第７期（总第２５０期１ ２０１１年７月 农产品加工・学刊 Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌ ｏｆ Ｆａｒｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｎｏ．７ Ｊｕｌ 文章编号：１６７１—９６４６（２０１ １）０７—０１２８—０３ 浅析出口食品热力杀菌工艺设计及有效性验证 许一平，成 炜 （仙桃出入境检验检疫局，湖北仙桃４３３０００） 摘要：热力杀菌是出口食品企业产品质量安全控制的关键工序。论述了热力杀菌上艺设计的依据及影响凶素，并介 绍了通过对热力杀菌过程的验证确保工艺的有效性和产品的安全性。 关键词：热力杀菌；工艺设计；验证 中图分类号：ＴＳ２０１ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ．１６７１—９６４６（Ｘ）．２０１１．０７．０３７ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｖｅｒｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｘｐｏｒｔ Ｆｏｏｄ Ｘｕ Ｙｉｐｉｎｇ，Ｃｈｅｎｇ Ｗｅｉ （Ｘｉａｎｔａｏ Ｅｎｔｒｙ－ｅｘｉｔ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｒａｎｔｉｎｅ Ｂｕｒｅａｕ，Ｘｉａｎｔａｏ，Ｈｕｂｅｉ ４３３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｓａｆｅｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｆｏｏｄ ｆａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ｅｘｐｏｒｔ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ａｎｄ ｉｎ｛１Ｈｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ’ｓａｆｅｔｙ ｔｈｒｏｕｇｈ ｖｅｒｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ；ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ 杀菌是食品工业质量安全控制的关键工序。将 达到产品安全卫生指标的要求。下面以沸水浴杀菌和 食品加热到某一高温并保持一段时间，使可导致食 高压湿热杀菌为例介绍热力杀菌的工艺设计。 品变质的微生物失去生命力，以保藏食品的过 １．１沸水浴杀菌 程称为热力杀菌。热力杀菌实质上是一种热处理过 沸水浴杀菌是设备最简单、费用最低的热力杀 程。目前，出口食品企业对罐藏食品、冷冻水产品、 熟制蛋品等均采用此加工工艺，其主要目的是在杀 灭有害微生物的同时使食品加热熟化。热力杀菌是 食品加工企业产品质量安全控制的关键工序，是 ＨＡＣＣＰ质量管理体系的关键控制点ｌ１１。然而很多出 口食品企业在热力杀菌工艺设计上凭经验制订的比 较多，缺乏科学的验证依据、食品品质变化和杀菌 效果评价 １ 食品加工热力杀菌工艺设计及影响因素 食品中的微生物是导致食品不耐贮藏的主要原 因。一般来说，食品原料带有各类微生物，食品在 采收、运输、加工和贮藏过程中，都有可能污染微 生物。食品经过杀菌处理，尤其是剧烈的高温加热， 其品质如色、香、味以及营养成分如碳水化合物、 脂类、蛋白质等会发生变化。理想的热力杀菌效果是 将热力对食品品质的影响在最小程度的条件下， 迅速而有效地杀死存在于食品物料中的有害微生物， 收稿日期：２０１１－０２—２４ 菌方法，常用于ｐＨ值低于４．５的酸眭罐藏食品的杀 菌，如柑橘、苹果等水果罐头。酸性罐藏食品中的 酸性内容物能抑制杀菌后残余微生物的生长繁殖， 有利于杀菌后罐头的贮藏。因此，沸水浴杀菌能最 大限度减少对酸性罐藏食品内营养成分的破坏。另 外，冷冻水产制品也大多采用沸水浴杀菌方式，凶 为杀菌后的成品在一ｌ８℃以下冷冻保藏基本能阻止 微生物的进一步生长繁殖。 水产品的沸水浴杀菌过程又称蒸煮，蒸煮的目 的之一就是消除即将进行有氧包装的产品中的病原 体的营养细胞（或降低到可接受的水平）。即食性水 产品一般选择具有最强耐热性且不能形成芽孢的食 源性病原体——单核细胞增生李斯特菌作为目标病 原体。蒸煮对目标病原体的破坏程度通常选取其污 染水平的６级对数下降——“６Ｄ”过程作为评价标准 和依据。按照美国ＦＤＡ和美国海产品ＨＡＣＣＰ联盟 的《水产品ＨＡＣＣＰ实施指南》中关于单核细胞增生 李斯特菌的灭活的数据，产品内部中心温度为８５ ， 作者简介：许一平（１９８１一 ），男，湖北人，硕士，研究方向：出入境食品、农产品检验检疫。 ２０１１年第７期 许一平，等：浅析出口食品热力杀菌工艺设计及有效性验证 ・１２９・ 对应的灭菌时间为１．２ ｓ，致死率达到１００．００％ｆ￣。这 杆菌作为热力杀菌的目标菌。试验表明，肉毒梭状 是最低限的安全蒸煮强度要求，是仅从杀菌角度考 芽孢杆菌在１２１．１℃下，其Ｄ值为０．２０４。最低杀菌 虑的一种理想模式。实际操作过程中，还要综合考 强度Ｆ０＝１２Ｄ＝２．５，也就是在１２１．１℃下加热２．５ ｍｉｎ 虑产品煮熟的品质要求及产品的出品率、蒸煮隧道 即可。但实际上目前很多罐头企业的热杀菌强度往 ｎ，比其理论最低杀菌值大很 热分布的均匀性和是否存在冷点等因素而需延长杀 往采用１２１℃，３０ ｍｉ菌时问。如在小龙虾热力杀菌工艺设计中，可对蒸 煮线进行热分布测试，对不同规格产品进行热穿透 测试，根据拟杀灭的目标致病菌及杀菌程度，综合 考虑蒸煮后产品的感官质构数据，确定不同形态及 多。主要原因是根据肉毒梭状芽孢杆菌的耐热性来 确定罐头的 值，只是表明为满足杀死该微生物所 应提供的热量，而如何根据所要求的最低杀菌强度 来确定杀菌规程还需要依据罐头的传热特性等来确 规格产品蒸煮的关键限值 。 １．２高压湿热杀菌 高压湿热杀菌是利用高压饱和蒸汽、过热水喷 淋等手段杀灭微生物的方法，是热力杀菌中最有效、 应用最广泛的杀菌方法。一般ｐＨ值高于４．５的低酸 性罐藏食品，如蔬菜、豆类或动物源性食品罐头， 熟制真空包装蛋品等多采用此杀菌方式。 以罐头食品为例，热力杀菌强度即温度和时间的 组合，如１２１℃，３０ ｍｉｎ或１１８℃，４２ ｍｉｎ。杀菌强 度设计必须科学合理，主要取决于２个因素：①目标 微生物的耐热性；②罐头食品的传热性。微生物的耐 热性是制订杀菌强度的理论依据，它规定了罐头杀菌 时必须达到的最低杀菌值。微生物的耐热性以Ｄ值、 ｚ值、Ｆ值、 值等杀菌参数进行界定。 Ｄ值表示在一定温度下，杀死９０％目标菌所需要 的时间，亦称微生物杀灭率。在一定杀菌条件下， 不同微生物具有不同的Ｄ值，同一微生物在不同杀 菌条件下，Ｄ值亦不相同。因此，Ｄ值随微生物的种 类、环境和灭菌温度变化而异。ｚ值表示热力致死时 间呈１／１０或１０倍变化时，相对应的加热温度的变 化。不同微生物的ｚ值不同，ｚ值越大表明其耐热性 越强。 值表示在一定温度下，杀死一定浓度的细菌 或芽孢所需的时间，亦称杀菌致死值。Ｆ值可用于比 较不同杀菌过程的杀菌值。在Ｆ值右侧上下角分别 注ｚ值和所依据的温度，即Ｆｌ： ｍ，通常可用Ｆｎ值表 示， 表示１２１℃下，杀灭产品中９０％肉毒梭菌芽 孢所需要的时间。实际热力杀菌操作中除了１２１℃ 恒温过程以外，还包括升温和降温时间，因此实际 杀菌强度还包括这两个过程的杀菌强度换算。一般Ｆ 值与Ｄ值关系可用Ｆ＝ｎＤ表示，ｎ是不固定的，随工 厂卫生条件、食品污染微生物的种类及其程度而变 化 。 在《出口罐头生产企业注册卫生规范》中明确 规定： “热力杀菌工艺必须能够保证杀菌强度达到 足以杀灭对象菌，其中低酸性罐头的杀菌强度不低 于“１２Ｄ”，酸性罐头及酸化罐头的杀菌强度不低于 “６Ｄ”，如因保持产品特性需要而采用低于上述杀菌 强度的杀菌工艺，企业应当提供科学证明”。低酸性 罐头食品最低杀菌强度必须至少采用１２Ｄ值，才能 基本上保证食品安全卫生Ｌ７ Ｉ。一般选定肉毒梭状芽孢 定，同时企业还在综合各种因素的基础上增加了很 大的保险系数［８４１。 ２热力杀菌有效性验证的重要性 在热力杀菌工艺中，杀菌设备的热分布和产品 的热穿透状况是确保产品质量安全的关键环节，是 出口卫生注册评审、Ｈ常检验监管放行和ＨＡＣＣＰ官 方验证的主要内容。２０世纪７０年代初，美国由于对 商业生产并用密封容器包装的低酸性的食品热加工 不充分，引发了对生命具有威胁的肉毒杆菌中毒事 件。因此，ＦＤＡ发布《２１ ＣＦＲ １０８（紧急许可控 制）》和（Ｑ１ ＣＦＲ １１３（热加工处理的低酸性食品）》 两个法规，要求所有食品加工企业都要在ＦＤＡ进行 注册，并对该企业的加工工艺进行登记备案。近年 来，进口国官方对我国出口热加工食品的热力杀菌 效果更是给予了重点关注。２００６年美国ＦＤＡ通报中 国输美贝类产品热加工的充分性问题，国家认监委 发布《关于切实加强输美贝类产品卫生注册监管工 作的通知（国认注函［２００６１１３８号）》文件对上述情 况作了专门强调，出口水产品热加工的有效性已引 起了发达国家的高度关注。部分国外客户已经开始 要求出口淡水小龙虾企业提供其工厂蒸煮工艺热力 杀菌有效性的验证报告。 目前，大部分出口食品企业的ＨＡＣＣＰ体系都把 热力杀菌作为关键控制点，检验检疫部门对出口食 品企业进行ＨＡＣＣＰ官方验证必然涉及到热力杀菌工 艺的有效性验证。通过对工厂热力杀菌工艺的验证， 有利于发现其设计是否科学合理、其设备配置和热 加工操作及监控等是否满足国内外相关法规及质量 体系要求，同时有利于企业及时实施系统的纠偏措 施，确保工艺的有效性和产品的安全性，为拓展国 外市场提供重要保证。 ３热力杀菌有效性验证的主要内容 热力杀菌工艺的验证是ＨＡＣＣＰ验证的重点，主 要包括质量体系的现场审核和杀菌设备验证两个方面。 ３．１现场审核 对热力杀菌工艺的现场审核验证应该包括：① 热力杀菌关键限值的设定有无科学合理的依据；② 是否制定杀菌工艺的监控程序和记录；③杀菌工艺 ・１３Ｏ・ 农产品加工・学Ｔ１】 监控设备是否校准；④杀菌工艺监控记录的真实性 和规范性；⑤是否建立杀菌操作员工的岗位培训计 划；⑥杀菌操作员工是否掌握杀菌操作规程、监控 程序以及纠偏措施；⑦杀菌操作员工是否了解和掌 握杀菌设备的构造以及相应的功能；⑧是否建立杀 菌不合格品的控制程序等。 ３．２杀菌设备验证 杀菌设备验证包括杀菌容器内环境的热分布测 试和产品的热穿透测试。目前，针对出口食品企业 的热力杀菌设备大多采用丹麦ＥＬＬＡＢ公司的无线温 度验证系统进行测试。该系统由应用软件、读数台 和微记录系统３部分组成，其中微记录系统又包括 记录器、电池、探针传感器３部分。测试时使用ｎ （ｎ视设备容积而定）套无线温度传感器，对加热过 程热加工设备中具有代表意义的 个检测点定时进 行温度检测和记录。传感器可分别测试环境温度和 产品中心温度，其中环境温度探针暴露在加热环境 中监测环温，中心温度探针插入产品中心部位检测 产品在加热过程中的穿透温度。收集到的数据经过 ＶａｌＳｕｉｔｅ应用软件处理后，即可获得热加工设备的热 分布及产品热穿透数据。通过收集的数据与工厂质 量体系工艺要求对比，验证体系运行的有效性。 ４结论 品固有的商业品质。目前部分出几罐头加工厂所使 用的热杀菌公式，其杀菌强度远大于法规规定值的 几倍甚至更高，虽然产品的安全性有了保证，但也 造成了严重的能源浪费和食品营养损失。ＤＮＴ．Ｊ－一对 出口罐头原料微生物污染水平、过程卫生控制水平 等进行统计分析和比较，进而在试验的基础上采用 最优化的杀菌强度，充分发挥ＨＡＣＣＰ体系在控制食 品安全方面的科学性和经济性。 参考文献： ［１】 曾名’？勇．食品保藏原理与技术ＩＭ１．北京：化学 业出版 社，２００７． ［２］ 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