许一平[1] 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。本文论述了热力杀菌工艺设计的依据及影响因素，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

XU Yi-ping, CHENG Wei

(Xiantao Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Xiantao city, Hubei Province, 433000)

Abstracts: Thermal sterilization is the critical process of product quality safety control in food factory for export. This article mainly discusses the basis and influence factors of thermal sterilization technological design. And the methods of ensuring technological effectiveness and products’ safety through verification of thermal sterilization were introduced

Keywords: Thermal sterilization; Technological design; Verification

杀菌是食品工业质量安全控制的关键工序。将食品加热到某一高温并保持一段时间使可导致食品腐败变质的微生物失去生命力以保藏食品的过程称为热力杀菌。热力杀菌实质上是一种热处理过程，目前的出口食品企业，如罐藏食品、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[1]。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。本文浅析了出口食品热力杀菌工艺设计及有效性验证，以期对食品质量管理从业人员有所启发。

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，食品原料都带有各类微生物。在食品的采收、运输、加工和贮藏过程中，食品也有可能污染微生物。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限制在最小程度的条件下迅速而有效地杀死存在于食品物料的有害微生物，达到产品安全卫生指标的要求。下面以沸水浴杀菌和高压湿热杀菌为例介绍热力杀菌的工艺设计。

沸水浴杀菌是设备最简单、费用最低的热力杀菌方法，常用于pH低于4.5的酸性罐藏食品的杀菌，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。因此相对不剧烈的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，因为杀菌后的成品-18℃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联盟编写的《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℃，对应的灭菌时间为1.2秒，致死率达到100.00[2]。这是最低限的安全蒸煮强度要求，是仅从杀菌角度考虑的一种理想模式。实际操作过程中，还要综合考虑产品煮熟的品质要求及产品的出品率、蒸煮隧道热分布的均匀性和是否存在冷点等因素延长杀菌时间。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并综合考虑蒸煮后产品的感官质构数据，确定不同形态及规格产品蒸煮的关键限值[3,4]。

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℃，30min或118℃，42min。杀菌强度设计必须科学合理，主要取决于2个因素：一是目标微生物的耐热性；二是罐头食品的传热性。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、F0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。F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F12110，通常可用F0值表示，F0表示121℃条件下，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[5,6]。

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[7]。一般选定肉毒梭状芽孢杆菌作为热力杀菌的目标菌。试验表明，肉毒梭状芽孢杆菌在121.1℃条件下，其D值为0.204。最低杀菌强度F0=12D=2.5，也就是在121.1℃下加热2.5分钟即可。但实际上目前很多罐头企业的热杀菌强度往往采用121℃，30min，比其理论最低杀菌值大很多。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F0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[8,9]。

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、日常检验监管放行和HACCP官方验证的主要内容。

上世纪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《21 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曾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[2006]138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。

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。

对热力杀菌工艺的现场审核验证应该包括热力杀菌关键限值的设定有无科学合理的依据；是否制定杀菌工艺的监控程序和记录；杀菌工艺监控设备是否校准；杀菌工艺监控记录的真实性和规范性；是否建立杀菌操作员工的岗位培训计划；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；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；是否建立杀菌不合格品的控制程序等等。

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三部分组成，其中微记录系统又包括记录器、电池、探针传感器三部分。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n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。

热力杀菌出口食品的安全和营养，关键在于热力杀菌强度即温度和时间的确定。加工厂应建立一套科学的热力杀菌工序以消除病原体或使其数量减少到可接受的水平，同时使每个单位产品接受最低限度的热处理，使产品的失水率较低而又能保持产品固有的商业品质。目前部分出口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，但也造成了严重的经济浪费和食品营养损失。加工厂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] 曾名湧．食品保藏原理与技术[M]．北京：化学工业出版社，2007。

[2] 美国FDA和美国海产品HACCP联盟编，程方等译．水产品HACCP实施指南[M]．福州：福建人民出版社，2003。

[3] 赵桂林．单冻熟虾蒸煮热分布和产品热穿透测试与评估[J]．中国食品学报，2006，6（1），367～371。

[4] 甄理．蒸煮是控制冻煮小龙虾微生物的有效方法[J]．冷饮与速冻食品工业，2006，12（1）：33～35。

[5] 单再成，邓林伟．F值、C值、E值及热力杀菌的最佳条件[J]．中国果菜，2000，（6）：24～25。

[6] 龚继申，林学海，徐容．软包装食品灭菌保鲜技术关键——热力杀菌工艺规程探讨[J]．食品工业，2009，（2）52～54。

[7] 出口罐头生产企业注册卫生规范，国家认监委国认注［2003］51号文。

[8] 郜兵，王玫，孙喜玲．浅析肉类罐头杀菌工序的确认和严重[J]．中国国境卫生检疫杂志，2006，2（29）：47～49。

[9] 刘达玉，刘清斌．罐藏食品杀菌F值的探讨[J]．农产品加工·学刊．2006，（1）：43～46。

---