彭云霞

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

 

  摘要：預(yù)測微生物學(xué)是運用微生物學(xué)、工程數(shù)學(xué)以及統(tǒng)計學(xué)原理進行數(shù)學(xué)建模，利用所建模型，通過計算機及其配套軟件，預(yù)測和描述處在特定的環(huán)境下微生物的生長和死亡。本文將從HACCP體系管理的實質(zhì)出發(fā)探討如何應(yīng)用預(yù)測微生物學(xué)技術(shù)分析、評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 管理實質(zhì) 預(yù)測微生物學(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，對原料、關(guān)鍵生產(chǎn)工序及影響產(chǎn)品安全的人為因素進行分析，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，但實際運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體系管理的實質(zhì)，對相關(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)分析評估和控制有效性論證，從而影響了HACCP體系運行的充分性，適宜性和有效性。

 

一、重點控制、科學(xué)論證、精細管理、持續(xù)改進是HACCP體系管理的實質(zhì)

HACCP體系管理實質(zhì)就是要針對具體食品加工生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)環(huán)境，進行相關(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，達到以最小的管理成本實現(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計劃中的CCP點控制和HACCP后續(xù)計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)計劃針對是食品生產(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點控制則是針對特定產(chǎn)品和特定生產(chǎn)工藝制定的加工工藝管理規(guī)范，其控制對象都是潛在的食品安全危害。但是CCP點控制的是顯著危害。其控制管理要求最為嚴(yán)格，要求實行精細管理既PDCA過程管理和開展相關(guān)的驗證評估，其投入管理成本最高和對應(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)督管理機制，實現(xiàn)在線性質(zhì)的過程監(jiān)控管理而不是事后檢驗監(jiān)督控制。

 

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

2、建立HACCP體系的技術(shù)支撐要求是確保HACCP體系有效運行和實現(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點的確定、控制措施的采用、監(jiān)控手段的實施等方面都要求提供科學(xué)的依據(jù)。因此要保證HACCP體系運行的有效性，必須有堅實的技術(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、特定操作進行食品潛在危害的風(fēng)險等級評估，確定CCP點；

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

采用科學(xué)的合格評定方法包括抽樣檢驗在內(nèi)對控制措施的實施效果進行驗證，必要時要進行工藝調(diào)整，實現(xiàn)可持續(xù)改進。

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，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)提供適宜的達到衛(wèi)生要求的生產(chǎn)環(huán)境，避免不良環(huán)境對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)評估，從而科學(xué)地制定防止和控制危害發(fā)生的CCP點管理措施，建立能評價微生物殺滅效果的理化或感官在線檢查方法實施CCP點監(jiān)控管理，如溫度、時間、PH、水活度、酸度檢查等并在相關(guān)指標(biāo)出現(xiàn)偏離時實施糾偏措施。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用預(yù)測微生物學(xué)等相關(guān)科學(xué)評估方法確定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)測微生物學(xué)通常采用的研究模式

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

初級是表征微生物數(shù)量與時間的關(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力學(xué)生長的數(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，且使用方便，在細菌生長動力學(xué)研究的文獻中被廣泛使用。

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

三級是計算機程序，是將初級模型和二級模型轉(zhuǎn)換成計算機共享軟件(預(yù)測微生物軟件)。其主要功能為：計算由于環(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。這些程序可以計算條件變化與微生物反應(yīng)的對應(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)測微生物學(xué)的專業(yè)指導(dǎo)。

預(yù)測微生物學(xué)在HACCP體系中的應(yīng)用

1、危害分析     

采用預(yù)測微生物學(xué)進行危害分析通常很簡明，定量微生物風(fēng)險評估主要步驟為污染評估、劑量反應(yīng)分析、危害風(fēng)險特性。危害分析就是在風(fēng)險評估的基礎(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 　污染評估

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

  應(yīng)用預(yù)測微生物學(xué)評估工具能開展微生物對人體劑量反應(yīng)研究, 這可用于評估低水平污染對人體的影響, 有兩種半機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, 由微生物的隨機發(fā)生評估獲得的。

危害風(fēng)險特性

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

(1) 污染的單一點評估(攝食數(shù)種微生物)與劑量反應(yīng)參數(shù)的單一點評估相結(jié)合計算出風(fēng)險評估的值。這可用最佳評估模型(用以獲得中心值)或極值評估模型(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)險分布。這種方法說明了風(fēng)險評估不精確性的重要信息及中心值和極值的測定。

2、CCP點控制

預(yù)測微生物學(xué)為CCP 管理的發(fā)展提供了控制的步驟和目標(biāo)。在對要控制的微生物污染程度、生長機會、傳染劑量進行風(fēng)險評估的基礎(chǔ)上, 確定關(guān)鍵控制點(CCP) , 而不必采取一些極端措施造成食用特性的損失，尤其是對熱敏性食品(如蛋) , 加熱時間過長會導(dǎo)致生物活性喪失。風(fēng)險評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)對模型進行測試,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、滯留時間( GOL) 、對數(shù)生長率(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 %的實驗用Gompertz 方程分析:EGR 和GOL 用二次多項式模型計算機; 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)測模型在食品加工中的應(yīng)用, 如: 乳酸乳桿菌(Lactobacillus lactis) 的生長和乳酸發(fā)酵模型以及植物乳桿菌( lactobacillus plantarum) 在黃瓜提取液比生長速率的模型。另外微生物預(yù)測模型還可應(yīng)用于食品配方, 預(yù)測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滅菌措施。

 

盡管預(yù)測微生物在評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, 各種細菌的特性千差萬別, 預(yù)測微生物學(xué)在HACCP體系中的具體運用上還有待結(jié)合生產(chǎn)實際而進行深入研究。但有一點是可以肯定的，在HACCP管理體系中引入預(yù)測微生物學(xué)控制技術(shù)將顯著提高我國食品行業(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

肉品工業(yè) 預(yù)測微生物學(xué)的概述及應(yīng)用

中國檢科院 食品安全管理體系建立與實施指南