張若海

 

 

摘 要：本文應用熱力殺菌原理和過程能力的評估，對常采用經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。

 

關鍵詞：   罐頭    殺菌值   關鍵限值   探討

 

酸性水果和酸化果蔬類罐頭產品，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。這類產品大多已經歷了20多年的出口和國內銷售，已逐漸成為成熟的工藝，為罐頭行業(yè)、消費者以及相關政府管理機構認可。

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的關鍵限值？大多數的企業(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依據并加以說明，筆者經多年探討，針對酸性水果類產品，提出了一個依據熱力殺菌原理并結合企業(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

酸性水果類產品大都是采用新鮮原料及時加工的產品，固形物中一般沒有微生物污染，并采用旋轉式殺菌。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，作為內容物受到的殺菌溫度的量度。這類產品內的熱傳導屬于簡單類型，即倒用半對數座標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，我們就能僅憑在殺菌完成后測此時的罐中心達到的湯汁溫度，依據一定的溫時換算標準計算出殺菌值。

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，需要采用一個公認適當的溫時尺度。“美國食品加工工程原理”曾介紹一組關于細菌營養(yǎng)體的耐熱數據（見表1），采用的標準溫度為180℉（82.2℃），Z值大都為7℃，個別為6℃。因此我們建議先以F82℃作為標準溫度，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，并標識。

1.2每組的3個樣品，其中2個樣平行進入連續(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，并記錄取樣的準確時間。測溫應采取同樣的方法，一般應使用刻度為0.5℃經校準的水銀溫度計，將溫度計放入罐中心位置的湯汁中，30秒鐘時讀數。

1.3 應用帶有兩個對數環(huán)，環(huán)寬不少于12cm的半對數座標紙，倒置按如下方法標繪座標。X軸為常數座標，以分鐘為單位標繪時間；Y軸為倒置的對數座標，用以標罐中溫度，頂格標為比殺菌機完成端工藝規(guī)定的控制下限溫度低1℃，下一個對數環(huán)頂標為低10℃。也就是說，在第一個對數環(huán)中包括9℃的溫度范圍，而第二個對數環(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組數據的平均值，在標繪好的半對數座標紙上標出相應的點，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℃以上每分鐘達到的溫度，利用附表2查出相當于82℃的殺菌值，每分鐘以前后所達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)格的同一產品，可以比較和合理調整殺菌強度。同時，這種方法的準確度在企業(yè) 應用領域內也足夠了。

 

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)視數據后，我們就可以運用評估其過程能力的方法，確定該殺菌所能達到的殺菌強度變化范圍和低限。這個低限可以被視為已經驗證安全，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

得中心溫度值的標準偏差，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，標在曲線相應的點上，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)格及工藝的罐頭產品殺菌強度達到該值，即可以由以往經驗上判知是安全的。而并非是安全和危害的臨界值。

 

3 低溫連續(xù)殺菌的操作和關鍵限值探討

在建立了對低溫連續(xù)殺菌產品的殺菌值的量度和安全性評估后，我建議以經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濟的方法。其不適宜作關鍵限值的理由是殺菌水溫偶爾走低只能預示殺菌有可能不安全，并不能提供一個量的評估尺度。

以安全驗證值為關鍵限值是因為通過對殺完菌后罐中心溫度以一定頻率進行監(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。

 

結  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的、系統(tǒng)的方法確定其安全與危害的真正臨界線和相關條件，將是一個很大的系統(tǒng)工程。盡管經驗安全的殺菌工藝的殺菌值要高于科學的臨界值，在實際應用中由于低溫連續(xù)殺菌工藝成本低以及產品能經受這樣強度的殺菌而不致明顯影響產品質量。因而采用本文闡述的方法，對這類產品的殺菌工藝安全性進行評估和控制，在現(xiàn)階段應是適宜的。

 

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）原表中數據為D82.2℃的數據。已根據附表2換算成D82.2℃的數據，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 ℃