食品安全视角下的营养标签可追溯性：基于可追溯性的信息基础设施

《Computers and Electronics in Agriculture》：Nutrition label traceability for food security: A traceability-based information infrastructure

　　•将营养信息记录与BPOM的四个监管节点在链上关联。•通过二维码让消费者能够获取经过验证的监管记录。•保持低于五秒的延迟，每笔交易成本低于0.02美元。•提炼出五项适用于受监管可追溯性的设计原则。•为中小企业提供保障食品安全及降低成本的解决方案。

引言
食品标签上的营养信息是消费者将饮食计划转化为购买决策的重要依据（Silva等人，2022年；Storz，2023年；Francesco Mazzù等人，2024年；Zafar等人，2022年）。通过披露脂肪、钠、糖及其他关键营养素的数值，食品标签帮助消费者根据健康目标、饮食限制以及监管建议来选择食物。美国食品药品监督管理局的一项全国性调查显示，87%的消费者会定期查看营养标签（FDA，2021年），这体现了在成熟的监管体系中，食品标签已成为日常食品消费中不可或缺的一部分。

在国际食品安全领域，食品安全通常从四个相互关联的维度来定义：可获得性、可及性、利用程度以及稳定性（FAO，2009年；FAO、IFAD、UNICEF、WFP、WHO，2024年）。其中“利用程度”指的是人体对食物的有效利用，包括饮食质量、食品安全以及消费者选择和食用食物时的信息依据。因此，有效的食物利用不仅仅取决于食物的实际存在和经济上的可获取性，还取决于消费者用于做出饮食决策的信息的可靠性。如果食品标签上的营养信息不可靠，即便满足可获得性和可及性条件，食物利用的信息基础也会被削弱。本研究正是着眼于“利用程度”这一维度中的信息层面，探讨如何通过确保营养标签的完整性，帮助消费者在购买时做出明智的选择。

尽管在成熟的监管体系中已经建立了完善的标签制度，但各国的执行效果仍存在差异。印度尼西亚国家药品和食品控制局在2023年报告称，所检测的加工食品中有14%未达到标签标准，其中三分之一存在影响消费者安全和标签可信度的严重违规问题（BPOM，2024年）。媒体报道的独立产品检测也发现，印度尼西亚市场上广泛销售的代餐产品和功能饮料，其标签标注内容与实验室检测结果之间存在差异（Hadiansyah，2023年）。世界卫生组织和联合国长期以来一直强调，准确的食品标签是公共健康和监管方面的重要要求（特别报告员，2020年；WHO，2004年）。

食品标签监管方面的不足可以分解为四个不同的子问题，每个问题都需要不同的解决方式。第一个问题是标签上标注的营养值与产品实际成分之间的准确性问题，解决这一问题需要通过对实物样本进行实验室检测，这超出了信息系统设计的范畴。第二个问题是实验室检测报告本身的可验证性问题：企业提交的检测报告可能无法被监管机构或下游相关方直接验证，而通过在检测报告出具时记录来源信息，可以在一定程度上解决这一问题。第三个问题是标签数据在整个监管许可流程中的来源问题，由于从工厂认证到销售许可、批次检测报告以及货物运输之间缺乏可追溯的关联，导致无法还原标注的营养值来源。第四个问题是面向消费者的验证问题，即消费者在购买时无法以可验证的形式获取标签信息。本研究直接解决了第三和第四个子问题，部分解决了第二个问题，第一个问题则不在研究范围之内。

基于区块链的可追溯性技术越来越多地被应用于食品和农业供应链，以提高透明度、加强责任追究以及实现来源追溯。以往的研究涵盖了咖啡等商品领域的应用、清真认证应用、印度尼西亚监管环境下的药品分发应用、乳制品供应链应用，以及与物联网相结合的食品供应链物流应用。本研究采用了该领域常见的方法论框架，即设计科学研究方法，并结合链上和链下架构。本研究的独特之处在于其可追溯的对象及其监管依据：以往的食品可追溯系统主要侧重于产品来源、物流信息或清真状态等类别认证，而本研究提出的基础设施则将营养信息数值与印度尼西亚BPOM许可框架中的四个特定监管节点相关联，同时还提供了面向消费者的验证途径。

本研究的贡献主要有三点。据我们所知，这是首个在印度尼西亚BPOM监管体系下，将营养信息记录与区块链工作流程相关联的信息系统可追溯模型。首先，本研究设计了一种信息基础设施，将该国的营养信息记录与BPOM许可框架中的四个监管节点——良好生产规范认证、销售许可、检测报告以及货物运输——相关联，从而实现整个标签生命周期内的可追溯来源追踪。其次，本研究建立了通过二维码让消费者能够获取经过验证的监管许可信息和批次检测报告的机制，从而弥补了消费者方面的信息缺口。最后，本研究通过概念验证实现了该系统，并对成本和延迟进行了量化评估，证明了该系统对中小企业的可行性。这些成果均在概念验证范围内得到了体现，更广泛的应用前景将在第五部分进行讨论。

本文结构如下：第二部分回顾了有关食品标签、可追溯性基础设施以及基于区块链的技术的相关文献。第三部分介绍了研究方法，包括设计科学研究流程以及评估框架。第四部分阐述了所提出的基础设施、概念验证的实施情况以及实证评估结果。第五部分探讨了研究的意义、局限性以及方法论定位。第六部分总结了未来研究的方向。

食品标签的功能
食品标签不仅能够体现产品的完整性，还有助于确保合规性，同时还能影响消费者行为，进而影响受监管食品体系中的食品利用情况以及消费者对食品的信任度。这些系统既是法律要求的体现，也会影响消费者的购买习惯、品牌形象以及对食品质量的信心（Priya等人，2024年）。在印度尼西亚，食品标签的管理工作由印度尼西亚食品药品监督管理局负责（Istana，2022年），该机构实行两级许可制度：良好生产规范……

方法论
本研究采用设计科学研究方法，构建并评估基于区块链的可追溯性系统。设计科学研究流程遵循Peffers等人（Peffers等人，2007年）提出的步骤，为基于相关性和严谨性的产品设计提供了系统化的路径。Vasanthraj等人（Vasanthraj等人，2025年）也在区块链研究中成功应用了这一方法。在本研究中，设计科学研究方法经过调整，以适应概念验证的目标，从而实现结构化的设计、演示与评估。

设计、演示与评估
本部分介绍了本研究开发的产品，并根据第三部分所述的设计科学研究流程，报告了其演示和评估结果。该产品是一种基于可追溯性的信息基础设施，旨在解决第一部分中提到的两个问题，即在整个监管许可流程中缺乏可追溯的来源信息，以及消费者在购买时无法进行验证。该系统……

讨论
本部分对第四部分的评估结果进行了解读，将本研究置于设计科学研究的相关文献背景下，分析了该产品及其评估结果所带来的意义和局限性。5.1节运用技术、组织与环境框架以及制度理论，对这些技术和利益相关方的分析结果进行了解读。5.2节阐述了本研究的设计原则。

设计原则1：以监管节点为依据
原则内容：将记录创建与所在监管区域的现有监管节点相关联，而非在既定的合规流程之外建立额外的验证机制。
理由：本研究提出的基础设施将智能合约的执行与印度尼西亚监管流程中已有的四个BPOM监管节点——良好生产规范认证、销售许可、检测报告以及货物运输——相连接。这样既能减少对监管机构和行业从业者的操作干扰，又能维护制度的权威性。

设计原则2：注重全生命周期的来源追溯，而非仅验证最终结果
原则内容：当无法通过信息系统验证某一标注数值的准确性时，应优先考虑整个生命周期中的记录来源，而非仅关注该数值的真实性。
理由：该系统并不负责验证实验室检测出的营养数值是否准确，这一问题属于第1部分中提到的“预言机问题”范畴，将在5.5节进一步讨论。相反，它致力于追溯……

设计原则3：采用混合式链上链下架构，并以哈希值作为锚点
原则内容：将关键的来源追溯记录和加密锚点通过智能合约存储在链上，而相关的支持文件则存储在去中心化存储系统中，而非将所有数据都存储在链上或链下。
理由：4.1.2节中提到的四层架构（图A1）通过智能合约将许可元数据、检测报告的哈希值以及货物运输记录存储在链上，而实际的检测报告文件和其他大型数据则存储在IPFS上。这种方式能够在控制成本的前提下处理交易……

设计原则4：根据角色提供不同访问权限，同时为消费者提供简化界面
原则内容：为内部相关方（监管机构、行业从业者、分销商、零售商）提供针对其角色的专用仪表板，同时为消费者提供简化的验证界面，以此隐藏技术复杂性。
理由：4.1.4节中提到的双界面设计将监管相关方的技术操作需求与消费者的验证需求分开。内部相关方可以通过结构化的输入字段来提交数据，而消费者则可以通过……

结论
本研究旨在通过基于区块链的可追溯性基础设施，提升印度尼西亚食品标签过程中营养信息记录的完整性和可追溯性。本研究采用设计科学研究方法，以概念验证的形式实现了该系统，该系统整合了智能合约、去中心化存储技术以及针对BPOM四个监管节点的相应接口——良好生产规范认证、销售许可、检测报告以及货物运输。通过评估……

CRediT作者贡献说明
Andry Alamsyah：撰写——初稿、验证、项目管理、方法论、研究实施、正式分析、概念构建。Muhammad Naufal Rafif：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、软件开发、数据整理。Sunu Puguh Hayu Triono：撰写——审稿与编辑、验证、监督工作。

资金支持
本研究未获得任何公共部门、商业机构或非营利组织提供的专项资助。

利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。

Andry Alamsyah|Muhammad Naufal Rafif|Sunu Puguh Hayu Triono