食品冷链物流的安全性研究及其优化措施

杨浩军

（苏州经贸职业技术学院电子商务与物流学院，江苏苏州215009）

食品冷链物流的安全性研究及其优化措施

杨浩军

（苏州经贸职业技术学院电子商务与物流学院，江苏苏州215009）

针对食品冷链物流系统中安全问题频发的现状，依靠食品科学和安全性量化标准相关理论，研究食品品质变化过程，建立食品冷链物流安全性量度模型。探究微生物生长繁殖规律和致病菌含量的影响，对冷链物流安全性量度模型进行验证分析，提出食品冷链物流货架期的计算方法。最后提出基于安全性考量的食品冷链物流优化措施。

冷链物流；安全评价；T.T.T原理

由于食品安全问题导致人民生命财产受到损害的事件层出不穷，使得食品安全问题成为世界性的热点问题，但关注焦点通常集中在原材料生产及加工过程，例如食品生产环境、添加剂的使用等，而对于食品运输过程中可能存在的安全隐患却比较少涉及[1-2]。根据研究结果显示，由于食物质量问题引起人体不适的案例中，其中添加剂含量超标导致的比例不到1%，而大多为微生物污染导致，微生物污染可分为细菌污染和真菌污染，其中细菌污染包括病禽病畜本身携带病毒、生熟产品交叉污染、存储过程卫生状况差、从业人员带菌操作等，真菌污染是指食物中含有真菌及其代谢产物，由于代谢物质中的毒素不能通过高温或其他手段去除，只能从源头把关，隔绝污染物[3-4]。因此，目前当务之急是重视食品物流过程安全，控制食源性污染。

目前生鲜食品运输最常用的物流方式为冷链物流。冷链物流（Cold Chain Logistics）是指为需要低温进行储存的食品从生产环节到最终流通至消费环节提供冷藏环境的系统工程，目的是保障食品质量，以此降低因储存原因带来的产品损耗[5]。食品冷链物流系统是保障食品安全的重要因素，其结果会受到不同流程间衔接过程影响，因此冷链物流中，尤其是供应链较长的冷链物流，任何一个环节都应严格把关，避免由于某一环节出现问题而影响产品整体质量[6-7]。我国作为生鲜易腐食品的最大生产消费国，冷链物流的质量直接决定了生鲜易腐食品的质量，基于此，本文对食品冷链物流的安全性进行量化研究，优化其运营策略。

1 食品冷链物流安全性量度模型的建立

1.1 食品冷链物流安全性简介

食品冷链物流包括生鲜产品的冷冻及低温加工作业、冷冻储藏、冷藏运输和冷藏销售等方面，与其他物流比较，具有系统性更强、安全性要求更高、运营成本高等特点，因此应在保证系统安全性的前提下降低运营成本[8]。

式中：n为反应级数；kn为第n级反应状态下得出的速率常数。

食品品质变化是一个极其复杂的过程，一般将其简化成以某种中间产物或终产物的含量为标准的零级反应（zero-order reactions）方程式或一级反应（first order reaction）方程式，如下：

零级反应方程：P0-P=k0t

一级反应方程：ln P=ln P0-k1t

式中：零级反应是指食品反应速率和反应物浓度无关的生化反应过程，一级反应是指食品反应速率和反应物浓度直接成正比的生化反应过程。

食品安全性作为其最重要的特性，可分为绝对安全性和相对安全性，其中绝对安全性是指食品对任何人而言都绝对无任何健康风险，是一种理想状态，在客观现实条件下难以达到；相对安全性是指食品在合理进食方式及含量的前提下，食品对人体无毒害作用。就食品冷链物流过程而言，食品安全是指食品在冷链配送过程中不会产生对消费者健康有任何损害的因素。Aradel等人曾提出T.T.T（Time-Temperature-Tolerance）原理，即冷冻食品的质量下降程度是在一定温度条件下时间累计的结果，累计到一定程度，食品发生质变，则失去价值，因此冷链物流中最重要的影响因素是温度[9]。后来又有学者提出其他影响因素，包括3P和3C，即原料（Product）、处理工艺（Processing）、包装（Package）、冷却（Chilling）、清洁（Clean）和小心（Care）[10]。

1.2 食品冷链物流安全性量度模型

食品物流过程中最显著的不安全因素为致病微生物的生产及繁殖，食品在经过冷链物流后其致病微生物数量越多，则说明该冷链物流系统的安全性越低。食品中微生物的生长模型为：

食品作为商品，品质依赖于其本身特性及消费者主观判断共同的结果，同时仅仅用单一指标对食品品质进行度量是不合理且不全面的，因此食品品质难以通过客观的量化标准进行规定。目前来讲，常综合考虑食品生化检验结果和人体感官判断结果，提出“品质降解率”这一概念表示食品在物流存储过程中品质的变化情况，品质参数（P）随时间（t）变化的方程可表示为：

式中：Nt为在某一时刻（t）微生物的浓度，cfu/g；N0为一开始微生物的浓度，cfu/g；b为试验参数；Tmin为微生物不生长的理想温度，℃；T为环境温度，℃；λ为微生物生长延长时间，h。

假设食品安全性的量度值与致病率的总和为1，同时食品在进入冷链物流系统时已过微生物生长延长期，则食品物流的安全性度量（Rt）可表示为：

式中：ND为致病微生物的致病浓度，cfu/g。

当食品中致病微生物的浓度小于等于1 cfu/g时，即致病微生物的致病率为0，食品的安全性为1，当Nt=ND时，则认为此时致病微生物的致病率为1，食品的安全性为0。

2 食品冷链物流安全性量度模型的验证

2.1 食品冷链物流安全性量度模型的模拟验证

利用冷链物流运输仿真试验验证提出的模型是否能够运用于实际物流系统中。试验分为外面环境条件模拟和内部环境条件模拟两大模块，其中外部环境可以模拟-20℃～50℃温度条件，所有湿度条件和35m/s以内的风速条件；内部环境模拟为普通冷链运输集装箱能达到的基本要求，-40℃～20℃的温度条件，所有湿度条件和O2、CO2、N2、CH4等气体环境。利用监控设备随时控制并检测环境参数，保障试验结果的稳定性及有效性。

试验材料：某品牌密封生鲜产品。

试验方法：进行5次重复试验，将外部环境温度设为30℃，湿度55%，风速5m/s；用于分装产品的泡沫塑料箱堆满整个集装箱，泡沫塑料箱间距为100mm，内部环境温度分别设为-25℃（1号）、-20℃（2号）、-15℃（3号）、-10℃（4号）、-5℃（5号），湿度均为25%，无风速。试验过程中记录集装箱内部各测点温度及湿度变化，并进行分析。微生物采用国家标准SN/T 1897-2007《食品中菌落总数的测定：PetrifilmTM测试片法》中的方法进行接种及培养，最后计算菌落总数。

试验过程：首先将密封生鲜产品送达实验室，第1次取样分析；然后卸车，将样品装入集装箱，第2次取样分析；模拟运输过程，时长为24 h，第3次取样分析；模拟中转卸车，第4次取样分析；模拟产品储存，时长为12 h，第5次取样分析；模拟销售过程，第6次取样分析，试验结束。按以上不同内部温度条件重复进行5次记录结果。

得出的致病菌菌落变化如表1所示。

结合食品物流的安全性度量计算方程，得出不同温度条件下食品物流的安全性度量的变化情况，如表2所示。

表1 致病菌菌落变化记录结果Table1 Pathogenic bacteria colony change record results

表2 不同温度条件下食品物流安全性度量的变化情况Table2 The changeof food logisticssecuritym easureunder different temperature conditions

由表1和表2可知，食品在中转过程中微生物的繁殖速度加快，说明应尽量提高收货环节工作效率，同时温度对冷链物流系统的影响较大，与T.T.T原理的结论相符，说明该模型能够用于冷链物流系统的安全性变化预测。

2.2 食品冷链物流货架期的计算

食品货架期是指食品正式成为商品后，在销售出去前能够保存的时间，在这段时间内，食品的质量安全是达到标准的，仍具有价值。用安全性度量表示食品货架期，则可将食品销售前后的安全性表示为：

式中：R0为食品正式成为商品时最初的安全性度量值；Tj为某一单元内食品环境温度，℃；tj为保存时间，h；d为试验参数，与环境和致病菌浓度相关；m为冷链物流的组成单元数量，j为能量物流的第j单元。

3 基于食品安全性的冷链物流优化措施

3.1 食品冷链物流配送优化

优化冷链物流模式，一般而言食品物流分为定时配送和定量配送，其中定时配送利用工作人员进行工作安排，但备货难度大，而定量配送时间不固定，时间制定及把握上更困难，但备货较容易，因此冷链物流模式可根据食品的具体性质要求决定。

优化配送时间，配送时间一方面决定了产品的销售辐射范围，另一方面也决定了食品的品质及安全性，因此应该根据食品特性进行权衡考虑，保证在最佳配送时间内达到最大销售半径，提高食品的经济效益。

优化配送温度，要求冷链运输的食品一般都对温度有较严格的要求，若配送过程中温度达不到要求，则会加快食品变质的速度，导致食品失去价值。当然，配送温度也不是越低越好，过低的温度会对部分食品的性质产生影响，同时低温使储存设备能耗过大，会增加配送成本。因此应该根据食品安全性结合运输成本考虑，选择最佳温度范围。

优化收货环节，收货环节是占整个配送过程比重较大的一个部分，同时又是比较容易能够缩短时间的一个过程，因此可以通过区分开收货时间或时间窗等方式缩短收货作业时间。

3.2 食品冷链物流库存策略优化

食品库存过程中其品质在不断发生变化，同时库存过程本身不能创造价值，冷链物流成本高，因此对于需求量较大的冷链物流食品，应采用高频低批量的方式，有利于保证产品质量，对于需求量较小的冷链物流食品，可适当提高采购批量。出货时，采用“先进先出”的原则，即库存时间最长、安全性最低的先出。

另外目前食品企业大多没有能力建立独立的冷链物流配送系统，而食品冷链物流配送流程涉及的企业较多，环节复杂，因此国家相关部门应介入并建立健全相关法律及行业标准，监督物流企业的工作过程。同时应该学习国外系统的物流管理知识，引进先进的冷链物流技术，配备更高级的冷藏运输设备，培养专业管理技术人才。

4 结语

食品冷链物流对于保障食品安全起着重要作用，同时食品冷链物流包含多个操作环节，涉及不同企业，结构复杂，因此严格把控冷链物流的整个过程，分析冷链各个环节是十分必要的。本文借助食品安全性度量计算理论建立模型，并将该模型进行验证，提出食品冷链物流系统的优化措施，为未来进一步完善食品冷链物流系统以及计算相关参数提供理论依据。

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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

杨浩军（1979—），男（汉），讲师，本科，研究方向：农产品物流，供应链物流。