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张若海
摘 要：本文应用热力杀菌原理和过程能力的评估，对常采用经验杀菌公式的低温连续器杀菌的酸性食品的杀菌值，提出了一个简易的、实用的、快捷的、科学的评估方法；并提出了安全验证值的理论。是一个可供选择的方法。
关键词： 罐头 杀菌值 关键限值 探讨
酸性水果和酸化果蔬类罐头产品，常采用低温杀菌，用连续杀菌机控制杀菌水温和杀菌时间。这类产品大多已经历了20多年的出口和国内销售，已逐渐成为成熟的工艺，为罐头行业、消费者以及相关政府管理机构认可。
在罐头行业的HACCP体系验证中常常碰到这样的问题，即如何建立和评估低温杀菌这一通常是CCP的关键限值？大多数的企业采用杀菌工艺规定的水温和时间，也有的企业采用杀完菌后，测罐中心温度的测定值。但这两者均不能提出充分的科学依据并加以说明，笔者经多年探讨，针对酸性水果类产品，提出了一个依据热力杀菌原理并结合企业容易实施的测量评估方法，来测定杀菌值的方法。供全国同行探讨。
杀菌值的量度
酸性水果类产品大都是采用新鲜原料及时加工的产品，固形物中一般没有微生物污染，并采用旋转式杀菌。我们可采用刻度为0.5℃的水银温度计，测量不同杀菌时间的罐头中心位置的汤汁温度，作为内容物受到的杀菌温度的量度。这类产品内的热传导属于简单类型，即倒用半对数座标纸绘出的热穿透曲线是一条直线，只要杀菌水温和固形物、汤汁装量不 改变（指控制相对的稳定），该曲线的斜率是相对稳定不变的。如果我们能够测出这条曲线的特征参数，我们就能仅凭在杀菌完成后测此时的罐中心达到的汤汁温度，依据一定的温时换算标准计算出杀菌值。
不难看出，只要我们测定初温和杀菌过程中建立了热均衡传导后的两个不同加热时间的容器中心温度，我们就可以得出这条热穿透曲线。在实际操作中我们根据低温连续杀菌机的前、后段水温有2℃左右的差距，具有有效杀菌温度的时间段是在靠近杀菌完成的后段，选择杀菌完成前5分钟和杀菌完成这样的两点较为理想，在这一段上的两个点既是杀菌温度的实测，同时也因为水温较一致，因而测得的热穿透曲线在这一端上与实际情况的误差最小。
对这样得到的热穿透曲线如何依据最终容器中心温度来评估其杀菌强度呢？也就是说，需要采用一个公认适当的温时尺度。“美国食品加工工程原理”曾介绍一组关于细菌营养体的耐热数据（见表1），采用的标准温度为180℉（82.2℃），Z值大都为7℃，个别为6℃。因此我们建议先以F82℃作为标准温度，Z值取7℃，建立衡量低温连续杀菌工艺强度的尺度。
综上所述，我们衡量某一杀菌工艺的杀菌值，可按以下步骤来完成：
1.1应逐一抽取和测量10组样品，每组样品为3个容器，是连续加工，按最大允许装入的固形物量控制装罐，汤温也控制到 与正常工艺一样并大致一致，并标识。
1.2每组的3个样品，其中2个样平行进入连续杀菌机，在接触杀菌水时测另一个样的初温，在工艺规定的杀菌时间前5分钟和完成杀菌时，各测一个样品中心汤汁温度，并记录取样的准确时间。测温应采取同样的方法，一般应使用刻度为0.5℃经校准的水银温度计，将温度计放入罐中心位置的汤汁中，30秒钟时读数。
1.3 应用带有两个对数环，环宽不少于12cm的半对数座标纸，倒置按如下方法标绘座标。X轴为常数座标，以分钟为单位标绘时间；Y轴为倒置的对数座标，用以标罐中温度，顶格标为比杀菌机完成端工艺规定的控制下限温度低1℃，下一个对数环顶标为低10℃。也就是说，在第一个对数环中包括9℃的温度范围，而第二个对数环中包括90℃的温度范围。
1.4计算在大体相同条件下测得的10组数据的平均值，在标绘好的半对数座标纸上标出相应的点，连接杀菌后段测得的2点，并延长交于X轴与初温的平行线，即得到了该杀菌工艺的热穿透曲线。
1.5读出该曲线高于60℃以上每分钟达到的温度，利用附表2查出相当于82℃的杀菌值，每分钟以前后所达到的温度的平均值计，求和即得到了该杀菌工艺的近似的实测杀菌值。
以上近似方法最大的好处是：工厂易于实施，计算简便；对不同包装规格的同一产品，可以比较和合理调整杀菌强度。同时，这种方法的准确度在企业 应用领域内也足够了。
2 杀菌安全性评估
一个使用了多年，被实践证明是安全的低温连续杀菌工艺，在建立了杀菌值的量度方法并积累了杀菌完成罐中心温度监视数据后，我们就可以运用评估其过程能力的方法，确定该杀菌所能达到的杀菌强度变化范围和低限。这个低限可以被视为已经验证安全，已知的最低杀菌值。我们以下将其称为安全验证值。
安全验证值的求法如下：
2.1建立对杀完菌罐中心温度的监视。
2.2取至少100个以上（越多越好）的中心温度测定值，运用公式б= 求
得中心温度值的标准偏差，中心温度值的分布范围为：
,而 就是其低限。
2.3将求得的低限对照其热穿透曲线，标在曲线相应的点上，求出曲线60℃至该点的杀
菌值，即为安全验证值。
安全验证值仅能说明该品种和包装规格及工艺的罐头产品杀菌强度达到该值，即可以由以往经验上判知是安全的。而并非是安全和危害的临界值。
3 低温连续杀菌的操作和关键限值探讨
在建立了对低温连续杀菌产品的杀菌值的量度和安全性评估后，我建议以经多年实践证明是安全的杀菌工艺水温低限作为操作限值，以安全验证值作为关键限值，理由分述如下：
以杀菌工艺水温低限为操作限值，是因为保证杀菌水温不低于工艺规定，就保证了杀菌工艺的安全性（以与杀菌相关其他因素均得到控制为前提）；同时，控制水温是最容易做到和最经济的方法。其不适宜作关键限值的理由是杀菌水温偶尔走低只能预示杀菌有可能不安全，并不能提供一个量的评估尺度。
以安全验证值为关键限值是因为通过对杀完菌后罐中心温度以一定频率进行监视，能建立一个对杀菌工艺安全性的评估系统；在杀菌水温出现偏差时，能即时测杀完菌罐中心温度的方法快速评估，以决定是否需要采取纠偏行动。同时，这种方法仍为较经济的，容易实施的方法，不足之处是，我们并不知道安全验证值与临界值的差距有多远。
结 束 语
就酸性、酸化食品的低温连续杀菌系统而言，如欲建立一个运用科学的、系统的方法确定其安全与危害的真正临界线和相关条件，将是一个很大的系统工程。尽管经验安全的杀菌工艺的杀菌值要高于科学的临界值，在实际应用中由于低温连续杀菌工艺成本低以及产品能经受这样强度的杀菌而不致明显影响产品质量。因而采用本文阐述的方法，对这类产品的杀菌工艺安全性进行评估和控制，在现阶段应是适宜的。
|
微生物名
|
温度
|
D值
（分钟）
|
Z值
|
||
|
℉
|
℃
|
℉
|
℃
|
||
|
结核分支杆菌
|
179.6
|
82
|
0.0003
|
10
|
6
|
|
沙门氏菌
|
179.6
|
82
|
0.0034
|
12
|
7
|
|
葡萄球菌
|
176.9
|
82
|
0.0067
|
12
|
7
|
|
乳杆菌
|
179.6
|
82
|
0.0102
|
12
|
7
|
|
酵母和霉菌
|
179.6
|
82
|
0.0102
|
12
|
7
|
表1 部分微生物在酸性和巴氏灭菌食品中的抗热力
说明：资料来源于美国某大学出版的一本教科书，书名为“食品加工工程原理”，（原书丢失，无法注明英文名及作者）原表中数据为D82.2℃的数据。已根据附表2换算成D82.2℃的数据，以便我们参考时方便。
|
T(℃)
|
.0
|
.1
|
.2
|
.3
|
.4
|
.5
|
.6
|
.7
|
.8
|
.9
|
|
68
|
0.0100
|
0.0103
|
0.0107
|
0.0110
|
0.0114
|
0.0118
|
0.0122
|
0.0126
|
0.0130
|
0.0134
|
|
69
|
0.0139
|
0.0144
|
0.0148
|
0.0153
|
0.0158
|
0.0164
|
0.0169
|
0.0175
|
0.0181
|
0.0187
|
|
70
|
0.0193
|
0.0199
|
0.0206
|
0.0213
|
0.0220
|
0.0228
|
0.0235
|
0.0243
|
0.0251
|
0.0260
|
|
71
|
0.0268
|
0.0277
|
0.0286
|
0.0296
|
0.0306
|
0.0316
|
0.0326
|
0.0338
|
0.0349
|
0.0361
|
|
72
|
0.0373
|
0.0385
|
0.0398
|
0.0411
|
0.0425
|
0.0439
|
0.0454
|
0.0469
|
0.0485
|
0.0501
|
|
73
|
0.0518
|
0.0535
|
0.0553
|
0.0572
|
0.0591
|
0.0610
|
0.0631
|
0.0652
|
0.0674
|
0.0696
|
|
74
|
0.0720
|
0.0744
|
0.0769
|
0.0794
|
0.0821
|
0.0848
|
0.0877
|
0.0906
|
0.0936
|
0.0968
|
|
75
|
0.1000
|
0.1034
|
0.1067
|
0.1104
|
0.1141
|
0.1179
|
0.1217
|
0.1259
|
0.1301
|
0.1345
|
|
76
|
0.1390
|
0.1436
|
0.1484
|
0.1533
|
0.1585
|
0.1638
|
0.1693
|
0.1750
|
0.1808
|
0.1868
|
|
77
|
0.1931
|
0.1995
|
0.2062
|
0.2131
|
0.2203
|
0.2276
|
0.2352
|
0.2431
|
0.2512
|
0.2596
|
|
78
|
0.2683
|
0.2773
|
0.2865
|
0.2961
|
0.3060
|
0.3162
|
0.3260
|
0.3378
|
0.3490
|
0.3608
|
|
79
|
0.3727
|
0.3852
|
0.3981
|
0.4114
|
0.4252
|
0.4394
|
0.4541
|
0.4692
|
0.4849
|
0.5012
|
|
80
|
0.5180
|
0.5353
|
0.5533
|
0.5717
|
0.5909
|
0.6099
|
0.6310
|
0.6521
|
0.6739
|
0.6963
|
|
81
|
0.7197
|
0.7437
|
0.7686
|
0.7943
|
0.8210
|
0.8484
|
0.8768
|
0.9059
|
0.9363
|
0.9677
|
|
82
|
1.0000
|
1.034
|
1.068
|
1.104
|
1.141
|
1.179
|
1.218
|
1.259
|
1.301
|
1.345
|
表2 F82℃杀菌值计算表 L82 ℃ =log-1×（82℃—Ti）/ 7 Z=7 ℃
《采用低温连续杀菌机杀菌的罐头产品的杀菌值与关键限值的探讨》
