乳品生產(chǎn)過(guò)程中全鏈條質(zhì)量追溯信息分析的研究進(jìn)展2024-02-22

隨著(zhù)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展,乳品企業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)進(jìn)入高效、快速的時(shí)期。乳品已經(jīng)成為人民群眾日常生活中的重要組成部分。雖然其生產(chǎn)技術(shù)持續提升,但乳品質(zhì)量問(wèn)題仍然存在,為消費者帶來(lái)潛在的安全隱患?,F代乳品供應鏈已經(jīng)從最初的農場(chǎng)到餐桌模式演變成一個(gè)復雜的網(wǎng)絡(luò )結構。乳品供應鏈以加工企業(yè)為核心,將原料供應商、加工企業(yè)、配送商及銷(xiāo)售商緊密相連,乳品質(zhì)量問(wèn)題主要源于生產(chǎn)過(guò)程中的不規范操作以及原輔料的變質(zhì)與摻假行為,這些問(wèn)題嚴重破壞了消費者對乳品企業(yè)的信任。

 

在當前社會(huì )環(huán)境中,消費者對于產(chǎn)品的質(zhì)量要求日益提升。傳統的追溯系統主要采用紙質(zhì)記錄,用以錄入乳品從源頭到消費者的全過(guò)程,這種方法雖然簡(jiǎn)單且成本較低,但其效率低下易出錯,難以滿(mǎn)足乳品生產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。當前,國際標準化委員會(huì )(International Organization for Standardization,ISO)將可追溯性定義為:“通過(guò)記錄的標識追溯某個(gè)實(shí)體的歷史、用途或位置的能力”。此外,歐盟法規(No.178/2002)也提出了食品可追溯性概念。一個(gè)完善的乳品追溯系統應該包含乳品生產(chǎn)、產(chǎn)品檢驗、質(zhì)量監管及市場(chǎng)銷(xiāo)售各個(gè)環(huán)節,在保障消費者權益的同時(shí)讓產(chǎn)品信息透明化。一旦發(fā)現問(wèn)題,能夠有效地控制事故,召回問(wèn)題產(chǎn)品,最大限度降低事故的危害,保障消費者的權益。

 

乳品的質(zhì)量把控與人類(lèi)健康及疾病防控有著(zhù)密切的聯(lián)系,為了滿(mǎn)足人民群眾喝上“安全奶”“放心奶”的需求,乳品企業(yè)及衛生部門(mén)對新鮮度、營(yíng)養成分以及致病菌污染情況進(jìn)行全方位的檢查與監控。乳制品產(chǎn)業(yè)鏈的組成部分廣泛,涉及如農業(yè)、畜牧業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域,其關(guān)鍵環(huán)節如圖1所示。由于乳品自身富含蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂質(zhì)等營(yíng)養物質(zhì),易發(fā)生氧化或酸敗,所以應對乳品生產(chǎn)過(guò)程中全鏈條,包括牧場(chǎng)奶源收購、運輸、工廠(chǎng)生產(chǎn)及成品運輸等全環(huán)節進(jìn)行嚴格的質(zhì)量把控。本文將從乳品生產(chǎn)全鏈條質(zhì)量把控的角度出發(fā),針對市場(chǎng)投訴相關(guān)問(wèn)題,對生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵步驟進(jìn)行質(zhì)量分析。

 

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1 乳品產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節   

 

Fig.1 Key links in the dairy industry chain

 

1 產(chǎn)品投訴問(wèn)題概述

市場(chǎng)投訴是對產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析的出發(fā)點(diǎn),不僅提供了解和解決問(wèn)題的途徑,而且立足于市場(chǎng)投訴的準確和清晰反饋,生產(chǎn)廠(chǎng)家可以及時(shí)了解到產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的具體信息。當前,大多數乳品制造企業(yè)都會(huì )依據國際標準化組織ISO90001中的規定,建立市場(chǎng)投訴相關(guān)臺賬和報告,并設立了專(zhuān)門(mén)負責處理市場(chǎng)投訴的崗位。投訴報告分為問(wèn)題描述、問(wèn)題記錄、問(wèn)題反饋等幾部分?;究梢詽M(mǎn)足反饋要求記錄內容,并滿(mǎn)足第三方審核需求。調查完成并形成結論后,產(chǎn)品問(wèn)題將推進(jìn)至處理階段。此時(shí),從業(yè)人員需具備足夠的法規敏感性,與消費者進(jìn)行高效溝通后,對投訴產(chǎn)品采取合適的方式進(jìn)行處理。通過(guò)市場(chǎng)投訴可以建立有效的糾正和預防措施,這不僅是進(jìn)行產(chǎn)品投訴問(wèn)題分析的目的,也為食品安全和質(zhì)量管理的持續改善提供機會(huì )。清晰、準確地描述產(chǎn)品相關(guān)問(wèn)題并搭建投訴信息系統是解決產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的基礎;全面深入的調查是解決問(wèn)題的關(guān)鍵,保持對處理產(chǎn)品市場(chǎng)投訴問(wèn)題過(guò)程中的法規敏感性,系統解決問(wèn)題能有效地降低投訴率,將因產(chǎn)品質(zhì)量投訴產(chǎn)生的負面影響降到最低。

 

2 乳品源頭開(kāi)展質(zhì)量控制

原料乳作為乳品的基礎原料,應被視為乳品質(zhì)量控制的首要環(huán)節。一旦在原料部分出現質(zhì)量問(wèn)題,在后續多道加工過(guò)程中也無(wú)法解決,對乳品質(zhì)量造成持久性影響,加工過(guò)程將失去其重要性?;仡?/span>2008年發(fā)生的乳粉質(zhì)量安全事件讓各企業(yè)都認識到乳品生產(chǎn)結構混亂的問(wèn)題,奶源散亂、規模小、奶農摻水、摻假等,因此,乳品源頭質(zhì)量控制應該采取多方面、綜合的措施,以確保萬(wàn)無(wú)一失。質(zhì)量控制部門(mén)應以實(shí)地收奶、飼養環(huán)境條件為基礎,制定并執行相關(guān)標準。此外,采用賦能培訓等方式傳達質(zhì)量標準給相關(guān)責任人,嚴格監管并檢查執行情況。通過(guò)這樣的結構化步驟,可以預防不符合生產(chǎn)標準的原料乳進(jìn)入工廠(chǎng),對乳品質(zhì)量進(jìn)行源頭把關(guān)。

 

考慮到奶牛養殖的散布性,牧戶(hù)相對分散,以及飼養方式的不統一等諸多因素,乳品企業(yè)需要對奶牛養殖的牧戶(hù)進(jìn)行安全管理方面的賦能培訓,定期檢查飼料和水源,分析奶牛的生長(cháng)狀況,并建立統一的檔案管理系統。應提前對奶牛常見(jiàn)的疾病進(jìn)行預防,防止大規模傳染病爆發(fā)。相關(guān)的管理工作應做到分層、系統化,保證奶源足夠安全。乳品的特殊性需要在生產(chǎn)加工、運輸及倉儲過(guò)程中保持低溫冷藏。原料乳到廠(chǎng)需經(jīng)過(guò)品名、貯藏條件的核實(shí)及相關(guān)微生物的檢測,然后可進(jìn)行下一步工序。對于原料乳貯藏、轉序時(shí)間管控是另一個(gè)質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn),根據統計,當原料乳貯藏8 h后,可能由于微生物超標引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題。

 

3 乳品生產(chǎn)環(huán)節開(kāi)展質(zhì)量控制

乳品生產(chǎn)環(huán)節的復雜性源自其涉及多重因素影響,如人員、操作、機械等,其中任何一個(gè)環(huán)節出現差錯都會(huì )影響整體的產(chǎn)品質(zhì)量。乳品加工生產(chǎn)環(huán)節也是乳品生產(chǎn)全鏈條中的核心板塊,一些不良乳品加工企業(yè)為了獲得更多的自身利益,將沒(méi)有達標的乳品中添加各種試劑進(jìn)行調配指標,以達到檢測標準,或將超保質(zhì)期的乳品進(jìn)行二次加工銷(xiāo)售。這類(lèi)違規操作極有可能引發(fā)微生物污染,經(jīng)過(guò)生產(chǎn)、貯藏和運輸等環(huán)節后,消費者可能會(huì )購買(mǎi)到有質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)品。

 

對于此類(lèi)問(wèn)題,生產(chǎn)工廠(chǎng)需要引進(jìn)、更新先進(jìn)的生產(chǎn)設備和檢驗設備,結合相關(guān)內部質(zhì)量部門(mén)、檢測部門(mén)保障乳品質(zhì)量,同時(shí)需要更新人員檢測技術(shù),如針對有毒害小分子物質(zhì)的酶聯(lián)免疫吸附測定技術(shù)、更快速的成分分析儀器,還要著(zhù)力改善乳品加工環(huán)境,確保乳品生產(chǎn)環(huán)節干凈、衛生、干燥,特殊加工部門(mén)還要做好無(wú)菌處理,避免乳品受環(huán)境影響而出現污染問(wèn)題。此外,對設備進(jìn)行周期性的保養也是減少質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)。在生產(chǎn)過(guò)程中,推行責任到人的制度。乳品企業(yè)應對生產(chǎn)員工做出嚴格規定,在掌握正確操作技能的前提下,員工應保證在生產(chǎn)全過(guò)程中保持個(gè)人和環(huán)境衛生。一旦發(fā)現質(zhì)量問(wèn)題和質(zhì)量隱患,應及時(shí)整改并進(jìn)行責任追究。此外,還需要通過(guò)適當的培訓和評估手段來(lái)提高操作人員的質(zhì)量安全意識。

 

4 乳品運輸環(huán)節開(kāi)展質(zhì)量控制

對乳品運輸環(huán)節的質(zhì)量控制主要依賴(lài)于兩大核心要素:人員和對運輸前后的全面檢測。首先,運輸人員必須接受全面的質(zhì)量安全意識培訓,以確保具備高度的質(zhì)量意識,能明確質(zhì)量目標,并理解自己職責范圍內可能存在的風(fēng)險點(diǎn)。這樣可以有效預防運輸過(guò)程中的操作失誤導致乳品質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。其次,運輸過(guò)程中的質(zhì)量控制也不可忽視,在運輸途中,管理人員應做好質(zhì)量策劃,結合乳品自身的屬性做好防護工作,制定符合產(chǎn)品的運輸車(chē)輛,并在運輸過(guò)程中保障貯藏溫度,嚴禁運輸途中無(wú)故開(kāi)啟運輸車(chē)門(mén),防止無(wú)關(guān)人員的自由進(jìn)入。最后,每趟運輸結束后,需要對車(chē)載運輸設備進(jìn)行徹底的檢查,保證控溫、恒溫系統正常運作,并校驗車(chē)內儀器參數合理性。

 

5 發(fā)揮監督機制作用

對于乳品企業(yè),為了確保產(chǎn)品質(zhì)量并減少可能的風(fēng)險,必須建立一套全鏈條的內部監督系統,該系統由內部工作人員組成,需要保證內部人員深度了解乳品行業(yè),掌握詳實(shí)的行業(yè)知識和經(jīng)驗。這種組織形式能更高效地發(fā)現潛在的質(zhì)量問(wèn)題或風(fēng)險。通過(guò)建立責任制度,企業(yè)可以有效提升全員對產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)注度和重視度。倡導運用“全員監督+專(zhuān)管監督+各工段分工監督”的模式,以達到最佳的監督效果。全員監督表示每一個(gè)員工都有責任對質(zhì)量進(jìn)行把控,從而保證質(zhì)量控制覆蓋到每個(gè)環(huán)節;專(zhuān)管監督則有利于確保對特定領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)監管;各工段分工監督可以保證工序間的質(zhì)量銜接。這個(gè)模式不僅能夠降低監督部門(mén)的工作壓力,也有助于擴大監督的范圍和增強其有效性,從而更全面地保證乳品的質(zhì)量。

 

6 乳品安全溯源技術(shù)概述

6.1 典型信息采集技術(shù)

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展,追溯技術(shù)廣泛應用到乳品生產(chǎn)過(guò)程,當前,乳品生產(chǎn)領(lǐng)域追溯系統應用較多的技術(shù)分別為條碼追溯技術(shù)、射頻識別技術(shù)及通過(guò)GPS全球定位進(jìn)行追溯。目前條碼技術(shù)為一維條碼技術(shù)和二維條碼技術(shù),一維碼具有簡(jiǎn)單、易識別的優(yōu)勢,廣泛應用于市場(chǎng),但一維碼的缺點(diǎn)是信息容量小、密度低、易被造假等,當缺少數據支持,一維碼使用會(huì )受到限制。二維碼合理解決此類(lèi)問(wèn)題,其基于一維碼生成,廣泛應用于物流、生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè),工作人員通過(guò)掃碼可以查詢(xún)檢驗信息并且登記信息。在乳品制造過(guò)程中,主要有4個(gè)環(huán)節應用二維碼,包括出入庫管理、倉庫管理及原料乳配送。在入庫時(shí),讀取二維碼信息,同時(shí)錄入其存放信息,可以在規定時(shí)間內進(jìn)行轉序、生產(chǎn),避免造成用料遲滯。在出庫時(shí),讀取物料上的二維碼信息,確認信息并更新?tīng)顟B(tài)。在倉儲管理中,二維碼既可以用于存貨盤(pán)點(diǎn),也可以用于出庫備貨。在原料乳配送方面,可以利用二維碼自動(dòng)檢驗訂單配送情況,并且將相關(guān)檢查、檢驗信息統一提供給下一流程中的檢驗人員。

 

6.2 傳感器技術(shù)及數字視頻技術(shù)

傳感器是一種能夠將檢測信息轉變?yōu)樾盘杺鬟f的監控裝置。檢測原件在工作條件下對于信號進(jìn)行感知,通過(guò)轉換原件變成其他信號,最后作為電信號進(jìn)行輸出。傳感器目前已投入至工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監測、資源調查等其他領(lǐng)域中。通常根據基本感知功能可將傳感器分為熱敏傳感器、光敏傳感器、氣敏傳感器、力敏傳感器、色敏傳感器和聲敏傳感器等幾類(lèi)。由于乳品生產(chǎn)過(guò)程中涉及環(huán)節眾多,較為復雜,要想實(shí)現全鏈條的質(zhì)量監控,需要傳感器技術(shù)配以專(zhuān)業(yè)操作人員進(jìn)行支撐。

 

6.3 指紋分析技術(shù)

指紋分析技術(shù)指的并非廣泛概念中的人類(lèi)指紋,而是描述各種與食品成分相關(guān)的分析信號,包括光譜、色譜和圖像。指紋分析技術(shù)已經(jīng)成為乳品檢測的有力手段,基于樣品的某些特性,以指紋分析方法為手段,快速、靈敏地進(jìn)行食品檢測,尤其是對原料摻假問(wèn)題,可以從單一光譜中識別出范圍廣泛的潛在摻假物,且不會(huì )破壞樣品。目前,常用的指紋分析技術(shù)有穩定同位素檢測方法、光譜分析方法、代謝技術(shù)分析方法等。穩定同位素指紋是所有生物的一個(gè)標簽,或與生物的生長(cháng)環(huán)境密切相關(guān),不隨著(zhù)化學(xué)添加劑的改變而改變??蔀槿槠匪菰刺峁┮环N科學(xué)、不可改變的信號,并且該信號隨著(zhù)全鏈條流動(dòng)而一直保存。Liu Xing等通過(guò)蒸餾法提取冷凍山羊乳中的水分,結果發(fā)現,山羊乳中的酪蛋白含量和水的氫原子和氧原子比值與飲用水中相同,穩定同位素比值是羊乳產(chǎn)地鑒定的最佳方式。穩定同位素指紋分析技術(shù)在乳品中的應用主要方法是通過(guò)將乳品進(jìn)行消化,進(jìn)而分析消化后乳品中各元素的特點(diǎn)。

 

此外,對乳制品的檢測還有通過(guò)光譜方法對乳制品的特征峰進(jìn)行檢測。Pappas等建立了一種基于傅里葉變換紅外光譜的方法鑒別羊乳,分析49個(gè)山羊脫脂乳和38個(gè)綿羊脫脂乳和冷凍干燥的牛乳樣本,結果發(fā)現,在光譜區間1 840950 cm-1,傅里葉變換紅外光譜技術(shù)可以快速、準確地識別脫脂乳的種類(lèi),并通過(guò)聚類(lèi)分析區分出山羊脫脂乳和綿羊脫脂乳樣品。傅里葉變換紅外光譜技術(shù)能夠實(shí)現快速、準確、無(wú)損檢測出牛乳種類(lèi)之間的細微差別。采用傅里葉變換紅外光譜與化學(xué)計量學(xué)相結合的方法對摻假駱駝乳進(jìn)行快速、無(wú)損的定量檢測,利用偏最小二乘回歸方法發(fā)現可以很好地從駱駝乳中檢測出摻假。一些不良商家為了獲取更高的利潤,在乳粉中添加三聚氰胺和尿素,增加蛋白含量,這對消費者的健康造成了不良影響。使用近紅外光譜技術(shù)對植物油配制的4種乳粉中的三聚氰胺和尿素進(jìn)行檢測,在摻假水平≥1.00%時(shí)偏最小二乘回歸模型的預測效果能達到預期結果。

 

代謝指紋分析技術(shù)是對代謝組學(xué)進(jìn)行研究,對比圖譜信息,對乳制品進(jìn)行鑒別?;诤舜殴舱窈蜌庀嗌V-質(zhì)譜指紋識別方法,檢測出山羊乳中的烷烴類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)和少量酯類(lèi),有效識別了來(lái)自脂肪、糖和芳香物質(zhì)區域內的代謝物。利用核磁共振波譜法對純巴氏殺菌乳和人工摻假的巴氏殺菌乳樣品進(jìn)行檢測,研究發(fā)現,N-乙?;妓衔锟勺鳛闄z測標志物,鑒別原料乳真實(shí)性。

 

隨著(zhù)指紋技術(shù)的發(fā)展,對乳制品特征檢測、識別摻假和質(zhì)量溯源等環(huán)節起到了重要作用,有助于解決當下的食品安全問(wèn)題,為食品相關(guān)部門(mén)的監管及食品安全控制提供技術(shù)支撐。當然,并非所有的指紋圖譜技術(shù)都可以應用到乳及乳品的檢測中,要根據不同的目的和各種指紋技術(shù)的適應性進(jìn)行合理選擇。

 

6.4 區塊鏈技術(shù)

區塊鏈是在數字加密貨幣基礎上發(fā)展起來(lái)的一種分布式數據庫技術(shù),其儲存的是按時(shí)序生成的數據區塊鏈表。狹義上區塊鏈是一種鏈式數據結構,將數據和信息按時(shí)間順序組合在一起,以加密形式記錄,形成不可篡改、不可偽造的分布式賬本。區塊鏈具有分散性、透明性、可追溯性、可信任性的特點(diǎn)。目前,區塊鏈技術(shù)已應用于各類(lèi)食品(肉類(lèi)、果蔬、牛乳、水產(chǎn)品等)的可追溯性,主要作用在于對商品溯源、防偽、防篡改,增加消費者的信任度,對食品供應鏈中的零售商、銷(xiāo)售商、消費者和監管部門(mén)來(lái)說(shuō)十分重要,通過(guò)儲存數據并在食品供應鏈的各個(gè)階段實(shí)現快速跟蹤,讓食品行業(yè)更加透明化。這不僅滿(mǎn)足消費者對食品安全的需求,也滿(mǎn)足監管部門(mén)對食品安全與質(zhì)量的監管控制要求,為提高食品可追溯的安全性和透明度提供有效的解決方案。乳及乳制品供應鏈包括原料乳供應商、乳品公司和消費者。在乳品生產(chǎn)過(guò)程中,乳品企業(yè)經(jīng)常使用危害分析關(guān)鍵控制點(diǎn)(hazard analysis and critical control point,HACCP)系統來(lái)控制食品安全。HACCP主要是在食品企業(yè)內部實(shí)施,在關(guān)鍵控制點(diǎn)對產(chǎn)品進(jìn)行檢測。但只有食品企業(yè)內部的管理規范并不足夠,不足以保證乳品安全。因此需要建立從農場(chǎng)到最終消費者的可追溯性區塊鏈系統。Gehlot等將區塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)相連接實(shí)現實(shí)時(shí)數據跟蹤,對動(dòng)物健康、動(dòng)物位置跟蹤、牛乳質(zhì)量、飼料監測和奶牛安全進(jìn)行監測,并將監測數據記錄到區塊鏈系統。這種基于高計算能力的可穿戴設備、可再生能源采集以及牛乳供應鏈分析的物聯(lián)網(wǎng)輔助系統的區塊鏈為乳品的安全提供了保障。牛乳質(zhì)量的監控在乳品行業(yè)至關(guān)重要,因為微小的缺陷會(huì )導致供應鏈損失,因此,將區塊鏈技術(shù)應用到乳品行業(yè),對各個(gè)連接點(diǎn)實(shí)時(shí)跟蹤,對于減少供應鏈損失十分重要。并且低成本、節能和智能計算的物聯(lián)網(wǎng)設備提升了智能生態(tài)系統,將成本降至最低,將農民的利益最大化。Cele等通過(guò)全球邊緣計算構架提供了一個(gè)面向農業(yè)環(huán)境中的區塊鏈技術(shù)應用平臺,對奶牛的狀態(tài)和飼料谷物實(shí)時(shí)監測,確保生產(chǎn)中的可追溯性和可持續性,以環(huán)境友好、透明和安全的特點(diǎn)適應當前市場(chǎng),向消費者保證質(zhì)量安全。目前國內區塊鏈技術(shù)主要應用于教育、金融、健康與醫療和農業(yè)等方面,在乳品行業(yè)的相關(guān)應用尚處空白,因此,乳品企業(yè)在區塊鏈技術(shù)的應用上仍有一定的發(fā)展空間,利用區塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結合,為我國乳品安全提供新的溯源途徑。

 

7 結語(yǔ)

隨著(zhù)乳品安全溯源技術(shù)的發(fā)展,保障了乳品的安全性和可追溯性。通過(guò)在乳品供應鏈各階段的快速追蹤以及全流程的監控實(shí)現了透明化生產(chǎn)及流通。目前國內消費者傾向于購買(mǎi)高質(zhì)量食品,這也說(shuō)明了安全溯源技術(shù)應用于乳品安全溯源方面具有可行性。本文綜述了目前應用在乳品安全溯源方面的相關(guān)技術(shù),并對國內外相關(guān)乳品質(zhì)量控制的實(shí)例進(jìn)行闡述,旨在對目前乳品安全溯源技術(shù)研究現狀進(jìn)行概述。目前就射頻識別技術(shù)、電子產(chǎn)品碼技術(shù)和指紋識別技術(shù)而言,我國已經(jīng)取得了一定的研究應用;對于區塊鏈技術(shù),在國外已有成功的乳品安全溯源應用實(shí)踐,能夠在出現問(wèn)題時(shí)迅速追溯問(wèn)題源頭,這為我國食品安全溯源工作提供了參考,也期待我國未來(lái)能在乳品安全控制溯源領(lǐng)域更為廣泛地運用區塊鏈技術(shù)。