張若海

 

 

摘 要：本文應(yīng)用熱力殺菌原理和過程能力的評估，對常采用經(jīng)驗殺菌公式的低溫連續(xù)器殺菌的酸性食品的殺菌值，提出了一個簡易的、實用的、快捷的、科學(xué)的評估方法；并提出了安全驗證值的理論。是一個可供選擇的方法。

 

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罐頭產(chǎn)品，常采用低溫殺菌，用連續(xù)殺菌機控制殺菌水溫和殺菌時間。這類產(chǎn)品大多已經(jīng)歷了20多年的出口和國內(nèi)銷售，已逐漸成為成熟的工藝，為罐頭行業(yè)、消費者以及相關(guān)政府管理機構(gòu)認(rèn)可。

在罐頭行業(yè)的HACCP體系驗證中常常碰到這樣的問題，即如何建立和評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)定的水溫和時間，也有的企業(yè)采用殺完菌后，測罐中心溫度的測定值。但這兩者均不能提出充分的科學(xué)依據(jù)并加以說明，筆者經(jīng)多年探討，針對酸性水果類產(chǎn)品，提出了一個依據(jù)熱力殺菌原理并結(jié)合企業(yè)容易實施的測量評估方法，來測定殺菌值的方法。供全國同行探討。

 

殺菌值的量度

酸性水果類產(chǎn)品大都是采用新鮮原料及時加工的產(chǎn)品，固形物中一般沒有微生物污染，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，測量不同殺菌時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。這類產(chǎn)品內(nèi)的熱傳導(dǎo)屬于簡單類型，即倒用半對數(shù)座標(biāo)紙繪出的熱穿透曲線是一條直線，只要殺菌水溫和固形物、湯汁裝量不 改變（指控制相對的穩(wěn)定），該曲線的斜率是相對穩(wěn)定不變的。如果我們能夠測出這條曲線的特征參數(shù)，我們就能僅憑在殺菌完成后測此時的罐中心達(dá)到的湯汁溫度，依據(jù)一定的溫時換算標(biāo)準(zhǔn)計算出殺菌值。

不難看出，只要我們測定初溫和殺菌過程中建立了熱均衡傳導(dǎo)后的兩個不同加熱時間的容器中心溫度，我們就可以得出這條熱穿透曲線。在實際操作中我們根據(jù)低溫連續(xù)殺菌機的前、后段水溫有2℃左右的差距，具有有效殺菌溫度的時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較為理想，在這一段上的兩個點既是殺菌溫度的實測，同時也因為水溫較一致，因而測得的熱穿透曲線在這一端上與實際情況的誤差最小。

對這樣得到的熱穿透曲線如何依據(jù)最終容器中心溫度來評估其殺菌強度呢？也就是說，需要采用一個公認(rèn)適當(dāng)?shù)臏貢r尺度。“美國食品加工工程原理”曾介紹一組關(guān)于細(xì)菌營養(yǎng)體的耐熱數(shù)據(jù)（見表1），采用的標(biāo)準(zhǔn)溫度為180℉（82.2℃），Z值大都為7℃，個別為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，可按以下步驟來完成：

1.1應(yīng)逐一抽取和測量10組樣品，每組樣品為3個容器，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。

1.2每組的3個樣品，其中2個樣平行進(jìn)入連續(xù)殺菌機，在接觸殺菌水時測另一個樣的初溫，在工藝規(guī)定的殺菌時間前5分鐘和完成殺菌時，各測一個樣品中心湯汁溫度，并記錄取樣的準(zhǔn)確時間。測溫應(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，將溫度計放入罐中心位置的湯汁中，30秒鐘時讀數(shù)。

1.3 應(yīng)用帶有兩個對數(shù)環(huán)，環(huán)寬不少于12cm的半對數(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)繪時間；Y軸為倒置的對數(shù)座標(biāo)，用以標(biāo)罐中溫度，頂格標(biāo)為比殺菌機完成端工藝規(guī)定的控制下限溫度低1℃，下一個對數(shù)環(huán)頂標(biāo)為低10℃。也就是說，在第一個對數(shù)環(huán)中包括9℃的溫度范圍，而第二個對數(shù)環(huán)中包括90℃的溫度范圍。

1.4計算在大體相同條件下測得的10組數(shù)據(jù)的平均值，在標(biāo)繪好的半對數(shù)座標(biāo)紙上標(biāo)出相應(yīng)的點，連接殺菌后段測得的2點，并延長交于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，求和即得到了該殺菌工藝的近似的實測殺菌值。

以上近似方法最大的好處是：工廠易于實施，計算簡便；對不同包裝規(guī)格的同一產(chǎn)品，可以比較和合理調(diào)整殺菌強度。同時，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 殺菌安全性評估

一個使用了多年，被實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，我們就可以運用評估其過程能力的方法，確定該殺菌所能達(dá)到的殺菌強度變化范圍和低限。這個低限可以被視為已經(jīng)驗證安全，已知的最低殺菌值。我們以下將其稱為安全驗證值。

安全驗證值的求法如下：

2.1建立對殺完菌罐中心溫度的監(jiān)視。

2.2取至少100個以上（越多越好）的中心溫度測定值，運用公式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將求得的低限對照其熱穿透曲線，標(biāo)在曲線相應(yīng)的點上，求出曲線60℃至該點的殺

菌值，即為安全驗證值。

安全驗證值僅能說明該品種和包裝規(guī)格及工藝的罐頭產(chǎn)品殺菌強度達(dá)到該值，即可以由以往經(jīng)驗上判知是安全的。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

在建立了對低溫連續(xù)殺菌產(chǎn)品的殺菌值的量度和安全性評估后，我建議以經(jīng)多年實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，是因為保證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，控制水溫是最容易做到和最經(jīng)濟的方法。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，并不能提供一個量的評估尺度。

以安全驗證值為關(guān)鍵限值是因為通過對殺完菌后罐中心溫度以一定頻率進(jìn)行監(jiān)視，能建立一個對殺菌工藝安全性的評估系統(tǒng)；在殺菌水溫出現(xiàn)偏差時，能即時測殺完菌罐中心溫度的方法快速評估，以決定是否需要采取糾偏行動。同時，這種方法仍為較經(jīng)濟的，容易實施的方法，不足之處是，我們并不知道安全驗證值與臨界值的差距有多遠(yuǎn)。

 

結(jié)  束  語

就酸性、酸化食品的低溫連續(xù)殺菌系統(tǒng)而言，如欲建立一個運用科學(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，將是一個很大的系統(tǒng)工程。盡管經(jīng)驗安全的殺菌工藝的殺菌值要高于科學(xué)的臨界值，在實際應(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，對這類產(chǎn)品的殺菌工藝安全性進(jìn)行評估和控制，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

說明：資料來源于美國某大學(xué)出版的一本教科書，書名為“食品加工工程原理”，（原書丟失，無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)，以便我們參考時方便。

 

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