許一平[1] 成煒

（仙桃出入境檢驗檢疫局 湖北仙桃 433000）

摘要 熱力殺菌是出口食品企業產品質量安全控制的關鍵工序。本文論述了熱力殺菌工藝設計的依據及影響因素，并介紹了通過對熱力殺菌過程的驗證確保工藝的有效性和產品的安全性。

關鍵詞 熱力殺菌；工藝設計；驗證

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

殺菌是食品工業質量安全控制的關鍵工序。將食品加熱到某一高溫并保持一段時間使可導致食品腐敗變質的微生物失去生命力以保藏食品的過程稱為熱力殺菌。熱力殺菌實質上是一種熱處理過程，目前的出口食品企業，如罐藏食品、冷凍水產品、熟制蛋品等均采用此加工工藝，其主要目的是殺滅有害微生物的同時使食品加熱熟化。熱力殺菌是食品加工企業產品質量安全控制的關鍵工序，是HACCP質量管理體系的關鍵控制點[1]。然而很多出口食品企業在熱力殺菌工藝設計上憑經驗制訂的比較多，缺乏科學的驗證依據、食品品質變化和殺菌效果評價。本文淺析了出口食品熱力殺菌工藝設計及有效性驗證，以期對食品質量管理從業人員有所啟發。

食品中的微生物是導致食品不耐貯藏的主要原因。一般來說，食品原料都帶有各類微生物。在食品的采收、運輸、加工和貯藏過程中，食品也有可能污染微生物。食品經過殺菌處理，尤其是劇烈的高溫加熱，其品質如色、香、味以及營養成分如碳水化合物、脂類、蛋白質等會發生變化。理想的熱力殺菌效果是將熱力對食品品質的影響限制在最小程度的條件下迅速而有效地殺死存在于食品物料的有害微生物，達到產品安全衛生指標的要求。下面以沸水浴殺菌和高壓濕熱殺菌為例介紹熱力殺菌的工藝設計。

沸水浴殺菌是設備最簡單、費用最低的熱力殺菌方法，常用于pH低于4.5的酸性罐藏食品的殺菌，如柑橘、蘋果等水果罐頭。酸性罐藏食品中的酸性內容物能抑制殺菌后殘余微生物的生長繁殖，有利于殺菌后罐頭的貯藏。因此相對不劇烈的沸水浴殺菌能最大限度減少對酸性罐藏食品內營養成分的破壞。另外，冷凍水產制品也大多采用沸水浴殺菌方式，因為殺菌后的成品-18℃以下冷凍保藏基本能阻止微生物的進一步生長繁殖。

水產品的沸水浴殺菌過程又稱蒸煮，蒸煮的目的之一就是消除即將進行有氧包裝的產品中的病原體的營養細胞(或降低到可接受的水平)。即食性水產品一般選擇具有最強耐熱性且不能形成芽孢的食源性病原體——單核細胞增生李斯特菌作為目標病原體。蒸煮對目標病原體的破壞程度通常選取其污染水平的6級對數下降——“6D”過程作為評價標準和依據。按照美國FDA和美國海產品HACCP聯盟編寫的《水產品HACCP實施指南》中關于單核細胞增生李斯特菌的滅活的數據，產品內部中心溫度為85℃，對應的滅菌時間為1.2秒，致死率達到100.00[2]。這是最低限的安全蒸煮強度要求，是僅從殺菌角度考慮的一種理想模式。實際操作過程中，還要綜合考慮產品煮熟的品質要求及產品的出品率、蒸煮隧道熱分布的均勻性和是否存在冷點等因素延長殺菌時間。如在小龍蝦熱力殺菌工藝設計中，可對蒸煮線進行熱分布測試,對不同規格產品進行熱穿透測試，根據擬殺滅的目標致病菌及殺菌程度并綜合考慮蒸煮后產品的感官質構數據，確定不同形態及規格產品蒸煮的關鍵限值[3,4]。

高壓濕熱殺菌是利用高壓飽和蒸汽、過熱水噴淋等手段殺滅微生物的方法，是熱力殺菌中最有效、應用最廣泛的殺菌方法。一般pH高于4.5的低酸性罐藏食品，如蔬菜、豆類或動物源性食品罐頭，熟制真空包裝蛋品多采用此殺菌方式。

以罐頭食品為例，熱力殺菌強度即溫度和時間的組合，如121℃，30min或118℃，42min。殺菌強度設計必須科學合理，主要取決于2個因素：一是目標微生物的耐熱性；二是罐頭食品的傳熱性。微生物的耐熱性是制訂殺菌強度的理論依據，它規定了罐頭殺菌時必須達到的最低殺菌值。微生物的耐熱性以D值、Z值、F值、F0值等殺菌參數進行界定。

D值表示在一定溫度下，殺死90%目標菌所需要的時間，亦稱微生物殺滅率。在一定殺菌條件下，不同微生物具有不同的D值；同一微生物在不同殺菌條件下，D值亦不相同。因此D值隨微生物的種類、環境和滅菌溫度變化而異。Z值表示熱力致死時間呈1/10或10倍變化時，相對應的加熱溫度的變化。不同微生物的Z值不同，Z值越大表明其耐熱性越強。F值表示在一定溫度下，殺死一定濃度的細菌或芽孢所需的時間，亦稱殺菌致死值。F值可用于比較不同殺菌過程的殺菌值。在F值右側上下角分別注Z值和所依據的溫度，即F12110，通常可用F0值表示，F0表示121℃條件下，殺滅產品中90%肉毒梭菌芽孢所需要的時間。實際熱力殺菌操作中除了121℃恒溫過程以外，還包括升溫和降溫時間，因此實際殺菌強度還包括這兩個過程的殺菌強度換算。一般F值與D值關系可用F=nD表示，n是不固定的，隨工廠衛生條件、食品污染微生物的種類及其程度而變化[5,6]。

在《出口罐頭生產企業注冊衛生規范》中明確規定：“熱力殺菌工藝必須能夠保證殺菌強度達到足以殺滅對象菌，其中低酸性罐頭的殺菌強度不低于“12D”，酸性罐頭及酸化罐頭的殺菌強度不低于“6D”，如因保持產品特性需要而采用低于上述殺菌強度的殺菌工藝，企業應當提供科學證明”。低酸性罐頭食品最低殺菌強度必須至少采用12D值，才能基本上保證食品安全衛生[7]。一般選定肉毒梭狀芽孢桿菌作為熱力殺菌的目標菌。試驗表明，肉毒梭狀芽孢桿菌在121.1℃條件下，其D值為0.204。最低殺菌強度F0=12D=2.5，也就是在121.1℃下加熱2.5分鐘即可。但實際上目前很多罐頭企業的熱殺菌強度往往采用121℃，30min，比其理論最低殺菌值大很多。主要原因是根據肉毒梭狀芽孢桿菌的耐熱性來確定罐頭的F0值只是表明為滿足殺死該微生物所應提供的熱量，而如何根據所要求的最低殺菌強度來確定殺菌規程還需要依據罐頭的傳熱特性等來確定，同時企業還在綜合各種因素的基礎上增加了很大的保險系數[8,9]。

在熱力殺菌工藝中，殺菌設備的熱分布和產品的熱穿透狀況是確保產品質量安全的關鍵環節，是出口衛生注冊評審、日常檢驗監管放行和HACCP官方驗證的主要內容。

上世紀70年代初，美國由于對商業生產并用密封容器包裝的低酸性的食品熱加工不充分，引發了對生命具有威脅的肉毒桿菌中毒事件。因此，FDA發布《21 CFR 108（緊急許可控制）》和《21 CFR 113（熱加工處理的低酸性食品）》兩個法規，要求所有食品加工企業都要在FDA進行注冊，并對該企業的加工工藝進行登記備案。近年來，進口國官方對我出口熱加工食品的熱力殺菌效果更是給予了重點關注。2006年美國FDA曾通報中國輸美貝類產品熱加工的充分性問題，國家認監委發布《關于切實加強輸美貝類產品衛生注冊監管工作的通知（國認注函[2006]138號）》文件對上述情況作了專門強調，出口水產品熱加工的有效性已引起了發達國家的高度關注。部分國外客戶已經開始要求出口淡水小龍蝦企業提供其工廠蒸煮工藝熱力殺菌有效性的驗證報告。

目前大部分出口食品企業的HACCP體系都把熱力殺菌作為關鍵控制點，檢驗檢疫部門對出口食品企業進行HACCP官方驗證必然涉及到熱力殺菌工藝的有效性驗證。通過對工廠熱力殺菌工藝的驗證，有利于發現其設計是否科學合理、其設備配置和熱加工操作及監控等是否滿足國內外相關法規及質量體系要求，同時有利于企業及時實施系統的糾偏措施，確保工藝的有效性和產品的安全性，為拓展國外市場提供重要保證。

熱力殺菌工藝的驗證是HACCP驗證的重點，主要包括質量體系的現場審核和殺菌設備驗證兩個方面。

對熱力殺菌工藝的現場審核驗證應該包括熱力殺菌關鍵限值的設定有無科學合理的依據；是否制定殺菌工藝的監控程序和記錄；殺菌工藝監控設備是否校準；殺菌工藝監控記錄的真實性和規范性；是否建立殺菌操作員工的崗位培訓計劃；殺菌操作員工是否掌握殺菌操作規程、監控程序以及糾偏措施；殺菌操作員工是否了解和掌握殺菌設備的構造以及相應的功能；是否建立殺菌不合格品的控制程序等等。

殺菌設備驗證包括殺菌容器內環境的熱分布測試和產品的熱穿透測試。目前針對出口食品企業的熱力殺菌設備大多采用丹麥ELLAB公司的無線溫度驗證系統進行測試。該系統由應用軟件、讀數臺和微記錄系統三部分組成，其中微記錄系統又包括記錄器、電池、探針傳感器三部分。測試時使用n（n視設備容積而定）套無線溫度傳感器對加熱過程熱加工設備中具有代表意義的n個檢測點定時進行溫度檢測和記錄。傳感器可分別測試環境溫度和產品中心溫度，其中環境溫度探針暴露在加熱環境中監測環溫，中心溫度探針插入產品中心部位檢測產品在加熱過程中的穿透溫度。收集到的數據經過ValSuite應用軟件處理后即可獲得熱加工設備的熱分布及產品熱穿透數據。通過收集的數據與工廠質量體系工藝要求對比，驗證體系運行的有效性。

熱力殺菌出口食品的安全和營養，關鍵在于熱力殺菌強度即溫度和時間的確定。加工廠應建立一套科學的熱力殺菌工序以消除病原體或使其數量減少到可接受的水平，同時使每個單位產品接受最低限度的熱處理，使產品的失水率較低而又能保持產品固有的商業品質。目前部分出口罐頭加工廠所使用的熱殺菌公式，其殺菌強度遠大于法規規定值的幾倍甚至更高，雖然產品的安全性有了保證，但也造成了嚴重的經濟浪費和食品營養損失。加工廠對出口罐頭原料微生物污染水平、過程衛生控制水平等進行統計分析和比較，進而在試驗的基礎上采用最優化的殺菌強度，充分發揮HACCP體系在控制食品安全方面的科學性和經濟性。

參考文獻

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