展性。國外多采用EAN.UCC系統(tǒng)對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行追溯編碼，歐盟已在牛肉、蔬菜等開展食品跟蹤研究[12]。中國參考國際物品編碼協(xié)會，結(jié)合中國的實(shí)際情況出版《牛肉產(chǎn)品跟蹤與追溯指南》和《水果、蔬菜跟蹤與追溯指南》，之后又制定NY/T 1431-2007《農(nóng)產(chǎn)品追溯編碼導(dǎo)讀》[13-15]。

茶葉溯源編碼主要考慮產(chǎn)地、種類、等級、包裝、生產(chǎn)日期等作為特征編碼。楊君等[16]采用“生產(chǎn)時(shí)間+農(nóng)戶+加工負(fù)責(zé)人+紙箱編號”編制蒸青綠茶的溯源編碼。鄧衛(wèi)武等[17]采用“鮮葉+初制+精制+包裝”的方式編制溯源碼。這些編碼都基于產(chǎn)品、企業(yè)或者基地的需求獨(dú)立設(shè)計(jì)，嚴(yán)重依賴數(shù)據(jù)庫，雖然能夠滿足企業(yè)或者產(chǎn)品特殊需求，但與已有的物品編碼系統(tǒng)完全不能兼容，茶葉身份標(biāo)識軟硬件系統(tǒng)獨(dú)立于現(xiàn)有的物品編碼之外，容易引起混亂和浪費(fèi)，同時(shí)遇到質(zhì)量安全問題時(shí)不能迅速溯源。欒汝朋等[18]結(jié)合江西靖安白茶基地的生產(chǎn)情況，采用EAN·UCC-128編碼體系設(shè)計(jì)“組織機(jī)構(gòu)代碼+地塊編碼+生產(chǎn)批次+校驗(yàn)碼”的追溯碼。毛燁[10]采用“組織機(jī)構(gòu)代碼+地塊編號”編碼種植環(huán)節(jié)，EAN·UCC-128系統(tǒng)編碼采收、加工、包裝、檢驗(yàn)和分銷環(huán)節(jié)的模式進(jìn)行溯源編碼。上述2者基本能夠?qū)崿F(xiàn)茶葉的快速、準(zhǔn)確溯源。

1.2 產(chǎn)品標(biāo)識

產(chǎn)品標(biāo)識為追溯碼提供了良好的載體，不同標(biāo)識技術(shù)具有不同特點(diǎn)。與一維條碼相比，二維條碼具有信息容量大、編碼范圍廣、抗破壞能力強(qiáng)、可靠性高的特點(diǎn)，同時(shí)制作成本低[19]。條碼技術(shù)只能采用人工的方法進(jìn)行近距離讀取，無法實(shí)時(shí)快速地獲取大量信息，因此RFID（無線射頻識別技術(shù)）和NFC（近距離無線通信技術(shù)）在農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普及[20-21]。

由于茶葉生產(chǎn)、加工技術(shù)等區(qū)別，產(chǎn)品價(jià)值存在很大的差異，采用不同的標(biāo)識方式對茶葉進(jìn)行標(biāo)識是追溯系統(tǒng)構(gòu)建中信息流與實(shí)物流關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)。欒汝朋等[18]采用一維條形碼技術(shù)對茶葉生產(chǎn)地塊及茶葉加工過程進(jìn)行溯源標(biāo)識。楊君等[16]建立條形碼標(biāo)識產(chǎn)品結(jié)合RFID標(biāo)識包裝箱的溯源系統(tǒng)。由于條形碼防偽性差，張世龍等[22]綜合應(yīng)用RFID身份識別技術(shù)、二維碼加密技術(shù)和一維碼技術(shù)設(shè)計(jì)了具有茶葉原產(chǎn)地防偽標(biāo)識溯源系統(tǒng)，提高了茶葉追溯標(biāo)識的真實(shí)可靠性。黃葉玨[23]結(jié)合NFC技術(shù)和數(shù)字簽名技術(shù)設(shè)計(jì)具有產(chǎn)品防偽驗(yàn)證和合法產(chǎn)品的信息追溯功能的溯源系統(tǒng)，不但防偽可靠性提高，同時(shí)降低RFID讀寫成本。

1.3 基于物聯(lián)網(wǎng)的溯源節(jié)點(diǎn)信息采集

茶葉溯源節(jié)點(diǎn)主要包括茶葉生產(chǎn)、物流和銷售，各節(jié)點(diǎn)信息多，采用傳統(tǒng)人工采集方式，信息實(shí)時(shí)性差、工作量大、成本高。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已在農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域中初步應(yīng)用，通過物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)傳感采集和歷史數(shù)據(jù)存儲，能夠高效地提供精準(zhǔn)豐富的信息，使消費(fèi)者、廠家、監(jiān)管部門全面了解產(chǎn)品信息。

目前，茶葉環(huán)境信息主要采用基于ZigBee技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)采集和傳輸數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)、快速地將茶園內(nèi)的各種監(jiān)測對象的信息遠(yuǎn)程傳輸?shù)浇K端用戶。劉小虎等[24]采用環(huán)境信息傳感器監(jiān)測茶園風(fēng)速、雨量、氣溫、土溫、氣壓、輻射、風(fēng)向、土濕等環(huán)境數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對茶園環(huán)境數(shù)據(jù)的監(jiān)測和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)在茶園中安裝監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對茶園的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

便攜式設(shè)備具有成本低、普及率高、易于攜帶和使用、不受時(shí)空限制等優(yōu)勢，基于無線通信技術(shù)開發(fā)的便攜式信息采集系統(tǒng)可提高采集效率、規(guī)范采集流程、減少采集誤差[25]。張世龍等[22]在茶葉加工分合堆、包裝和運(yùn)輸過程中采用手持RFID讀寫器采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了茶葉生產(chǎn)、物流信息的快速采集、儲存與處理。

茶葉的合理儲運(yùn)，能有效保護(hù)和提高茶葉成品質(zhì)量。天方茶業(yè)利用溫度傳感器監(jiān)測儲存環(huán)境參數(shù)，同時(shí)利用GPS定位系統(tǒng)、車廂溫濕度監(jiān)測設(shè)備及智能箱柜技術(shù)對運(yùn)儲過程進(jìn)行監(jiān)控，有效保障了茶葉在儲運(yùn)過程中的品質(zhì)，減少損耗[26]。

1.4 溯源數(shù)據(jù)查詢

隨著追溯信息的不斷豐富、追溯手段的不斷完善，通過多平臺快速查詢和獲取多源追溯信息是提高追溯系統(tǒng)應(yīng)用的重要手段。楊君等[16]構(gòu)建了支持手機(jī)短信、網(wǎng)絡(luò)、電話多種查詢方式的溯源信息系統(tǒng)。郭少杰等[27]采用WebGis技術(shù)，將茶葉的生產(chǎn)、流通信息與基礎(chǔ)地圖結(jié)合，構(gòu)建了基于B/S構(gòu)架的茶葉圖形化溯源系統(tǒng)，更直觀地展示溯源信息。黃葉玨[23]設(shè)計(jì)的基于NFC防偽溯源系統(tǒng)，用戶可快速通過手機(jī)NFC功能識別溯源標(biāo)簽，為消費(fèi)者提供了一種新的追溯手段。

2 追溯系統(tǒng)集成框架與實(shí)現(xiàn)

在突破關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究人員對茶葉生產(chǎn)特點(diǎn)開展了追溯系統(tǒng)的構(gòu)建和應(yīng)用。楊君等[16]通過對蒸青綠茶追溯關(guān)鍵點(diǎn)的研究，開發(fā)了基于條碼技、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的企業(yè)安全生產(chǎn)管理及全程質(zhì)量追溯系統(tǒng)。嚴(yán)志雁等[28]根據(jù)江西綠茶質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)，將生產(chǎn)加工和信息技術(shù)相結(jié)合，利用Internet/Intranet、采用C/S方式，以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)綠茶質(zhì)量安全信息追溯。天方茶業(yè)綜合采用無線傳感技術(shù)、RFID技術(shù)、GPS定位技術(shù)、遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)視頻技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了茶葉的多平臺追溯系統(tǒng)[26]。張世龍等[22]以有機(jī)茶為研究對象，建立了基于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)的茶葉安全產(chǎn)銷體系，不僅能對茶葉安全追溯，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘與智能決策、智能控制、行為模型分析。

3 結(jié)語

茶葉質(zhì)量安全問題已成為限制茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。隨著追溯系統(tǒng)向深度、廣度和精度方向發(fā)展，從技術(shù)角度構(gòu)建符合茶葉追溯系統(tǒng)已成為迫切需要解決的問題。隨著追溯編碼、產(chǎn)品標(biāo)識、基于物聯(lián)網(wǎng)的溯源節(jié)點(diǎn)信息采集、溯源查詢技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，以及溯源系統(tǒng)框架提出，為構(gòu)建茶葉供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

茶葉質(zhì)量追溯系統(tǒng)的建設(shè)目前存在建設(shè)成本高、溯源平臺單一、溯源信息量少且不完整等問題，限制了其推廣應(yīng)用。從技術(shù)角度促進(jìn)追溯的應(yīng)用可從以下4個方面進(jìn)行突破：①開發(fā)適用于茶葉供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)包括栽培、加工、倉儲、物流的低成本快速采集設(shè)備，降低系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用成本；②將農(nóng)業(yè)智能決策模型，如生產(chǎn)過程預(yù)警、物流貨期預(yù)測模型等應(yīng)用到茶葉供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)中，實(shí)現(xiàn)對茶葉質(zhì)量的過程控制；③將基于云技術(shù)服務(wù)客戶購買行為分析模塊引進(jìn)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對茶葉消費(fèi)行為的分析；④建立各級部門與組織的統(tǒng)一追溯平臺，解決不同部門之間的管理壁壘，提供高效可信的追溯渠道。

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