彭云霞

              （云南出入境檢驗(yàn)檢疫局    云南昆明   650228）

 

  摘要：預(yù)測(cè)微生物學(xué)是運(yùn)用微生物學(xué)、工程數(shù)學(xué)以及統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，利用所建模型，通過計(jì)算機(jī)及其配套軟件，預(yù)測(cè)和描述處在特定的環(huán)境下微生物的生長(zhǎng)和死亡。本文將從HACCP體系管理的實(shí)質(zhì)出發(fā)探討如何應(yīng)用預(yù)測(cè)微生物學(xué)技術(shù)分析、評(píng)估和控制食品中的微生物危害，建立確保HACCP體系有效應(yīng)行的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)問題。

 

  關(guān)鍵詞：HACCP 管理實(shí)質(zhì) 預(yù)測(cè)微生物學(xué)   技術(shù)基礎(chǔ)

 

根據(jù)GB/T15091-1994《食品工業(yè)基本術(shù)語》定義，HACCP體系是“生產(chǎn)（加工）安全食品的一種控制手段，對(duì)原料、關(guān)鍵生產(chǎn)工序及影響產(chǎn)品安全的人為因素進(jìn)行分析，確定加工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，建立、完善監(jiān)控程序和監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，采取規(guī)范的糾正措施。” HACCP體系是一種在特定生產(chǎn)環(huán)境下鑒別并消除潛在的危害產(chǎn)生的根源，實(shí)現(xiàn)事前控制的預(yù)防性管理措施。在政府職能部門的積極引導(dǎo)之下，目前大部份出口食品生產(chǎn)企業(yè)都已建立了HACCP體系，但實(shí)際運(yùn)行的效果卻差異較大，原因就在于部分企業(yè)只是形式上甚至只是紙面上構(gòu)建了HACCP體系的管理框架，未真正了解HACCP體系管理的實(shí)質(zhì)，對(duì)相關(guān)食品安全危害控制和加工工藝上的控制措施缺乏必要的技術(shù)分析評(píng)估和控制有效性論證，從而影響了HACCP體系運(yùn)行的充分性，適宜性和有效性。

 

一、重點(diǎn)控制、科學(xué)論證、精細(xì)管理、持續(xù)改進(jìn)是HACCP體系管理的實(shí)質(zhì)

HACCP體系管理實(shí)質(zhì)就是要針對(duì)具體食品加工生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)環(huán)境，進(jìn)行相關(guān)食品危害的科學(xué)分析論證后，制定出科學(xué)可靠、運(yùn)行有效的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)人員、生產(chǎn)物料的管理控制規(guī)范要求，達(dá)到以最小的管理成本實(shí)現(xiàn)最大限度地預(yù)防食品危害產(chǎn)生和保障食品安全的控制要求。

食品生產(chǎn)的通用衛(wèi)生要求和HACCP控制管理要求的區(qū)別

SN/T1443.1-2004《食品安全管理體系 要求》把食品安全管理中的衛(wèi)生管理標(biāo)準(zhǔn)分為三類：HACCP前提計(jì)劃其包括食品生產(chǎn)加工的基礎(chǔ)衛(wèi)生控制和產(chǎn)品類別性衛(wèi)生控制、HACCP計(jì)劃中的CCP點(diǎn)控制和HACCP后續(xù)計(jì)劃其包括各類食品安全應(yīng)急事件的處置要求。其中基礎(chǔ)衛(wèi)生控制和HACCP后續(xù)計(jì)劃針對(duì)是食品生產(chǎn)加工的通用衛(wèi)生管理要求；而產(chǎn)品類別性衛(wèi)生控制和CCP點(diǎn)控制則是針對(duì)特定產(chǎn)品和特定生產(chǎn)工藝制定的加工工藝管理規(guī)范，其控制對(duì)象都是潛在的食品安全危害。但是CCP點(diǎn)控制的是顯著危害。其控制管理要求最為嚴(yán)格，要求實(shí)行精細(xì)管理既PDCA過程管理和開展相關(guān)的驗(yàn)證評(píng)估，其投入管理成本最高和對(duì)應(yīng)的科學(xué)技術(shù)含量也最高。從技術(shù)層面來說，產(chǎn)品類別性衛(wèi)生控制要求只是在一定范圍內(nèi)的定性性質(zhì)的模糊控制層次，而CCP點(diǎn)的控制要求一般說來要有確定的量化控制指標(biāo)，其可以有效消除或降低食品中顯著危害到可接受水平，并且還要求建立有效的監(jiān)督管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)在線性質(zhì)的過程監(jiān)控管理而不是事后檢驗(yàn)監(jiān)督控制。

 

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 作者簡(jiǎn)介：彭云霞 女 云南出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心 大學(xué) 食品檢驗(yàn)

2、建立HACCP體系的技術(shù)支撐要求是確保HACCP體系有效運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理的基礎(chǔ)

根據(jù)SN/T1443.1-2004《食品安全管理體系 要求》中提出的食品安全管理原則和8.2.2條款的相關(guān)要求，在CCP點(diǎn)的確定、控制措施的采用、監(jiān)控手段的實(shí)施等方面都要求提供科學(xué)的依據(jù)。因此要保證HACCP體系運(yùn)行的有效性，必須有堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐基礎(chǔ)。這種技術(shù)支撐主要應(yīng)解決以下問題：

對(duì)食品生產(chǎn)中的三種危害因素既特定產(chǎn)品、特定環(huán)境、特定操作進(jìn)行食品潛在危害的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估，確定CCP點(diǎn)；

在科學(xué)評(píng)估論證的基礎(chǔ)上對(duì)顯著危害制訂出合理的控制措施，確保其實(shí)施后能消除或降低食品中的顯著危害；

采用科學(xué)的合格評(píng)定方法包括抽樣檢驗(yàn)在內(nèi)對(duì)控制措施的實(shí)施效果進(jìn)行驗(yàn)證，必要時(shí)要進(jìn)行工藝調(diào)整，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)改進(jìn)。

二、食品加工中HACCP管理控制控制微生物危害的基本要求

食品原料包括植物性原料和動(dòng)物性食品原料，它們總是帶有微生物的。食品加工的目的就是要控制腐敗和病源微生物的活動(dòng)，以防止食品變質(zhì)和病原菌污染的食品引起的病害。這些微生物的污染途徑有水、空氣、人及動(dòng)物、工器具等，建立食品加工的SSOP管理就是為食品生產(chǎn)提供適宜的達(dá)到衛(wèi)生要求的生產(chǎn)環(huán)境，避免不良環(huán)境對(duì)加工品造成的腐敗和病源微生物污染。而要消除和控制食品原料存在的內(nèi)源性微生物產(chǎn)生的危害則要采用包括清洗、加溫消毒或滅菌等系統(tǒng)性的工藝措施，而HACCP的管理就是在充分調(diào)查原材料的微生物含量情況的基礎(chǔ)上，進(jìn)行腐敗微生物、病源微生物和微生物增殖可能性的科學(xué)評(píng)估，從而科學(xué)地制定防止和控制危害發(fā)生的CCP點(diǎn)管理措施，建立能評(píng)價(jià)微生物殺滅效果的理化或感官在線檢查方法實(shí)施CCP點(diǎn)監(jiān)控管理，如溫度、時(shí)間、PH、水活度、酸度檢查等并在相關(guān)指標(biāo)出現(xiàn)偏離時(shí)實(shí)施糾偏措施。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用預(yù)測(cè)微生物學(xué)等相關(guān)科學(xué)評(píng)估方法確定CCP的控制措施，將能按照加工品中微生物的生長(zhǎng)規(guī)律有效控制食品加工中微生物危害并降低生產(chǎn)管理成本，確保食品的安全衛(wèi)生。

預(yù)測(cè)微生物學(xué)通常采用的研究模式

預(yù)測(cè)微生物學(xué)的研究模式包括三個(gè)層次的模型建立：初級(jí)、二級(jí)、三級(jí)。三個(gè)層次依次解決：微生物生長(zhǎng)過程與時(shí)間的關(guān)系、考慮了環(huán)境因素的微生物生長(zhǎng)模型和計(jì)算機(jī)軟件程序或稱專家系統(tǒng)的建立。

初級(jí)是表征微生物數(shù)量與時(shí)間的關(guān)系。表征微生物響應(yīng)的模型響應(yīng)參數(shù)有直接響應(yīng)參數(shù)和間接響應(yīng)參數(shù)兩種。直接參數(shù)有：每毫升的菌落形成單位數(shù)、毒素產(chǎn)生、底物濃度以及代謝產(chǎn)物；間接參數(shù)則包括：電阻抗和吸光率。近年來，研究者提出不少描述微生物動(dòng)力學(xué)生長(zhǎng)的數(shù)學(xué)方程，包括Logistic方程、Gompertz方程、Richards方程、Stannard方程、Schnute方程等。其中Logistic方程和Gompertz方程能有效描述微生物生長(zhǎng)，且使用方便，在細(xì)菌生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)研究的文獻(xiàn)中被廣泛使用。

二級(jí)側(cè)重描述環(huán)境因子的變化如何影響初級(jí)模型中的參數(shù)(例如：Gompertz function 中A、C、B和M)。二級(jí)模型主要包括：反應(yīng)面方程(Response surface equation)、Arrhenius relationship和平方根方程(square root model)。

三級(jí)是計(jì)算機(jī)程序，是將初級(jí)模型和二級(jí)模型轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)共享軟件(預(yù)測(cè)微生物軟件)。其主要功能為：計(jì)算由于環(huán)境因子的改變，微生物所做出的響應(yīng)；比較各環(huán)境因子對(duì)微生物的影響；相同環(huán)境因子下，不同微生物之間的差別。這些程序可以計(jì)算條件變化與微生物反應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，比較不同條件的影響或?qū)Ρ纫恍┪⑸�物的行為。它使得非專業(yè)人士一樣可以獲得來自預(yù)測(cè)微生物學(xué)的專業(yè)指導(dǎo)。

預(yù)測(cè)微生物學(xué)在HACCP體系中的應(yīng)用

1、危害分析     

采用預(yù)測(cè)微生物學(xué)進(jìn)行危害分析通常很簡(jiǎn)明，定量微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要步驟為污染評(píng)估、劑量反應(yīng)分析、危害風(fēng)險(xiǎn)特性。危害分析就是在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上確定主要控制微生物的數(shù)量，包括傳染率(無明顯病狀) 、發(fā)病率和死亡率。
1.1 　污染評(píng)估

  污染評(píng)估的目的是確定供直接消費(fèi)的食品中微生物劑量, 應(yīng)用預(yù)測(cè)微生物學(xué)評(píng)估工具能指出不同食品在貯藏、加工和烹調(diào)時(shí)微生物的生長(zhǎng)、存活和失活情況。
1.2　劑量反應(yīng)分析

  應(yīng)用預(yù)測(cè)微生物學(xué)評(píng)估工具能開展微生物對(duì)人體劑量反應(yīng)研究, 這可用于評(píng)估低水平污染對(duì)人體的影響, 有兩種半機(jī)械模型可充分描述這些研究。其中指數(shù)模型是單一生物體在初始污染等概率情況下, 由微生物的隨機(jī)發(fā)生評(píng)估獲得的。

危害風(fēng)險(xiǎn)特性

危害風(fēng)險(xiǎn)特性就是將污染和劑量反應(yīng)的信息聯(lián)系起來進(jìn)行可逆結(jié)果概率的評(píng)估。這可通過兩種方法來進(jìn)行: 

(1) 污染的單一點(diǎn)評(píng)估(攝食數(shù)種微生物)與劑量反應(yīng)參數(shù)的單一點(diǎn)評(píng)估相結(jié)合計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的值。這可用最佳評(píng)估模型(用以獲得中心值)或極值評(píng)估模型(用以獲得更多不利環(huán)境因素影響的結(jié)果) 來完成。

(2) 替代方法, 這種方法越來越受歡迎。描述污染和劑量反應(yīng)特性曲線并用不同的工具將它們結(jié)合, 使之成為風(fēng)險(xiǎn)分布。這種方法說明了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不精確性的重要信息及中心值和極值的測(cè)定。

2、CCP點(diǎn)控制

預(yù)測(cè)微生物學(xué)為CCP 管理的發(fā)展提供了控制的步驟和目標(biāo)。在對(duì)要控制的微生物污染程度、生長(zhǎng)機(jī)會(huì)、傳染劑量進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上, 確定關(guān)鍵控制點(diǎn)(CCP) , 而不必采取一些極端措施造成食用特性的損失，尤其是對(duì)熱敏性食品(如蛋) , 加熱時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致生物活性喪失。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并不能提供食品是否安全的答案, 但它可組織相關(guān)數(shù)據(jù), 通過輸入的參數(shù)對(duì)模型進(jìn)行測(cè)試,使人們了解參數(shù)和加工步驟是如何影響食品安全的。如某一特定溫度能殺死原料成分中的正常水平的致病菌, 但不能全部殺死污染程度較高的原料中的致病菌, 模型將闡明溫度控制的重要性。

預(yù)測(cè)微生物學(xué)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用

ATIEN et al (1997) 研究了嗜熱桿菌在腌蘿卜中的產(chǎn)生、生長(zhǎng)、滯留時(shí)間( GOL) 、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)率(EGR) , 此菌在罐裝食品的平酸酸敗中經(jīng)常出現(xiàn),他將pH (5.5～7.0) 、T (45～60 ℃) 、Nacl (0 %～1 %) 作為因子。96 %的實(shí)驗(yàn)用Gompertz 方程分析:EGR 和GOL 用二次多項(xiàng)式模型計(jì)算機(jī); 最佳T、pH、NaCl 濃度由界面反應(yīng)分析產(chǎn)生。結(jié)果表明GOL 和EGR 的r2 值分別為01917 和01916。Davey 探討了微生物預(yù)測(cè)模型在食品加工中的應(yīng)用, 如: 乳酸乳桿菌(Lactobacillus lactis) 的生長(zhǎng)和乳酸發(fā)酵模型以及植物乳桿菌( lactobacillus plantarum) 在黃瓜提取液比生長(zhǎng)速率的模型。另外微生物預(yù)測(cè)模型還可應(yīng)用于食品配方, 預(yù)測(cè)配料及其組合可能出現(xiàn)的微生物污染, 選擇出替代物或加強(qiáng)滅菌措施。

 

盡管預(yù)測(cè)微生物在評(píng)估控制食品的安全上的優(yōu)越性非常突出, 但由于食品成分復(fù)雜, 各種細(xì)菌的特性千差萬別, 預(yù)測(cè)微生物學(xué)在HACCP體系中的具體運(yùn)用上還有待結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際而進(jìn)行深入研究。但有一點(diǎn)是可以肯定的，在HACCP管理體系中引入預(yù)測(cè)微生物學(xué)控制技術(shù)將顯著提高我國(guó)食品行業(yè)HACCP管理的應(yīng)用水平，有效控制食品中的腐敗微生物和病源微生物的危害。

 

 

                              參考文獻(xiàn)

肉品工業(yè) 預(yù)測(cè)微生物學(xué)的概述及應(yīng)用

中國(guó)檢科院 食品安全管理體系建立與實(shí)施指南