热杀菌食品过程卫生控制水平与热杀菌强度关系的探讨

 

罗赋毅  朱晓南

（福建出入境检验检疫局认证监管处，350012）

摘 要：本文拟从过程卫生控制水平与热杀菌效果的关系来探讨调整热杀菌强度的可行性，从而提高企业HACCP体系的科学性和经济效益。

关键词：热杀菌食品、过程卫生控制、热杀菌关键因子、CL值

食品热力杀菌的目的是为了使罐装食品不含致病的微生物，在正常贮藏和销售过程中，也不得含有能繁殖的非致病性微生物。热力杀菌的目的，就是杀灭目标菌。所以任何一个杀菌过程，都有一个目标菌。从理论上来讲，把最难杀灭的细菌作为灭菌对象，以此来推断所需要的灭菌时间和温度。一般情况下，把嗜热性芽孢杆菌作为酸性罐头的目标菌，把肉毒梭菌作为低酸性罐头的目标菌。但是，采用这两个目标菌而制定出来的热杀菌公式，也带来另外的负面影响，即热处理可能造成食品的色香味及营养成分等质量因素破坏。

合理科学的热杀菌公式，既要达到杀菌的要求，又可以使食品营养成分的破坏和损失等降低到最少。同一个产品的热杀菌过程，由于受许多热杀菌关键因子(如产品、初温、加工过程卫生控制水平、杀菌温度和时间)影响，其杀菌规程不一样。同样的热杀菌设施，加工过程的卫生控制水平对热杀菌的影响最大。

一、食品热杀菌强度与其影响因素

任何一种微生物，在相应的温度下，都对应着一个D值。所谓D值就是在一个特定条件下,杀死90%目标菌所需要的时间,也就是我们经常所说的微生物杀灭率。根据试验表明，肉毒梭状芽孢杆菌在121.1℃条件下它的D 值为0.204。根据以往的实验经验表明,鉴于肉毒梭菌在公共卫生上的安全因素,认为肉毒梭菌必须采用12D 的灭菌值,才能基本上保证食品安全卫生。在《出口罐头生产企业注册卫生规范》中也规定，低酸食品一般要求要达到12D，酸性食品要达到6D。F0值就是某一温度下将某一数量的微生物全部杀死所需的热处理时间（或称热处理灭菌值，Ft值）。

一般情况下，F值与D值的关系，可以表示为：

F＝nD

其中n的数值是不固定的，随工厂的卫生条件、食品污染微生物的种类和数量、食品理化性质等因素变化而变化。实际杀菌的F值，因热传导等因素的影响，要通过计算得出。

以蘑菇罐头为例，如果只考虑杀菌值12D的法规要求，不考虑安全系数,其最低的杀菌数值为F0=12×D ＝2.5，也就是F0 的含义是在121.1℃下加热2.5 分钟即可。但实际上，企业热杀菌所采用的F0值往往比理论值大得多。如很多蘑菇罐头企业目前采用的热杀菌规程往往采用127℃－26Min，就比其理论的杀菌值大得多。追其原因是根据肉毒梭菌的耐热性来确定罐头的F0值只是表明为满足杀死肉毒梭菌所提供多少热量,而如何根据所要求的最低杀菌值来确定杀菌规程还需要依据罐头的传热特性等来确定，同时企业还会在综合各种因素的基础上增加很大的保险系数。

影响杀菌效果的因素很多，如食品的种类、成分、内容物的多少、初菌数及种类、杀菌锅的形式及操作过程等等，任何一个环节的忽视，都可能导致产品热杀菌强度不足。

食品理化性质对杀菌F值的影响主要表现在以下方面：

（1）PH值

通常PH降低，芽孢耐热性也降低，一般细菌芽孢在PH6～7时最强，但某些酵母在PH4～5时最强。
（2）糖份
    随着糖浓度的提高，芽孢的耐热性增强。
（3）食盐
    低浓度的食盐溶液（2%～4%）对芽孢的耐热性有增强作用，但随着浓度的增高将使芽孢的耐热性减弱。如果浓度高达20%～25%时，细菌将无法生长。肉毒梭状芽孢杆菌在8%以上的食盐浓度下，不会产生毒素。
（4）油脂
    油脂对细菌有一定的保护作用。一般细菌在较干燥状态下耐热性较强，而油脂所以有保护作用。

从上面分析可以看出，相应改变罐装食品内容物的理化性质，可以改变热杀菌的杀菌值。但由于食品的理化性质与食品的感官风味是密切相关的，作为某种成型并被消费者认可和接受的食品，其理化性质往往是固定的。如果因为热杀菌的需要而改变产品的感官风味，消费者往往难以接受，可能直接影响到该产品的市场。作为食品生产者而言，一般不会轻易改变食品物理性质。在不改变食品感官风味（理化性质），避免产品营养损坏的前提下，为保证热杀菌的有效，尽可能提高加工过程的卫生控制水平，是一个简单便捷的途径。

二、过程卫生控制对热杀菌效果的影响与控制

（一）微生物对热杀菌的影响

1.微生物种类对热杀菌的影响

食品中污染微生物的种类不同，其耐热性也不同。即使同一种细菌，菌株不同，其耐热性也有较大差异。正处于生长繁殖的微生物营养细胞的耐热性较其芽孢弱。各种芽孢菌的耐热性也不尽相同，一般厌氧菌芽孢的耐热性较需氧菌芽孢强，嗜热菌的芽孢耐热性最强。同一种芽孢的耐热性又以热处理的菌龄，生产条件等等的不同而不同。因而即使用同一个杀菌规程，如果加工过程卫生控制得不到保障，该产品的热杀菌效果也得不到保证。

2.微生物的数量对热杀菌的影响
    微生物的耐热性，与一定容积中所存在微生物的数量有关。食品中微生物存在的数量，特别是孢子存在的数量越多，抗热的能力越强，在同温度下所需的致死时间就越长。腐败菌或芽孢全部死亡所需要的时间随原始菌数而异，原始菌数越多，全部死亡所需要的时间越长，因此罐头食品杀菌前被污染的菌数和杀菌效果有直接的关系。
    对于某一种对象菌而言，在规定的温度下，细菌死灭的数量与杀菌时间之间存在着对数关系，用数学式表达为：
    lnb=－kt＋lna或b=a/ekt （式中t——杀菌时间，k——细菌死灭速度常数，a——杀菌前的菌浓度，b——经t时间杀虫剂菌后存活的菌浓度）
    从上可看出，在相同的杀菌条件下（温度和时间为定值时），对于某一种特定的杀菌来说，b就取决于a，污染越严重a越大，残存量b也就越大。
3.微生物的生长环境对热杀菌的影响

影响微生物耐热性因素很多，这些因素有3个主要类别：①芽孢本身（即与遗传有关）；②芽孢形成的条件和环境；③芽孢受热处理条件及加热的生长条件。芽孢耐热不但因种类不同很大差别，而在同一菌种不同菌株之间也有差别。虽属同一株，但如果芽孢形成条件不同时，其耐热性也会有差别。菌体在其最高温度生长良好并形成芽孢时，通常耐热性较强。不同培养基所形成的芽孢对耐热性影响较大，试验室培养的芽孢都比大自然条件形成的芽孢耐热性要低。如纯黄丝衣霉菌可能会在果汁饮料、水果以及水果为基础的食品罐头中出现。这是因为在不良的加工环境中该菌能形成芽孢，进而能够忍受该产品的热处理条件而得以存活。

（二）提高过程卫生控制水平减少微生物污染的措施

在热杀菌食品企业中，提高加工过程卫生控制水平，减少微生物污染的最为有效的措施，就是在企业GMP的基础上，严格实行SSOP和HACCP。只有这样，才能全面提升过程卫生控制水平，保证热杀菌效果。概括起来有以下2个方面：

(1)严格实施SSOP

食品原料微生物污染的种类及数量取决于原料的状况、厂区环境卫生、车间卫生、设备和工器具卫生、生产操作工艺条件、人员个人卫生以及加工用水的卫生等方面。加工过程的卫生控制水平的高低，就直接体现在加工流程的各个方面。只要企业严格按照HACCP体系的有关要求，严格实施SSOP计划，就可以有效保证其加工过程卫生。

（2）实施HACCP计划

对于某些微生物，当发生加工时间过长（如原料积压）、加工环境温度失控，都可能导致细菌的芽孢产生或产毒等。企业应按照HACCP计划的要求，将这些加工步骤作为关键控制点，并将环境温度和时间作为CL值加以监控。只要对微生物产毒、芽孢形成的条件控制得当，就可以有效减少芽孢生成，从而确保热杀菌的有效。

 

三、过程卫生控制水平在热杀菌关键因子（CL值）设定的思考

通过以上的分析，可以看出，热力杀菌食品的安全和营养，关键在于热杀菌关键因子（温度和时间）的设定。热杀菌强度过高，虽然保证了食品安全，但破坏了食品营养，经济上也不合算。杀菌强度不足，虽然保证了食品的营养，但食品安全或产品的经济性得不到保证。控制适当的加工过程卫生水平，可以适当降低罐头食品杀菌强度。

通过对当前出口罐头加工企业的观察，可以发现目前大部分出口罐头加工企业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。虽然产品的安全得到保证，但也造成严重的经济浪费和食品营养损失。所以，可以采用统计分析的原理，对目前某个地区的出口罐头原料微生物污染水平、过程卫生控制水平等进行调查分析和比较，进而在试验的基础上，采用适当的措施，对当前某些不合理的杀菌规程进行修正，以确保热杀菌食品安全和卫生，并真正发挥HACCP体系在控制食品安全方面的科学性和经济性。