羅賦毅 朱曉南
(福建出入境檢驗(yàn)檢疫局認(rèn)證監(jiān)管處,350012)
摘 要:本文擬從過(guò)程衛(wèi)生控制水平與熱殺菌效果的關(guān)系來(lái)探討調(diào)整熱殺菌強(qiáng)度的可行性,從而提高企業(yè)HACCP體系的科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞:熱殺菌食品、過(guò)程衛(wèi)生控制、熱殺菌關(guān)鍵因子、CL值
食品熱力殺菌的目的是為了使罐裝食品不含致病的微生物,在正常貯藏和銷售過(guò)程中,也不得含有能繁殖的非致病性微生物。熱力殺菌的目的,就是殺滅目標(biāo)菌。所以任何一個(gè)殺菌過(guò)程,都有一個(gè)目標(biāo)菌。從理論上來(lái)講,把最難殺滅的細(xì)菌作為滅菌對(duì)象,以此來(lái)推斷所需要的滅菌時(shí)間和溫度。一般情況下,把嗜熱性芽孢桿菌作為酸性罐頭的目標(biāo)菌,把肉毒梭菌作為低酸性罐頭的目標(biāo)菌。但是,采用這兩個(gè)目標(biāo)菌而制定出來(lái)的熱殺菌公式,也帶來(lái)另外的負(fù)面影響,即熱處理可能造成食品的色香味及營(yíng)養(yǎng)成分等質(zhì)量因素破壞。
合理科學(xué)的熱殺菌公式,既要達(dá)到殺菌的要求,又可以使食品營(yíng)養(yǎng)成分的破壞和損失等降低到最少。同一個(gè)產(chǎn)品的熱殺菌過(guò)程,由于受許多熱殺菌關(guān)鍵因子(如產(chǎn)品、初溫、加工過(guò)程衛(wèi)生控制水平、殺菌溫度和時(shí)間)影響,其殺菌規(guī)程不一樣。同樣的熱殺菌設(shè)施,加工過(guò)程的衛(wèi)生控制水平對(duì)熱殺菌的影響最大。
一、食品熱殺菌強(qiáng)度與其影響因素
任何一種微生物,在相應(yīng)的溫度下,都對(duì)應(yīng)著一個(gè)D值。所謂D值就是在一個(gè)特定條件下,殺死90%目標(biāo)菌所需要的時(shí)間,也就是我們經(jīng)常所說(shuō)的微生物殺滅率。根據(jù)試驗(yàn)表明,肉毒梭狀芽孢桿菌在121.1℃條件下它的D 值為0.204。根據(jù)以往的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)表明,鑒于肉毒梭菌在公共衛(wèi)生上的安全因素,認(rèn)為肉毒梭菌必須采用12D 的滅菌值,才能基本上保證食品安全衛(wèi)生。在《出口罐頭生產(chǎn)企業(yè)注冊(cè)衛(wèi)生規(guī)范》中也規(guī)定,低酸食品一般要求要達(dá)到12D,酸性食品要達(dá)到6D。F0值就是某一溫度下將某一數(shù)量的微生物全部殺死所需的熱處理時(shí)間(或稱熱處理滅菌值,F(xiàn)t值)。
一般情況下,F(xiàn)值與D值的關(guān)系,可以表示為:
F=nD
其中n的數(shù)值是不固定的,隨工廠的衛(wèi)生條件、食品污染微生物的種類和數(shù)量、食品理化性質(zhì)等因素變化而變化。實(shí)際殺菌的F值,因熱傳導(dǎo)等因素的影響,要通過(guò)計(jì)算得出。
以蘑菇罐頭為例,如果只考慮殺菌值12D的法規(guī)要求,不考慮安全系數(shù),其最低的殺菌數(shù)值為F0=12×D =2.5,也就是F0 的含義是在121.1℃下加熱2.5 分鐘即可。但實(shí)際上,企業(yè)熱殺菌所采用的F0值往往比理論值大得多。如很多蘑菇罐頭企業(yè)目前采用的熱殺菌規(guī)程往往采用127℃-26Min,就比其理論的殺菌值大得多。追其原因是根據(jù)肉毒梭菌的耐熱性來(lái)確定罐頭的F0值只是表明為滿足殺死肉毒梭菌所提供多少熱量,而如何根據(jù)所要求的最低殺菌值來(lái)確定殺菌規(guī)程還需要依據(jù)罐頭的傳熱特性等來(lái)確定,同時(shí)企業(yè)還會(huì)在綜合各種因素的基礎(chǔ)上增加很大的保險(xiǎn)系數(shù)。
影響殺菌效果的因素很多,如食品的種類、成分、內(nèi)容物的多少、初菌數(shù)及種類、殺菌鍋的形式及操作過(guò)程等等,任何一個(gè)環(huán)節(jié)的忽視,都可能導(dǎo)致產(chǎn)品熱殺菌強(qiáng)度不足。
食品理化性質(zhì)對(duì)殺菌F值的影響主要表現(xiàn)在以下方面:
(1)PH值
通常PH降低,芽孢耐熱性也降低,一般細(xì)菌芽孢在PH6~7時(shí)最強(qiáng),但某些酵母在PH4~5時(shí)最強(qiáng)。
(2)糖份
隨著糖濃度的提高,芽孢的耐熱性增強(qiáng)。
(3)食鹽
低濃度的食鹽溶液(2%~4%)對(duì)芽孢的耐熱性有增強(qiáng)作用,但隨著濃度的增高將使芽孢的耐熱性減弱。如果濃度高達(dá)20%~25%時(shí),細(xì)菌將無(wú)法生長(zhǎng)。肉毒梭狀芽孢桿菌在8%以上的食鹽濃度下,不會(huì)產(chǎn)生毒素。
(4)油脂
油脂對(duì)細(xì)菌有一定的保護(hù)作用。一般細(xì)菌在較干燥狀態(tài)下耐熱性較強(qiáng),而油脂所以有保護(hù)作用。
(2)糖份
隨著糖濃度的提高,芽孢的耐熱性增強(qiáng)。
(3)食鹽
低濃度的食鹽溶液(2%~4%)對(duì)芽孢的耐熱性有增強(qiáng)作用,但隨著濃度的增高將使芽孢的耐熱性減弱。如果濃度高達(dá)20%~25%時(shí),細(xì)菌將無(wú)法生長(zhǎng)。肉毒梭狀芽孢桿菌在8%以上的食鹽濃度下,不會(huì)產(chǎn)生毒素。
(4)油脂
油脂對(duì)細(xì)菌有一定的保護(hù)作用。一般細(xì)菌在較干燥狀態(tài)下耐熱性較強(qiáng),而油脂所以有保護(hù)作用。
從上面分析可以看出,相應(yīng)改變罐裝食品內(nèi)容物的理化性質(zhì),可以改變熱殺菌的殺菌值。但由于食品的理化性質(zhì)與食品的感官風(fēng)味是密切相關(guān)的,作為某種成型并被消費(fèi)者認(rèn)可和接受的食品,其理化性質(zhì)往往是固定的。如果因?yàn)闊釟⒕男枰淖儺a(chǎn)品的感官風(fēng)味,消費(fèi)者往往難以接受,可能直接影響到該產(chǎn)品的市場(chǎng)。作為食品生產(chǎn)者而言,一般不會(huì)輕易改變食品物理性質(zhì)。在不改變食品感官風(fēng)味(理化性質(zhì)),避免產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)損壞的前提下,為保證熱殺菌的有效,盡可能提高加工過(guò)程的衛(wèi)生控制水平,是一個(gè)簡(jiǎn)單便捷的途徑。
二、過(guò)程衛(wèi)生控制對(duì)熱殺菌效果的影響與控制
(一)微生物對(duì)熱殺菌的影響
1.微生物種類對(duì)熱殺菌的影響
食品中污染微生物的種類不同,其耐熱性也不同。即使同一種細(xì)菌,菌株不同,其耐熱性也有較大差異。正處于生長(zhǎng)繁殖的微生物營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的耐熱性較其芽孢弱。各種芽孢菌的耐熱性也不盡相同,一般厭氧菌芽孢的耐熱性較需氧菌芽孢強(qiáng),嗜熱菌的芽孢耐熱性最強(qiáng)。同一種芽孢的耐熱性又以熱處理的菌齡,生產(chǎn)條件等等的不同而不同。因而即使用同一個(gè)殺菌規(guī)程,如果加工過(guò)程衛(wèi)生控制得不到保障,該產(chǎn)品的熱殺菌效果也得不到保證。
2.微生物的數(shù)量對(duì)熱殺菌的影響
微生物的耐熱性,與一定容積中所存在微生物的數(shù)量有關(guān)。食品中微生物存在的數(shù)量,特別是孢子存在的數(shù)量越多,抗熱的能力越強(qiáng),在同溫度下所需的致死時(shí)間就越長(zhǎng)。腐敗菌或芽孢全部死亡所需要的時(shí)間隨原始菌數(shù)而異,原始菌數(shù)越多,全部死亡所需要的時(shí)間越長(zhǎng),因此罐頭食品殺菌前被污染的菌數(shù)和殺菌效果有直接的關(guān)系。
對(duì)于某一種對(duì)象菌而言,在規(guī)定的溫度下,細(xì)菌死滅的數(shù)量與殺菌時(shí)間之間存在著對(duì)數(shù)關(guān)系,用數(shù)學(xué)式表達(dá)為:
lnb=-kt+lna或b=a/ekt (式中t——殺菌時(shí)間,k——細(xì)菌死滅速度常數(shù),a——殺菌前的菌濃度,b——經(jīng)t時(shí)間殺蟲(chóng)劑菌后存活的菌濃度)
從上可看出,在相同的殺菌條件下(溫度和時(shí)間為定值時(shí)),對(duì)于某一種特定的殺菌來(lái)說(shuō),b就取決于a,污染越嚴(yán)重a越大,殘存量b也就越大。
3.微生物的生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)熱殺菌的影響
微生物的耐熱性,與一定容積中所存在微生物的數(shù)量有關(guān)。食品中微生物存在的數(shù)量,特別是孢子存在的數(shù)量越多,抗熱的能力越強(qiáng),在同溫度下所需的致死時(shí)間就越長(zhǎng)。腐敗菌或芽孢全部死亡所需要的時(shí)間隨原始菌數(shù)而異,原始菌數(shù)越多,全部死亡所需要的時(shí)間越長(zhǎng),因此罐頭食品殺菌前被污染的菌數(shù)和殺菌效果有直接的關(guān)系。
對(duì)于某一種對(duì)象菌而言,在規(guī)定的溫度下,細(xì)菌死滅的數(shù)量與殺菌時(shí)間之間存在著對(duì)數(shù)關(guān)系,用數(shù)學(xué)式表達(dá)為:
lnb=-kt+lna或b=a/ekt (式中t——殺菌時(shí)間,k——細(xì)菌死滅速度常數(shù),a——殺菌前的菌濃度,b——經(jīng)t時(shí)間殺蟲(chóng)劑菌后存活的菌濃度)
從上可看出,在相同的殺菌條件下(溫度和時(shí)間為定值時(shí)),對(duì)于某一種特定的殺菌來(lái)說(shuō),b就取決于a,污染越嚴(yán)重a越大,殘存量b也就越大。
3.微生物的生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)熱殺菌的影響
影響微生物耐熱性因素很多,這些因素有3個(gè)主要類別:①芽孢本身(即與遺傳有關(guān));②芽孢形成的條件和環(huán)境;③芽孢受熱處理?xiàng)l件及加熱的生長(zhǎng)條件。芽孢耐熱不但因種類不同很大差別,而在同一菌種不同菌株之間也有差別。雖屬同一株,但如果芽孢形成條件不同時(shí),其耐熱性也會(huì)有差別。菌體在其最高溫度生長(zhǎng)良好并形成芽孢時(shí),通常耐熱性較強(qiáng)。不同培養(yǎng)基所形成的芽孢對(duì)耐熱性影響較大,試驗(yàn)室培養(yǎng)的芽孢都比大自然條件形成的芽孢耐熱性要低。如純黃絲衣霉菌可能會(huì)在果汁飲料、水果以及水果為基礎(chǔ)的食品罐頭中出現(xiàn)。這是因?yàn)樵诓涣嫉募庸きh(huán)境中該菌能形成芽孢,進(jìn)而能夠忍受該產(chǎn)品的熱處理?xiàng)l件而得以存活。
(二)提高過(guò)程衛(wèi)生控制水平減少微生物污染的措施
在熱殺菌食品企業(yè)中,提高加工過(guò)程衛(wèi)生控制水平,減少微生物污染的最為有效的措施,就是在企業(yè)GMP的基礎(chǔ)上,嚴(yán)格實(shí)行SSOP和HACCP。只有這樣,才能全面提升過(guò)程衛(wèi)生控制水平,保證熱殺菌效果。概括起來(lái)有以下2個(gè)方面:
(1)嚴(yán)格實(shí)施SSOP
食品原料微生物污染的種類及數(shù)量取決于原料的狀況、廠區(qū)環(huán)境衛(wèi)生、車間衛(wèi)生、設(shè)備和工器具衛(wèi)生、生產(chǎn)操作工藝條件、人員個(gè)人衛(wèi)生以及加工用水的衛(wèi)生等方面。加工過(guò)程的衛(wèi)生控制水平的高低,就直接體現(xiàn)在加工流程的各個(gè)方面。只要企業(yè)嚴(yán)格按照HACCP體系的有關(guān)要求,嚴(yán)格實(shí)施SSOP計(jì)劃,就可以有效保證其加工過(guò)程衛(wèi)生。
(2)實(shí)施HACCP計(jì)劃
對(duì)于某些微生物,當(dāng)發(fā)生加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(如原料積壓)、加工環(huán)境溫度失控,都可能導(dǎo)致細(xì)菌的芽孢產(chǎn)生或產(chǎn)毒等。企業(yè)應(yīng)按照HACCP計(jì)劃的要求,將這些加工步驟作為關(guān)鍵控制點(diǎn),并將環(huán)境溫度和時(shí)間作為CL值加以監(jiān)控。只要對(duì)微生物產(chǎn)毒、芽孢形成的條件控制得當(dāng),就可以有效減少芽孢生成,從而確保熱殺菌的有效。
三、過(guò)程衛(wèi)生控制水平在熱殺菌關(guān)鍵因子(CL值)設(shè)定的思考
通過(guò)以上的分析,可以看出,熱力殺菌食品的安全和營(yíng)養(yǎng),關(guān)鍵在于熱殺菌關(guān)鍵因子(溫度和時(shí)間)的設(shè)定。熱殺菌強(qiáng)度過(guò)高,雖然保證了食品安全,但破壞了食品營(yíng)養(yǎng),經(jīng)濟(jì)上也不合算。殺菌強(qiáng)度不足,雖然保證了食品的營(yíng)養(yǎng),但食品安全或產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性得不到保證。控制適當(dāng)?shù)募庸み^(guò)程衛(wèi)生水平,可以適當(dāng)降低罐頭食品殺菌強(qiáng)度。
通過(guò)對(duì)當(dāng)前出口罐頭加工企業(yè)的觀察,可以發(fā)現(xiàn)目前大部分出口罐頭加工企業(yè)所使用的熱殺菌公式,其殺菌強(qiáng)度遠(yuǎn)大于法規(guī)規(guī)定值的幾倍甚至更高。雖然產(chǎn)品的安全得到保證,但也造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)和食品營(yíng)養(yǎng)損失。所以,可以采用統(tǒng)計(jì)分析的原理,對(duì)目前某個(gè)地區(qū)的出口罐頭原料微生物污染水平、過(guò)程衛(wèi)生控制水平等進(jìn)行調(diào)查分析和比較,進(jìn)而在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用適當(dāng)?shù)拇胧,?duì)當(dāng)前某些不合理的殺菌規(guī)程進(jìn)行修正,以確保熱殺菌食品安全和衛(wèi)生,并真正發(fā)揮HACCP體系在控制食品安全方面的科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性。