楊浩軍

（蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院電子商務(wù)與物流學院，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)學院電子商務(wù)與物流學院，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，依靠食品科學和安全性量化標準相關(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行驗證分析，提出食品冷鏈物流貨架期的計算方法。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；T.T.T原理

由于食品安全問題導(dǎo)致人民生命財產(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問題，但關(guān)注焦點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菌污染和真菌污染，其中細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）是指為需要低溫進行儲存的食品從生產(chǎn)環(huán)節(jié)到最終流通至消費環(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，任何一個環(huán)節(jié)都應(yīng)嚴格把關(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行量化研究，優(yōu)化其運營策略。

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)、冷凍儲藏、冷藏運輸和冷藏銷售等方面，與其他物流比較，具有系統(tǒng)性更強、安全性要求更高、運營成本高等特點，因此應(yīng)在保證系統(tǒng)安全性的前提下降低運營成本[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)物的含量為標準的零級反應(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險，是一種理想狀態(tài)，在客觀現(xiàn)實條件下難以達到；相對安全性是指食品在合理進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產(chǎn)生對消費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間累計的結(jié)果，累計到一定程度，食品發(fā)生質(zhì)變，則失去價值，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者主觀判斷共同的結(jié)果，同時僅僅用單一指標對食品品質(zhì)進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準進行規(guī)定。目前來講，常綜合考慮食品生化檢驗結(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過程中品質(zhì)的變化情況，品質(zhì)參數(shù)（P）隨時間（t）變化的方程可表示為：

式中：Nt為在某一時刻（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，同時食品在進入冷鏈物流系統(tǒng)時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。

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

2.1 食品冷鏈物流安全性量度模型的模擬驗證

利用冷鏈物流運輸仿真試驗驗證提出的模型是否能夠運用于實際物流系統(tǒng)中。試驗分為外面環(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)的風速條件；內(nèi)部環(huán)境模擬為普通冷鏈運輸集裝箱能達到的基本要求，-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)備隨時控制并檢測環(huán)境參數(shù)，保障試驗結(jié)果的穩(wěn)定性及有效性。

試驗材料：某品牌密封生鮮產(chǎn)品。

試驗方法：進行5次重復(fù)試驗，將外部環(huán)境溫度設(shè)為30℃，濕度55%，風速5m/s；用于分裝產(chǎn)品的泡沫塑料箱堆滿整個集裝箱，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%，無風速。試驗過程中記錄集裝箱內(nèi)部各測點溫度及濕度變化，并進行分析。微生物采用國家標準SN/T 1897-2007《食品中菌落總數(shù)的測定：PetrifilmTM測試片法》中的方法進行接種及培養(yǎng)，最后計算菌落總數(shù)。

試驗過程：首先將密封生鮮產(chǎn)品送達實驗室，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；模擬運輸過程，時長為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)品儲存，時長為12 h，第5次取樣分析；模擬銷售過程，第6次取樣分析，試驗結(jié)束。按以上不同內(nèi)部溫度條件重復(fù)進行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間，在這段時間內(nèi)，食品的質(zhì)量安全是達到標準的，仍具有價值。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為保存時間，h；d為試驗參數(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配送和定量配送，其中定時配送利用工作人員進行工作安排，但備貨難度大，而定量配送時間不固定，時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)化配送時間，配送時間一方面決定了產(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)食品特性進行權(quán)衡考慮，保證在最佳配送時間內(nèi)達到最大銷售半徑，提高食品的經(jīng)濟效益。

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

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

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，同時庫存過程本身不能創(chuàng)造價值，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，可適當提高采購批量。出貨時，采用“先進先出”的原則，即庫存時間最長、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)標準，監(jiān)督物流企業(yè)的工作過程。同時應(yīng)該學習國外系統(tǒng)的物流管理知識，引進先進的冷鏈物流技術(shù)，配備更高級的冷藏運輸設(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，同時食品冷鏈物流包含多個操作環(huán)節(jié)，涉及不同企業(yè)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此嚴格把控冷鏈物流的整個過程，分析冷鏈各個環(huán)節(jié)是十分必要的。本文借助食品安全性度量計算理論建立模型，并將該模型進行驗證，提出食品冷鏈物流系統(tǒng)的優(yōu)化措施，為未來進一步完善食品冷鏈物流系統(tǒng)以及計算相關(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。