張若海

 

 

摘 要：本文應(yīng)用熱力殺菌原理和過(guò)程能力的評(píng)估，對(duì)常采用經(jīng)驗(yàn)殺菌公式的低溫連續(xù)器殺菌的酸性食品的殺菌值，提出了一個(gè)簡(jiǎn)易的、實(shí)用的、快捷的、科學(xué)的評(píng)估方法；并提出了安全驗(yàn)證值的理論。是一個(gè)可供選擇的方法。

 

關(guān)鍵詞：   罐頭    殺菌值   關(guān)鍵限值   探討

 

酸性水果和酸化果蔬類(lèi)罐頭產(chǎn)品，常采用低溫殺菌，用連續(xù)殺菌機(jī)控制殺菌水溫和殺菌時(shí)間。這類(lèi)產(chǎn)品大多已經(jīng)歷了20多年的出口和國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售，已逐漸成為成熟的工藝，為罐頭行業(yè)、消費(fèi)者以及相關(guān)政府管理機(jī)構(gòu)認(rèn)可。

在罐頭行業(yè)的HACCP體系驗(yàn)證中常常碰到這樣的問(wèn)題，即如何建立和評(píng)估低溫殺菌這一通常是CCP的關(guān)鍵限值？大多數(shù)的企業(yè)采用殺菌工藝規(guī)定的水溫和時(shí)間，也有的企業(yè)采用殺完菌后，測(cè)罐中心溫度的測(cè)定值。但這兩者均不能提出充分的科學(xué)依據(jù)并加以說(shuō)明，筆者經(jīng)多年探討，針對(duì)酸性水果類(lèi)產(chǎn)品，提出了一個(gè)依據(jù)熱力殺菌原理并結(jié)合企業(yè)容易實(shí)施的測(cè)量評(píng)估方法，來(lái)測(cè)定殺菌值的方法。供全國(guó)同行探討。

 

殺菌值的量度

酸性水果類(lèi)產(chǎn)品大都是采用新鮮原料及時(shí)加工的產(chǎn)品，固形物中一般沒(méi)有微生物污染，并采用旋轉(zhuǎn)式殺菌。我們可采用刻度為0.5℃的水銀溫度計(jì)，測(cè)量不同殺菌時(shí)間的罐頭中心位置的湯汁溫度，作為內(nèi)容物受到的殺菌溫度的量度。這類(lèi)產(chǎn)品內(nèi)的熱傳導(dǎo)屬于簡(jiǎn)單類(lèi)型，即倒用半對(duì)數(shù)座標(biāo)紙繪出的熱穿透曲線是一條直線，只要?dú)⒕�水溫和固形物、湯汁裝量不 改變（指控制相對(duì)的穩(wěn)定），該曲線的斜率是相對(duì)穩(wěn)定不變的。如果我們能夠測(cè)出這條曲線的特征參數(shù)，我們就能僅憑在殺菌完成后測(cè)此時(shí)的罐中心達(dá)到的湯汁溫度，依據(jù)一定的溫時(shí)換算標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出殺菌值。

不難看出，只要我們測(cè)定初溫和殺菌過(guò)程中建立了熱均衡傳導(dǎo)后的兩個(gè)不同加熱時(shí)間的容器中心溫度，我們就可以得出這條熱穿透曲線。在實(shí)際操作中我們根據(jù)低溫連續(xù)殺菌機(jī)的前、后段水溫有2℃左右的差距，具有有效殺菌溫度的時(shí)間段是在靠近殺菌完成的后段，選擇殺菌完成前5分鐘和殺菌完成這樣的兩點(diǎn)較為理想，在這一段上的兩個(gè)點(diǎn)既是殺菌溫度的實(shí)測(cè)，同時(shí)也因?yàn)樗疁剌^一致，因而測(cè)得的熱穿透曲線在這一端上與實(shí)際情況的誤差最小。

對(duì)這樣得到的熱穿透曲線如何依據(jù)最終容器中心溫度來(lái)評(píng)估其殺菌強(qiáng)度呢？也就是說(shuō)，需要采用一個(gè)公認(rèn)適當(dāng)?shù)臏貢r(shí)尺度。“美國(guó)食品加工工程原理”曾介紹一組關(guān)于細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)體的耐熱數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1），采用的標(biāo)準(zhǔn)溫度為180℉（82.2℃），Z值大都為7℃，個(gè)別為6℃。因此我們建議先以F82℃作為標(biāo)準(zhǔn)溫度，Z值取7℃，建立衡量低溫連續(xù)殺菌工藝強(qiáng)度的尺度。

綜上所述，我們衡量某一殺菌工藝的殺菌值，可按以下步驟來(lái)完成：

1.1應(yīng)逐一抽取和測(cè)量10組樣品，每組樣品為3個(gè)容器，是連續(xù)加工，按最大允許裝入的固形物量控制裝罐，湯溫也控制到 與正常工藝一樣并大致一致，并標(biāo)識(shí)。

1.2每組的3個(gè)樣品，其中2個(gè)樣平行進(jìn)入連續(xù)殺菌機(jī)，在接觸殺菌水時(shí)測(cè)另一個(gè)樣的初溫，在工藝規(guī)定的殺菌時(shí)間前5分鐘和完成殺菌時(shí)，各測(cè)一個(gè)樣品中心湯汁溫度，并記錄取樣的準(zhǔn)確時(shí)間。測(cè)溫應(yīng)采取同樣的方法，一般應(yīng)使用刻度為0.5℃經(jīng)校準(zhǔn)的水銀溫度計(jì)，將溫度計(jì)放入罐中心位置的湯汁中，30秒鐘時(shí)讀數(shù)。

1.3 應(yīng)用帶有兩個(gè)對(duì)數(shù)環(huán)，環(huán)寬不少于12cm的半對(duì)數(shù)座標(biāo)紙，倒置按如下方法標(biāo)繪座標(biāo)。X軸為常數(shù)座標(biāo)，以分鐘為單位標(biāo)繪時(shí)間；Y軸為倒置的對(duì)數(shù)座標(biāo)，用以標(biāo)罐中溫度，頂格標(biāo)為比殺菌機(jī)完成端工藝規(guī)定的控制下限溫度低1℃，下一個(gè)對(duì)數(shù)環(huán)頂標(biāo)為低10℃。也就是說(shuō)，在第一個(gè)對(duì)數(shù)環(huán)中包括9℃的溫度范圍，而第二個(gè)對(duì)數(shù)環(huán)中包括90℃的溫度范圍。

1.4計(jì)算在大體相同條件下測(cè)得的10組數(shù)據(jù)的平均值，在標(biāo)繪好的半對(duì)數(shù)座標(biāo)紙上標(biāo)出相應(yīng)的點(diǎn)，連接殺菌后段測(cè)得的2點(diǎn)，并延長(zhǎng)交于X軸與初溫的平行線，即得到了該殺菌工藝的熱穿透曲線。

1.5讀出該曲線高于60℃以上每分鐘達(dá)到的溫度，利用附表2查出相當(dāng)于82℃的殺菌值，每分鐘以前后所達(dá)到的溫度的平均值計(jì)，求和即得到了該殺菌工藝的近似的實(shí)測(cè)殺菌值。

以上近似方法最大的好處是：工廠易于實(shí)施，計(jì)算簡(jiǎn)便；對(duì)不同包裝規(guī)格的同一產(chǎn)品，可以比較和合理調(diào)整殺菌強(qiáng)度。同時(shí)，這種方法的準(zhǔn)確度在企業(yè) 應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)也足夠了。

 

2 殺菌安全性評(píng)估

一個(gè)使用了多年，被實(shí)踐證明是安全的低溫連續(xù)殺菌工藝，在建立了殺菌值的量度方法并積累了殺菌完成罐中心溫度監(jiān)視數(shù)據(jù)后，我們就可以運(yùn)用評(píng)估其過(guò)程能力的方法，確定該殺菌所能達(dá)到的殺菌強(qiáng)度變化范圍和低限。這個(gè)低限可以被視為已經(jīng)驗(yàn)證安全，已知的最低殺菌值。我們以下將其稱(chēng)為安全驗(yàn)證值。

安全驗(yàn)證值的求法如下：

2.1建立對(duì)殺完菌罐中心溫度的監(jiān)視。

2.2取至少100個(gè)以上（越多越好）的中心溫度測(cè)定值，運(yùn)用公式б= 求

得中心溫度值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，中心溫度值的分布范圍為：

  ,而 就是其低限。

2.3將求得的低限對(duì)照其熱穿透曲線，標(biāo)在曲線相應(yīng)的點(diǎn)上，求出曲線60℃至該點(diǎn)的殺

菌值，即為安全驗(yàn)證值。

安全驗(yàn)證值僅能說(shuō)明該品種和包裝規(guī)格及工藝的罐頭產(chǎn)品殺菌強(qiáng)度達(dá)到該值，即可以由以往經(jīng)驗(yàn)上判知是安全的。而并非是安全和危害的臨界值。

 

3 低溫連續(xù)殺菌的操作和關(guān)鍵限值探討

在建立了對(duì)低溫連續(xù)殺菌產(chǎn)品的殺菌值的量度和安全性評(píng)估后，我建議以經(jīng)多年實(shí)踐證明是安全的殺菌工藝水溫低限作為操作限值，以安全驗(yàn)證值作為關(guān)鍵限值，理由分述如下：

以殺菌工藝水溫低限為操作限值，是因?yàn)楸ＷC殺菌水溫不低于工藝規(guī)定，就保證了殺菌工藝的安全性（以與殺菌相關(guān)其他因素均得到控制為前提）；同時(shí)，控制水溫是最容易做到和最經(jīng)濟(jì)的方法。其不適宜作關(guān)鍵限值的理由是殺菌水溫偶爾走低只能預(yù)示殺菌有可能不安全，并不能提供一個(gè)量的評(píng)估尺度。

以安全驗(yàn)證值為關(guān)鍵限值是因?yàn)橥ㄟ^(guò)對(duì)殺完菌后罐中心溫度以一定頻率進(jìn)行監(jiān)視，能建立一個(gè)對(duì)殺菌工藝安全性的評(píng)估系統(tǒng)；在殺菌水溫出現(xiàn)偏差時(shí)，能即時(shí)測(cè)殺完菌罐中心溫度的方法快速評(píng)估，以決定是否需要采取糾偏行動(dòng)。同時(shí)，這種方法仍為較經(jīng)濟(jì)的，容易實(shí)施的方法，不足之處是，我們并不知道安全驗(yàn)證值與臨界值的差距有多遠(yuǎn)。

 

結(jié)  束  語(yǔ)

就酸性、酸化食品的低溫連續(xù)殺菌系統(tǒng)而言，如欲建立一個(gè)運(yùn)用科學(xué)的、系統(tǒng)的方法確定其安全與危害的真正臨界線和相關(guān)條件，將是一個(gè)很大的系統(tǒng)工程。盡管經(jīng)驗(yàn)安全的殺菌工藝的殺菌值要高于科學(xué)的臨界值，在實(shí)際應(yīng)用中由于低溫連續(xù)殺菌工藝成本低以及產(chǎn)品能經(jīng)受這樣強(qiáng)度的殺菌而不致明顯影響產(chǎn)品質(zhì)量。因而采用本文闡述的方法，對(duì)這類(lèi)產(chǎn)品的殺菌工藝安全性進(jìn)行評(píng)估和控制，在現(xiàn)階段應(yīng)是適宜的。

 

表1 部分微生物在酸性和巴氏滅菌食品中的抗熱力

說(shuō)明：資料來(lái)源于美國(guó)某大學(xué)出版的一本教科書(shū)，書(shū)名為“食品加工工程原理”，（原書(shū)丟失，無(wú)法注明英文名及作者）原表中數(shù)據(jù)為D82.2℃的數(shù)據(jù)。已根據(jù)附表2換算成D82.2℃的數(shù)據(jù)，以便我們參考時(shí)方便。

 

表2   F82℃殺菌值計(jì)算表       L82 ℃ =log-1×（82℃—Ti）/ 7     Z=7 ℃