基于B/S架構(gòu)及MySQL數(shù)據(jù)庫的羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)設(shè)計與構(gòu)建

張朵朵，張雪茹，孫焰明，侯晨梓，劉永峰,*

（1.陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710119；2.陜西師范大學(xué)計算機(jī)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710119）

羊乳被譽(yù)為“奶中之王”，其營養(yǎng)價值豐富，是最接近母乳且易被人體吸收的乳類[1]。擁有全國范圍內(nèi)最大奶山羊生產(chǎn)基地的陜西省，在奶山羊規(guī)模、存欄量及羊乳產(chǎn)量、羊乳品牌數(shù)量、羊乳加工能力、羊乳制品產(chǎn)量和羊乳制品市場占有率6 項指標(biāo)中均位于全國首位[2]。為了加快發(fā)展羊乳特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，2018年，陜西省啟動了“千億級奶山羊全產(chǎn)業(yè)鏈”的建設(shè)[3]。隨著羊乳產(chǎn)業(yè)被大力支持和發(fā)展，羊乳粉營養(yǎng)安全品質(zhì)信息管理系統(tǒng)在科研院所研究、食品質(zhì)檢單位監(jiān)測、企業(yè)提升產(chǎn)品品質(zhì)的過程中發(fā)揮越來越重要的作用，是數(shù)據(jù)有效整合、分析和綜合應(yīng)用的重要工具。目前，根據(jù)我國食品藥品監(jiān)督管理局分別設(shè)置的食品抽檢結(jié)果查詢系統(tǒng)、食品藥品監(jiān)管數(shù)據(jù)中心和國家藥品抽驗查詢數(shù)據(jù)庫等顯示，在食品監(jiān)管中數(shù)據(jù)化的發(fā)展具有明顯趨勢[4]。為了推進(jìn)羊乳產(chǎn)業(yè)更快、更好發(fā)展，監(jiān)管部門和企業(yè)迫切需要對羊乳粉信息數(shù)據(jù)實施有效管理，使其能夠為科研機(jī)構(gòu)、質(zhì)量監(jiān)管部門、生產(chǎn)者和消費者等提供羊乳營養(yǎng)安全信息。目前乳粉實際生產(chǎn)中的相關(guān)管理系統(tǒng)有乳粉倉儲管理系統(tǒng)、乳粉銷售管理系統(tǒng)、乳粉溯源管理系統(tǒng)等。在羊乳粉營養(yǎng)安全信息方面，目前無論是食品質(zhì)量監(jiān)管部門還是乳制品生產(chǎn)企業(yè)，只是對奶山羊與生乳的質(zhì)量或乳制品產(chǎn)品實行綜合管理，對羊乳粉的基礎(chǔ)營養(yǎng)安全數(shù)據(jù)并沒有建立專門的信息管理系統(tǒng)，缺乏有效的存儲、管理、分析及較全面的監(jiān)測[5]。因此，開發(fā)并建立羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)對乳制品企業(yè)來說十分重要。

對于羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)的開發(fā)，選取合適的架構(gòu)和數(shù)據(jù)庫很重要。隨著Web技術(shù)的快速發(fā)展，瀏覽器/服務(wù)器（browser/server，B/S）模式成為常見軟件開發(fā)的架構(gòu)之一，它在前端實現(xiàn)極少數(shù)事務(wù)邏輯，在服務(wù)器端實現(xiàn)主要事務(wù)邏輯?；趶V域網(wǎng)的B/S架構(gòu)具有更廣的適用范圍，無需安裝客戶端軟件，只需要通過瀏覽器就可以使用戶實現(xiàn)操作，極大簡化了客戶端[6]，也正由于客戶端使用瀏覽器，從而使整體的系統(tǒng)開發(fā)、升級和維護(hù)等問題具有更大的便利性，還讓系統(tǒng)整體的維護(hù)和運行成本得以降低[7]。由瑞典MySQL AB公司開發(fā)的MySQL，是目前十分流行的一款關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它是用C以及C＋＋編寫，代碼可移植性較高，可實現(xiàn)在多種操作系統(tǒng)環(huán)境中運行[7]，不僅支持較多的計算機(jī)編程語言，而且源代碼可供用戶免費下載和使用，具有體積小、運行速度快、開發(fā)成本低的特點[8]。因此，對大多數(shù)中小型網(wǎng)站而言，MySQL不僅易于開發(fā)，而且功能強(qiáng)大，相對安全，占有很大市場比例。

綜上，本研究基于B/S架構(gòu)及MySQL數(shù)據(jù)庫設(shè)計并建立羊乳粉信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含國內(nèi)外市售羊乳粉、自檢羊乳粉、生鮮羊乳等數(shù)據(jù)，具有增加、刪除、修改、查詢、判斷等功能，目的是為羊乳粉品質(zhì)檢測中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)及文件等提供數(shù)據(jù)源管理系統(tǒng)，使其成為生產(chǎn)加工、品質(zhì)監(jiān)管中的管理工具，實現(xiàn)羊乳粉營養(yǎng)、安全品質(zhì)監(jiān)管相關(guān)信息的共享。該系統(tǒng)有利于提高羊乳粉生產(chǎn)的管理水平，促進(jìn)羊乳粉質(zhì)量提升和羊乳產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展，將為我國羊乳粉營養(yǎng)安全的計算機(jī)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建立提供參考。

1 羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)

1.1 系統(tǒng)規(guī)劃分析階段

系統(tǒng)規(guī)劃主要是對羊乳粉發(fā)展的環(huán)境、目標(biāo)以及現(xiàn)有系統(tǒng)的狀況進(jìn)行調(diào)查分析?，F(xiàn)階段羊乳粉產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，市售的羊乳粉產(chǎn)品種類和數(shù)量逐年增加，但缺乏羊乳粉產(chǎn)品信息的統(tǒng)計整合，并且其數(shù)據(jù)信息的分析也不足。因此，羊乳粉營養(yǎng)安全信息的獲取和利用存在一定難度。本研究以羊乳粉產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)整合、分析為核心，對羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，構(gòu)建能穩(wěn)定運行，具有較強(qiáng)適應(yīng)性、擴(kuò)展性和可移植性的系統(tǒng)，服務(wù)于羊乳粉的生產(chǎn)、監(jiān)測與科研。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計階段

1.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

本信息管理系統(tǒng)的邏輯框架結(jié)構(gòu)分為用戶界面層、系統(tǒng)功能層及數(shù)據(jù)存儲層，如圖1所示。用戶界面層為用戶提供了訪問信息系統(tǒng)的窗口，包括用戶登錄、市售羊乳粉、自檢羊乳粉、產(chǎn)地判斷、DNA數(shù)據(jù)庫以及電子鼻圖譜庫、電子舌圖譜庫等窗口。管理員不僅可進(jìn)行上述操作，而且對用戶權(quán)限的升級以及數(shù)據(jù)的管理與維護(hù)有特殊權(quán)限。系統(tǒng)功能層是對不同產(chǎn)地、品種的羊乳粉數(shù)據(jù)分類整理、錄入管理系統(tǒng)并分析，以實現(xiàn)羊乳粉各指標(biāo)間差異對比和多種數(shù)據(jù)功能化操作，滿足用戶對羊乳粉營養(yǎng)安全數(shù)據(jù)的需求。數(shù)據(jù)存儲層是通過MySQL數(shù)據(jù)庫存儲羊乳粉不同類型檢測數(shù)據(jù)（基礎(chǔ)羊乳粉指標(biāo)檢測數(shù)據(jù)、DNA數(shù)據(jù)庫、電子鼻和電子舌圖譜庫），可通過索引機(jī)制達(dá)到數(shù)據(jù)快速查詢和調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)的目的。

圖1 羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計Fig. 1 Main structure design of goat milk powder nutrition and safety information management system

1.2.2 系統(tǒng)主要功能模塊設(shè)計

羊乳粉信息管理系統(tǒng)是為科研機(jī)構(gòu)、質(zhì)量監(jiān)管部門、生產(chǎn)者和消費者等用戶提供的。由于面向眾多的互聯(lián)網(wǎng)使用者，數(shù)據(jù)的采集和管理、信息系統(tǒng)的改進(jìn)和更新成為重要的組成部分。其次，國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)對乳粉安全品質(zhì)的規(guī)定基本為靜態(tài)數(shù)據(jù)，目前還未查到關(guān)于乳粉行業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)檢測的綜合數(shù)據(jù)信息，用戶對羊乳粉在符合標(biāo)準(zhǔn)下的平均值及常規(guī)水平狀態(tài)的數(shù)據(jù)無從獲知[4]。另外，在現(xiàn)有關(guān)于乳粉的數(shù)據(jù)庫中，仍然缺乏大量羊乳粉品質(zhì)數(shù)據(jù)的整合、分析和可視化應(yīng)用。因此，用戶無法對市售羊乳粉產(chǎn)品優(yōu)勢和不足有清楚的認(rèn)知和判斷?；谶@些問題，根據(jù)羊乳粉信息管理系統(tǒng)的總體需求，將系統(tǒng)分為4 個功能模塊，分別為系統(tǒng)管理模塊、數(shù)據(jù)添加模塊、信息查詢模塊和專題分析模塊。本系統(tǒng)對羊乳粉按產(chǎn)地分為陜西地區(qū)羊乳粉和非陜西地區(qū)羊乳粉，對于羊乳粉的色澤、粒度、濁度、水分、酸度、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)等指標(biāo)，比較羊乳粉營養(yǎng)標(biāo)簽上成分的標(biāo)識值與實測值，判斷乳粉是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，從而為陜西“千億奶山羊產(chǎn)業(yè)”提供數(shù)據(jù)支持，也為市售羊乳粉質(zhì)量評估和規(guī)范化生產(chǎn)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1）系統(tǒng)管理模塊。系統(tǒng)管理模塊分別包括用戶管理、數(shù)據(jù)管理和功能模塊管理。用戶憑借用戶名和密碼登錄管理系統(tǒng)?？筛鶕?jù)對不同用戶進(jìn)行角色權(quán)限設(shè)置和行為管理，分配信息系統(tǒng)使用管理權(quán)限。數(shù)據(jù)管理是具有該管理權(quán)限的用戶對產(chǎn)品的檢測結(jié)果、統(tǒng)計分析、圖表分析進(jìn)行增、刪、改等操作。功能模塊管理是具有相應(yīng)管理權(quán)限的用戶對不同模塊的管理，負(fù)責(zé)信息管理系統(tǒng)功能模塊的完善和優(yōu)化。該功能模塊保證信息管理系統(tǒng)在使用過程中數(shù)據(jù)不會被隨意或惡意更改和刪除，確保數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

2）數(shù)據(jù)上傳添加模塊。具有相應(yīng)管理權(quán)限的用戶根據(jù)陜西省和非陜西省（國內(nèi)、國外）劃分，按照不同類型（市售羊乳粉、自檢羊乳粉、生鮮羊乳）的羊乳粉數(shù)據(jù)，包括羊乳粉營養(yǎng)指標(biāo)和品質(zhì)指標(biāo)，營養(yǎng)指標(biāo)主要有水分、蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪、脂肪酸、碳水化合物、維生素及礦物質(zhì)含量等，與羊乳粉品質(zhì)密切相關(guān)的指標(biāo)包括色澤、粒度、濁度、酸度等。該功能模塊實現(xiàn)信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的擴(kuò)充性、數(shù)據(jù)的完整性及分析結(jié)果的多樣性。

3）快速查詢模塊。產(chǎn)品種類的多樣性及檢測結(jié)果的復(fù)雜性決定了用戶通過對產(chǎn)品搜索條件設(shè)置以實現(xiàn)快速、精確查詢的需求。對于系統(tǒng)中的羊乳粉數(shù)據(jù)均可通過搜索條件的設(shè)置達(dá)到快速搜索所需產(chǎn)品信息的目的，該功能模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的精確性及擴(kuò)展性搜索。

4）專題分析模塊。不同來源的羊乳粉根據(jù)不同地區(qū)以及羊乳粉種類又分為電子鼻圖譜庫和電子舌圖譜庫。DNA數(shù)據(jù)主要是測得的市售羊乳粉中DNA濃度（OD260nm/OD280nm）和含量。電子鼻傳感器陣列對不同羊乳粉樣品的揮發(fā)性風(fēng)味成分作出不同強(qiáng)度的響應(yīng)，以數(shù)值形式表現(xiàn)為傳感器響應(yīng)值，總共有14 個傳感器對應(yīng)不同的化合物類型。選用60 s內(nèi)傳感器最大響應(yīng)值為特征值，繪制羊乳粉樣品揮發(fā)性風(fēng)味的傳感器響應(yīng)值雷達(dá)圖。將電子鼻分析得到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，由電子鼻自帶軟件進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）以對樣品進(jìn)行分類，即得到PCA分類圖。電子舌能夠?qū)ρ蛉榉壑械乃谐饰段镔|(zhì)進(jìn)行鑒別，包括揮發(fā)性、半揮發(fā)性和難揮發(fā)性等物質(zhì)。與電子鼻檢測結(jié)果相比，電子舌所獲樣品信息更加完整，結(jié)果更加精確。將電子舌分析得到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，由電子舌自帶軟件進(jìn)行PCA對樣品進(jìn)行分類，即得到PCA分類圖。此外，還有產(chǎn)地判斷和羊乳粉DNA數(shù)據(jù)庫等專題數(shù)據(jù)及分析，可在不同專題區(qū)域查看相應(yīng)的數(shù)據(jù)及分析結(jié)果。

1.3 系統(tǒng)實施階段

該管理系統(tǒng)基于B/S結(jié)構(gòu)，使用IntelliJ IDEA、Microsoft Visual Studio的Git開發(fā)環(huán)境進(jìn)行前、后端分離開發(fā)，使用微服務(wù)架構(gòu)部署。前端基于JavaScript語言，Vue.js即時渲染框架進(jìn)行開發(fā)，最終編譯成原生超文本標(biāo)記語言（hyper text markup language，HTML）頁面進(jìn)行部署。由于用戶可能會在不同操作環(huán)境下訪問前端頁面，因此需要考慮響應(yīng)式的頁面設(shè)計，Element組件便成為一個極佳的選擇。前端承載了與用戶交互、將用戶的操作與后端通信的職責(zé)。后端基于Java語言和Python語言，分為2 個服務(wù)進(jìn)行開發(fā)。Java部分的開發(fā)依托Spring Boot框架，此框架分離了控制器、過濾器、數(shù)據(jù)庫訪問對象等，負(fù)責(zé)羊乳粉數(shù)據(jù)的增、刪、改、查等業(yè)務(wù)，以及用戶賬戶和權(quán)限的管理。過濾器負(fù)責(zé)與Redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫交互，將用戶的登錄信息記錄到Redis非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，并判斷用戶登錄狀態(tài)，攔截用戶的越權(quán)請求。數(shù)據(jù)庫訪問對象負(fù)責(zé)和MySQL數(shù)據(jù)庫的交互，將運行過程中的實體對象持久化到數(shù)據(jù)庫中。Python部分的開發(fā)依托Flask框架，負(fù)責(zé)電子鼻、電子舌等分析結(jié)果圖片的上傳和管理業(yè)務(wù)，并使用SQLAlchemy與MySQL數(shù)據(jù)庫交互，將上傳分析結(jié)果圖片的信息持久化。Web服務(wù)器使用Nginx，負(fù)責(zé)流量的轉(zhuǎn)發(fā)和負(fù)載均衡，作為一個優(yōu)秀的網(wǎng)頁服務(wù)器，在本系統(tǒng)中承擔(dān)轉(zhuǎn)發(fā)前、后端流量的職責(zé)。由于本系統(tǒng)的服務(wù)組件較多，因此使用Docker平臺對其進(jìn)行容器化部署，每一個組件都看作微服務(wù)架構(gòu)中的一個微服務(wù)，并作為一個容器部署在虛擬化環(huán)境中，以便于系統(tǒng)的遷移和迭代升級，管理系統(tǒng)的部署方案如圖2所示。

1.4 系統(tǒng)測試階段

管理系統(tǒng)測試在系統(tǒng)開發(fā)過程中是一個不可或缺的環(huán)節(jié)，通過系統(tǒng)測試可以從中發(fā)現(xiàn)存在的問題，檢測系統(tǒng)的設(shè)計和功能是否能夠滿足不同用戶的需求，對系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行糾正、改進(jìn)和優(yōu)化。本管理系統(tǒng)測試通過本地架設(shè)網(wǎng)站的方式，分別在Windows 8和Windows 10平臺上使用不同版本和類型的瀏覽器在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上對上傳到空間的初步內(nèi)容進(jìn)行實際聯(lián)機(jī)測試。測試內(nèi)容包括系統(tǒng)的兼容性、功能性、易容性、可靠性和安全性等。

1.4.1 兼容性測試

兼容性測試是衡量系統(tǒng)好壞的一個重要指標(biāo)，評判羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)在不同的環(huán)境中是否能夠很好地運行，確保管理系統(tǒng)按照用戶期望的方式進(jìn)行交互。其中，瀏覽器兼容測試是查看不同瀏覽器上該信息管理系統(tǒng)是否能夠正常運行、功能能否正常使用。屏幕分辨率兼容測試是檢測系統(tǒng)在不同分辨率下是否正常顯示。操作系統(tǒng)兼容性測試是通過在不同操作系統(tǒng)下檢測管理系統(tǒng)能否正常運行、功能能否正常使用、顯示是否正確等。

1.4.2 功能性測試

功能性測試是面向用戶最重要的一個質(zhì)量保障維度，主要是檢查羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)功能是否滿足產(chǎn)品需求規(guī)格說明書的要求。功能性測試是對羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)的4 個功能模塊分別進(jìn)行測試，驗證該管理系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、有效性和實用性。

1.4.3 易容性測試

易容性可以被認(rèn)為是一種用戶友好性，主要關(guān)注用戶的體驗感。表現(xiàn)為系統(tǒng)操作界面是否合理，字體大小、顏色匹配及板塊布局是否美觀，用戶對系統(tǒng)的瀏覽是否舒適。在系統(tǒng)的操作方面是否簡單、易上手，是否具有便利性，在相關(guān)提示下用戶能否較快掌握系統(tǒng)的基本操作和使用。

1.4.4 可靠性測試

可靠性測試對系統(tǒng)十分重要，是對數(shù)據(jù)完整性和一致性的保障測試，驗證系統(tǒng)文件上傳下載后，相應(yīng)數(shù)據(jù)是否有修改，主要是在數(shù)據(jù)庫的技術(shù)下保證完成的。

1.4.5 安全性測試

安全性測試主要是對程序的危險防止和危險處理進(jìn)行的測試，以驗證其是否有效。要求用戶在系統(tǒng)登錄時要通過驗證，保證系統(tǒng)使用者的真實性，對系統(tǒng)用戶權(quán)限進(jìn)行安全保證，防止系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息被泄露和惡意篡改。

2 羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)的運行與應(yīng)用

2.1 管理系統(tǒng)開發(fā)及運行環(huán)境

根據(jù)迭代計劃和系統(tǒng)功能模塊，基于IDEA、Vscode開發(fā)環(huán)境，前端使用JS語言，后端程序使用Java語言和Python語言，并輔以Postman、Chrome開發(fā)工具進(jìn)行開發(fā)。整個系統(tǒng)基于B/S模式進(jìn)行開發(fā)設(shè)計，采用Ubuntu 18.04服務(wù)端操作系統(tǒng)、Windows 10客戶端操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用MySQL，利用DBeaver數(shù)據(jù)庫管理軟件。

2.2 管理系統(tǒng)的主要界面

通過在瀏覽器中輸入登錄網(wǎng)址進(jìn)入登錄頁面，輸入用戶的賬號和密碼后登入本系統(tǒng)。系統(tǒng)工作主界面主要包括菜單欄、狀態(tài)欄和工作區(qū)等。菜單欄為系統(tǒng)的大多數(shù)功能提供入口，點擊之后即可顯示菜單項。狀態(tài)欄是對系統(tǒng)中操作信息的顯示。工作區(qū)是顯示用戶的操作窗口，用戶通過點擊菜單欄的不同功能可以切換不同的工作窗口。

2.3 管理系統(tǒng)主要功能的實現(xiàn)

2.3.1 系統(tǒng)注冊和登錄

用戶注冊登錄界面如圖3所示，用戶可設(shè)置輸入用戶名及密碼，完成提交，即可注冊為該管理系統(tǒng)的普通用戶。普通用戶對于信息數(shù)據(jù)只有查閱和導(dǎo)出等基本操作。對有需求成為系統(tǒng)管理員的用戶，需要向現(xiàn)有管理員申請，經(jīng)同意后才可升級為管理員身份。系統(tǒng)管理員對系統(tǒng)操作具有最高權(quán)限，除可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的查找、使用等基本操作外，還可以升級用戶等級、維護(hù)用戶信息，對數(shù)據(jù)進(jìn)行增添、刪除及修改。

圖3 羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)的用戶注冊登錄界面Fig. 3 User registration and login interface of goat milk powder nutrition information management system

2.3.2 數(shù)據(jù)添加

擁有管理員權(quán)限的用戶登錄進(jìn)入主界面中，左側(cè)為功能菜單項，右側(cè)則為相應(yīng)功能的數(shù)據(jù)信息展示區(qū)域。在功能菜單項中分別包含了市售羊乳粉、自檢羊乳粉和生鮮羊乳的類別，在每個類別中又包括陜西省內(nèi)、陜西省外的羊乳粉數(shù)據(jù)信息，管理員用戶可對陜西省內(nèi)及陜西省外的羊乳粉數(shù)據(jù)信息進(jìn)行修改或刪除操作（圖4），通過點擊添加產(chǎn)品，可對產(chǎn)品信息進(jìn)行編輯，如地區(qū)、品牌及各項營養(yǎng)安全檢測數(shù)據(jù)。此外，在DNA數(shù)據(jù)庫、電子鼻和電子舌圖譜庫中，也可進(jìn)行數(shù)據(jù)、圖片信息或分析結(jié)果的添加，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實時整理和完善。

圖4 羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)的樣本分類信息查詢列表示例Fig. 4 Illustration of sample classification information query list of goat milk powder nutrition information management system

2.3.3 快速查詢

市售羊乳粉、自檢羊乳粉、生鮮羊乳菜單分別具有快速查詢的功能。用戶可根據(jù)想要查詢的指標(biāo)選擇輸入一個或多個搜索指標(biāo)，然后輸入該檢測指標(biāo)的檢測值及波動范圍進(jìn)行查詢，查詢結(jié)果可顯示該產(chǎn)品所有檢測指標(biāo)的結(jié)果。另外，在波動范圍內(nèi)也可以搜索到檢測值相鄰近的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息，真正將搜索做到精確性、可擴(kuò)展性。用戶可直接觀察到羊乳粉各種檢測數(shù)據(jù)查詢結(jié)果并且查詢結(jié)果可導(dǎo)出為Excel文件。

2.3.4 專題分析

1）DNA數(shù)據(jù)庫。所有市售羊乳粉樣品，采用乳中DNA提取方法[9-10]進(jìn)行DNA分離提取，檢測DNA純度與濃度等，向數(shù)據(jù)庫用戶提供DNA信息參考，同時可以通過對比從不同種類羊乳粉中提取DNA質(zhì)量的差異性，了解羊乳粉DNA的質(zhì)量與存在問題，為質(zhì)量檢測部門、科研單位等利用DNA進(jìn)行摻假檢測研究提供基礎(chǔ)參考信息。

2）電子鼻、電子舌圖譜庫。市售羊乳粉根據(jù)種類被分為純羊乳粉和配方羊乳粉，根據(jù)產(chǎn)地被分為陜西不同地區(qū)（西安、咸陽、渭南等）的羊乳粉。經(jīng)過電子鼻檢測后分別得到配方羊乳粉、純羊乳粉、陜西地區(qū)不同城市純羊乳粉的電子鼻傳感器雷達(dá)圖，此外，還列出了電子鼻傳感器對應(yīng)的化合物類型表。經(jīng)過電子舌檢測后得到配方羊乳粉與純羊乳粉、陜西地區(qū)與非陜西地區(qū)純羊乳粉的PCA圖。同時，在各個分析圖的旁邊標(biāo)有分析解釋說明，可以幫助用戶更好理解分析檢測結(jié)果，利用該分析結(jié)果幫助乳粉企業(yè)提升羊乳粉產(chǎn)品的品質(zhì)。

3）產(chǎn)地判斷。通過多項指標(biāo)的檢測及綜合分析，總結(jié)出陜西省與非陜西省之間多個存在差異且可作為產(chǎn)地判定的相關(guān)性指標(biāo)（如脂蛋比、鈣磷比、反式脂肪酸與總脂肪酸的比值等）。用戶在多個指標(biāo)中選擇性輸入產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)提示結(jié)果是否可能為陜西或非陜西地區(qū)的羊乳粉。例如，當(dāng)輸入2 個指標(biāo)數(shù)據(jù)符合陜西羊乳粉數(shù)據(jù)要求，其余為非陜西羊乳粉數(shù)據(jù)時，結(jié)果顯示為“該產(chǎn)品可能是陜西羊乳粉”；當(dāng)輸入任意3 個指標(biāo)數(shù)據(jù)符合陜西羊乳粉數(shù)據(jù)要求時，結(jié)果顯示為“該產(chǎn)品極有可能為陜西羊乳粉”；當(dāng)輸入任意4 個判定指標(biāo)數(shù)據(jù)符合陜西羊乳粉數(shù)據(jù)要求時，結(jié)果顯示為“該產(chǎn)品確定是陜西羊乳粉”。

2.3.5 功能模塊管理

模塊管理功能僅可由系統(tǒng)管理員操作。由于在以后應(yīng)用過程中必然存在大量數(shù)據(jù)的積累分析，挖掘、探索出新的數(shù)據(jù)關(guān)系，或者需要提供個性化功能需求，因此，可以根據(jù)實際需要或用戶需求繼續(xù)對系統(tǒng)進(jìn)行模塊開發(fā)和優(yōu)化調(diào)整，從而將增加信息管理系統(tǒng)功能的全面性、應(yīng)用靈活性及使用便捷性。

3 討 論

羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分別來自于乳粉企業(yè)、食品質(zhì)檢單位及自購羊乳粉。數(shù)據(jù)來源較為廣泛，具有真實性和可靠性。在信息管理系統(tǒng)的開發(fā)中通常對數(shù)據(jù)的收集、整理和綜合分析要求全面、系統(tǒng)，這就需要有大量數(shù)據(jù)的積累。然而只有少部分企業(yè)的羊乳粉信息被公開但樣品信息仍不完整，從零售商處購買則成為快速構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的最簡單方法[9]。但這些樣本仍然需要檢測才能獲取數(shù)據(jù)，并且我國關(guān)于乳粉信息化的平臺比較少，信息平臺間的關(guān)聯(lián)度低，因此使得數(shù)據(jù)的收集具有一定局限性，增加了數(shù)據(jù)采集的難度[10]。Marconi等[11]在食品成分?jǐn)?shù)據(jù)庫的概述中也提出了定期加強(qiáng)和更新食品成分?jǐn)?shù)據(jù)庫，減少缺失數(shù)據(jù)以改進(jìn)分析方法結(jié)果是目前需要解決的主要問題之一。因此，為確保羊乳粉營養(yǎng)安全信息的全面性、真實性和有效性，產(chǎn)品數(shù)據(jù)的及時更新是仍然需要加強(qiáng)完善的方面。

目前已有的食品安全信息管理系統(tǒng)主要涉及的是流程化監(jiān)管[12]以及對數(shù)據(jù)的基本保存和管理[13]，而這些指標(biāo)數(shù)據(jù)缺乏綜合的整理，關(guān)于產(chǎn)品數(shù)據(jù)的挖掘和分析程度低。例如，食品藥品監(jiān)管數(shù)據(jù)中心抽查結(jié)果查詢系統(tǒng)僅僅對不合格指標(biāo)進(jìn)行公示，較少的數(shù)據(jù)量不但代表性不足而且整合分析程度低[4]。因此，對收集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析是目前乃至未來羊乳粉信息管理系統(tǒng)的首要任務(wù)。為彌補(bǔ)現(xiàn)有信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的不足，羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)以大量的檢測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按照不同種類和地區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合、分析與挖掘。因此，該系統(tǒng)實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的多方面分析，包括電子鼻、電子舌圖譜、羊乳粉產(chǎn)地判斷等不同形式的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，使用戶能夠共享數(shù)據(jù)，了解和掌握市售產(chǎn)品的特點；對食品監(jiān)管部門來說也可以分析市場上羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)安全情況，同時能夠根據(jù)數(shù)據(jù)信息反映的產(chǎn)品市場趨勢采取監(jiān)管措施，促進(jìn)羊乳粉品質(zhì)監(jiān)控和提升[14]。

羊乳具有豐富的營養(yǎng)價值，對采集到的羊乳粉產(chǎn)品檢測基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)（蛋白質(zhì)、脂肪、乳糖等）、維生素類（VA、VD、VE等）、礦物質(zhì)類（鉀、鈣、鈉等）、氨基酸類（色氨酸、蛋氨酸、亮氨酸等）等60多項指標(biāo)。然而，羊乳中還包括的一些具有促進(jìn)大腦神經(jīng)系統(tǒng)和學(xué)習(xí)記憶力的功能活性因子[15-16]以及影響羊乳風(fēng)味的揮發(fā)性化合物[17-18]的數(shù)據(jù)同樣需要檢測并補(bǔ)充到羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)中。檢測得到的羊乳粉產(chǎn)品數(shù)據(jù)中蛋白質(zhì)含量為24%～26%，脂肪含量為26%～30%，碳水化合物含量為35%～38%，灰分含量為6%～8%，礦物質(zhì)元素中鈣（約9 500 mg/kg）、鎂（約950 mg/kg）、鐵（約3.5 mg/kg）、錳（小于0.5 mg/kg）、銅（約1.0 mg/kg）、鋅（約20 mg/kg）等元素的檢測結(jié)果與Park[19]對美國生產(chǎn)的不同山羊乳商品中成分的檢測結(jié)果基本一致，而礦物質(zhì)中磷、鉀、鈉的含量則存在差異，可能是由于用于加工產(chǎn)品的奶源存在差異[19-24]。在本研究中，從乳粉中提取到的DNA質(zhì)量濃度為200～400 ng/μL，與Liao Jing等[25]所測得的DNA質(zhì)量濃度相近，高于Liu Yongfeng等[26]從牛乳中提取到的DNA質(zhì)量濃度，這可能是因為乳粉經(jīng)過高溫加熱提高了細(xì)胞膜的通透性，有更多的DNA從體細(xì)胞中被釋放出來。而DNA OD260nm/OD280nm為1.3～1.5，與Liao Jing等[25]提取的DNA純度相一致。因此，從羊乳粉中提取的DNA可以基本滿足普通分子生物學(xué)檢測要求。

4 結(jié) 語

本研究基于B/S架構(gòu)和MySQL數(shù)據(jù)庫，以Java作為系統(tǒng)主要開發(fā)語言，采用前、后端分離技術(shù)開發(fā)，使用Docker平臺進(jìn)行微服務(wù)架構(gòu)部署，成功建立了羊乳粉營養(yǎng)品質(zhì)信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)羊乳粉各類數(shù)據(jù)的存儲和可視化。該管理系統(tǒng)可以有效實現(xiàn)快速查看和搜索羊乳粉各類基礎(chǔ)檢測數(shù)據(jù)，可查看不同種類和地區(qū)羊乳粉營養(yǎng)安全品質(zhì)的差異，可根據(jù)羊乳粉相關(guān)指標(biāo)的檢測結(jié)果判斷產(chǎn)品的產(chǎn)地。將該管理系統(tǒng)推廣應(yīng)用，能夠為科研機(jī)構(gòu)、質(zhì)量監(jiān)管部門、生產(chǎn)者和消費者等提供羊乳營養(yǎng)安全信息，對于羊乳產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。