食品安全主旨在于客观汇总、减少乃至去除食品安全危害,保障人民身体健康;普及食品安全与质量保障知识,建设食品安全法规、体系、环境与秩序;共享食品安全与质量管理有关的标准、文章、书籍以及视频等。
影响产品质量的因素有很多-原料奶的质量标准,使用的加工设备,应用的工艺,操作过程,设备安装等等。要生产出高质量的产品,我们就必须对这些影响因素有全面的了解。我们尝试用一种易于理解的方式,着重于微生物方面向大家介绍和讨论这本书。HACCP (QACP)的概念作为一种模式用在过程控制当中。
超高温灭菌并经无菌包装的产品已有相当长时间的生产历史了。目前,现有的文献都把讨论的焦点集中在产品特征、设备特性和使用的技术方面,我们的工作着重于对整个生产过程的质量控制进行宏观系统地介绍。
感谢Bernhard von Bockelmann博士与Irene von Bockelmann博士对该项工作的贡献。
该电子书可以在积分商城购买或者使用积分兑换。汉语版书名为《无菌生产质量管理》;英文版书名为 Quality management of aseptic production.
在1961年,柔性包装材料引入无菌包装工艺,这是一种用蜡,纸和聚乙烯复合而成的薄片包材,如:利乐系统(利乐三角形无菌包装),纸基的纸盒上带有黑色的涂层,用来阻挡光线的侵入,但这种包材防止氧气等气体侵入的功能很差。UHT处理系统有着广泛的应用, 在解决了初期的技术问题后,UHT处理系统和三角包无菌灌装机组合而成的无菌生产系统取得了市场成功,这种产品被称之为:长保质期产品。
用热处理的方式使食品达到长期保鲜的工艺可以为人类提供稳定,安全的食品。尽管商业罐头包装可能是最可靠,最安全的食品保存方式,但不是完美的。为了提高技术水平,提高无菌灌装产品的品质及其经济性,罐头包装现有的低污染风险的优点有时要被牺牲。
表1:不同材质包装的费用 |
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包装类型 |
美元/千包 |
金属罐头 |
100 |
复合罐头 |
80 |
玻璃瓶 |
75 |
无菌杯 |
60 |
无菌纸盒 |
50 |
无菌包装技术与传统包装技术相比有一下优点:
a) 新的包装外形。
b) 节能及包装费用低。
c) 方便。
d) 提高灌装食品的品质。
不同包装方式的价格比较如表1 所示:
表2:罐头包装和纸基无菌包装的费用比较。 |
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罐头包装 |
无菌包装 |
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马克/千包 |
马克/千包 |
包装材料 |
225 |
140 |
外裹材料 |
13 |
12 |
热处理和灌装 |
11 |
21 |
总计 |
249 |
173 |
在表2 中列出了罐头包装和长保质期产品生产费用比较。
摘要
食品通过超高温处理工艺可以达到商业无菌;快速地升温,很短的高温保持时间以及迅速地冷却可以最大限度地减少产品中化学变化的发生。以下是直接式和间接式超高温系统的原理简介。
1.概要
超高温处理工艺是对流动的产品进行连续热处理的一种工艺。首先产品被迅速加热,使其温度迅速达到灭菌温度,在这个温度下经过短暂的保持,然后产品被迅速冷却。UHT处理的目的是使产品达到商业无菌。要达到高的灭菌效率就需要高的热传输率,这只有液态食品才有可能。如果超高温处理的产品的配方中要用到粉末原料,对粉末原料的正确浸泡非常重要:所有的粉末颗粒必须完全浸湿。
1.1低酸液体食品
低酸食品的特征是PH值大于4.5 或4.6,这取决于地方食品法规的规定,对于这种产品的处理需要非常小心,这是因为:
a) 微生物可以在这种产品中生长,繁殖。细菌芽胞也可在这种产品中发芽而导致食品变质。
b) 特别是致病微生物可以在这种产品中生长。如果消费了被这种微生物污染 的产品,会引起食物中毒或致病。
对低酸产品典型的超高温处理温度时间组合为:130~150oC, 通常保持4秒钟。
1.2 高酸产品
高酸产品的PH值为小于等于4.5 或4.6。这类产品主要有果汁,果汁饮料及饮料。高酸产品比低酸产品安全,这是因为:
a) 高酸产品会抑制致病菌的生长,所以在公共健康方面比较安全。
b) 细菌的芽胞不能出芽,不会导致食品变质。
c) 随着PH值的下降,热处理的灭菌效果会增加。这样,只要较低的温度就可以使产品达到商业无菌。
d) 另外,水果中常见的一些有机酸可以显著降低腐败微生物的耐热性。
e) 高酸产品中的变质微生物主要有酵母,霉菌,和一些细菌(乳杆菌,链球菌等)。
高酸产品的热处理温度相当低。除几个特例外,85~95 oC,30~15秒的保持时间,有时需几分钟,就足以达到商议无菌。但有一些例外,特别是番茄产品,这种产品需相当高的处理温度,通常需要超过100 oC。
1.3 酸化产品
酸化产品是将低酸产品在预处理过程中进行酸化,将其PH值降到高酸产品范围而生产出来的。这种产品有着高酸产品一样的微生物特点。酸化过程是至关紧要的。必须要使整个产品达到均匀的,低的PH值。酸化可以通过生物法来实现:在产品中添加菌种,使其在适宜的温度下生长熟化,使产品酸化,常用的菌种有:乳杆菌和链球菌。另外也可以通过在产品中添加柠檬酸或乳酸并迅速搅拌使其混合均匀的方法来实现酸化。
产品酸化后,通过热处理达到商业无菌,然后进行灌装。
2. 间接式UHT系统
在间接式UHT系统中,热(冷)媒和产品被换热表面分开。热媒可以是蒸汽也可以是超高温热水。
间接式系统的温度-时间图形如图所示。通常,4oC左右的产品经进口平衡缸和离心供料泵送入灭菌机。接着产品被加热到70~75oC,在这个温度下进行均质。对牛乳的均质压力常用200~250 kg/cm2(第一级:150~200 kg/cm2,第二级:50 kg/cm2)。均质机是一个正压柱塞泵,它将产品直接送到无菌罐或无菌充填机进行后续的灌装。灭菌温度常用:135~140oC。在灭菌温度下的保持时间通常为在2~6秒。下游均质的工艺布置对一些产品会有更好的风味,但费用较高。
为了降低产品中氧气的含量,产品在上游均质前可以先进行脱气。通常牛乳在进灭菌机时是氧饱和的。因为间接式灭菌系统是个密闭系统,进出口产品的氧含量相等。根据牛乳温度的不同,乳中的含氧量通常在6~9ppm(通常为7ppm). 如果在进均质机前以70oC的温度先进脱气罐,乳中的氧含量会降至1~3ppm以下(0.3-0.9ppm). 脱气的程度取决于产品的温度及脱气所用的真空度。
在热处理过程中,加热表面,特别是在温度超过80oC的热表面上会出现结垢现象。为了减少结垢,延长连续生长时间,UHT系统中添加了一段保持管:90oC左右的牛乳在保持管中保持几分钟后,然后再灭菌。间接式系统可以进行高效的能量回收:用UHT处理过的产品对新进入的产品进行加热。产品在流经设备时会有一定的压力降,所以灭菌机入口处的产品压力总是高于出口的。在灭菌机能量回收段及终冷却段的任何泄漏都会造成再污染。可以用在终加热段后加设增压泵的方法来消除这个风险。
间接式UHT系统的优点有:
a) 就技术而言,结构比较简单。
b) 设备投资相对较少。
c) 可以有很高的热回收率(板式换热器可以达到93%以上)。
d) 维修量少。
e) 运行费用少。
现有商业无菌生产用的板式和管式(单管/多管)系统,生长能力可达:2000~30000升/小时,或更高。
3.直接式UHT系统
直接式UHT系统以产品和热媒直接接触为特征。热媒常用蒸汽,在个别地方也会用到电加热,如:Elecster, Ohmic. 。
电加热直接式UHT系统以电流流经产品为特征。这种系统常用于含颗粒液体食品的灭菌。尽管在几家大的食品公司和动物食品公司的研究发展部现仍装有几台这种系统,但该系统的商业应用非常有限。该系统有两个问题:一个问题是液相和固相间的电阻不同;另一个问题与含颗粒产品的热处理有关,这些颗粒在热处理及后续的无菌输送过程中会分离出来,并且会在热处理过程中被软化,破碎。
蒸汽喷射式系统是将蒸汽喷入产品,使产品达到商业无菌。产品混入式系统是将产品喷入蒸汽腔中,使产品达到商业无菌。
蒸汽喷入式和产品混入式系统都必须使用烹饪级洁净蒸汽。
所用蒸汽的最低要求是必须遵守的(电加热系统除外)。间接式系统尤其是用蒸汽做热媒的间接式系统,也要使用烹饪级洁净蒸汽。
典型的直接式系统,4oC左右的产品经进口平衡缸和离心供料泵送入灭菌机。接着产品被板式或管式换热器加热到70oC,在这一步,蒸汽被喷入产品,或产品喷入蒸汽腔,蒸汽冷凝过程中的放热使产品几乎在瞬间(喷入式约0.1秒,混入式约0.25秒)达到灭菌温度,通常为145 oC ~150oC。在灭菌温度下的保持时间通常平均为4秒。不论是蒸汽喷入式还是产品混入式,蒸汽凝结水都进入了产品并稀释了产品。凝结水的量约占产品体积的10%。这些水必须在后续的处理过程中从产品中除掉。
保温管的出口与一个真空舱相连。为了防止产品在保温段沸腾,系统上的一些限制装置保证产品在保温段时有着足够的正压。产品进入真空舱,开始剧烈地沸腾,蒸汽被闪蒸出来。通过调节喷射(混入)温度及真空舱的真空度就可以保证进出灭菌机的产品中的干物质含量一致。闪蒸器造成的压力降要求在系统中加装一台无菌排料泵来完成产品的后续输送。为了防止产品在膨胀式冷却器中积聚或空舱现象,产品供料泵和排料泵的容量应仔细匹配。
蒸汽冷凝过程中的空穴现象及产品在膨胀器中的沸腾都会使牛乳中的蛋白和脂肪不稳定,为了对其进行补偿,需要使用下游无菌均质机。均质压力通常用200~250 kg/cm2(第一级:150~200 kg/cm2,第二级:50 kg/cm2)。均质机推动产品,流经灭菌机的终冷却段,再输送到无菌罐或直接送到无菌灌装机。
在膨胀冷却器中,水及所有的挥发性成分都从产品中去除了。另外,真空舱的功能决定了它是一个很有效的脱气设备,可以有效地脱除产品中的氧和其他溶解在产品中的气体,主要是二氧化碳。这样,产品的冰点提高了。在膨胀器出口处,牛乳中的含氧量下降到约0.1ppm.
蒸汽喷入式和产品混入式系统的优点如下:
a) 热负荷较少,热处理过程中产品的化学变化较少。
b) 结垢现象较少,特别是在70 oC以上的热表面。可以长时间连续运转。减少了设备清洗和预灭菌的次数,节约了运行成本。
c) 产品中含氧量低,可以增强产品中一些维生素的稳定性,减少因氧化而造成的产品变味。
d) 更适宜处理高粘度产品。
最近开发出一种特别的UHT换热器,它是由直接式和间接式加热器组合而成。在同一组件中,管式加热和蒸汽喷入式加热相结合。产品在4 oC下进入,管式换热器将其加热到95 oC,在这个温度下保持一段时间使蛋白质稳定,然后喷入蒸汽,瞬间将产品温度提高到140~150 oC,产品在该温度下保持数秒后被冷却,管式换热器对产品进行预冷,
并回收热能;产品中喷入的蒸汽在真空舱中被闪蒸出来,同时产品温度降到80 oC;然后进行无菌均质,最后产品被冷却到常温并被无菌灌装。
4. 设备灭菌
在正式生产前,设备必须首先进行预灭菌。这个过程可以通过过热水或蒸汽来实现。在直接式系统中有膨胀器和混入器,所以必须使用蒸汽进行灭菌。在系统的敏感点一定要安装温度控制或监测探头,通常都应装在回流管上。
如果用过热水进行设备预灭菌,过热水的温度,时间和流量是关键。管路中可能的气囊现象及灭菌机和无菌罐回路的交界面都是影响设备预灭菌效果的关键因素。如果过热水的流速超过1.5m/s,管路中的空气可以被有效地除去。
在安装无菌罐的场合,应有另外的灭菌回路。这时常用蒸汽来灭菌。在蒸汽灭菌过程中,可能引起问题的是冷凝水必须及时从系统中除去。
无菌灌装机的预灭菌是另外进行的,可以用单独加热的方法,也可用化学及加热并用的方法来进行。应特别留意产品管和无菌灌装机交界面的预灭菌效果。
摘要
本章将主要介绍使用纸基包材和双氧水为灭菌剂的灌装系统的无菌灌装原理。着重介绍包材的灭菌,包装成型,灌装和封合所在环境的灭菌以及密闭包装的生产。
1. 概要
UHT工艺可以使液体食品达到商业无菌。无菌灌装的任务如下:
a) 使终产品在货架期内维持高的微生物学方面的质量。
b) 在声明的货架期内保持包装内容物的风味,组织状态和营养价值在消费者可接受的范围之内。
无菌包装的生产常采用以下四种方式:
a) 在无菌区域内灌装。
b) 无菌产品在无菌环境下灌装到预成型的纸盒中
c) 无菌产品在无菌环境下灌装到预成型并被灭菌过的纸盒中。
d) 成型-充填-封合均在无菌条件下完成的无菌包装方法。
成型-灌装-并封口的工序都在无菌环境下进行的生产方法是最好及最成功的技术,也是本书重点阐述的内容。这种无菌包装生产需要满足一些基本条件,如图1所示。
2.包装材料的灭菌
在无菌包装的生产过程中,包材的灭菌尤其是包材食品接触面的灭菌都会用到化学灭菌法。迄今,最常用的化学灭菌剂是双氧水(H2O2)。在生产中,我们最关注的问题是灭菌效率和双氧水(H2O2)在产品中的残留。
无菌灌装机的不同,决定了灭菌方式的不同,通常有以下几种灭菌方法:
1) 双氧水(H2O2)喷雾
2) 双氧水(H2O2)蒸汽
3) 双氧水(H2O2)滚轮涂抹法。
4) 浸泡法,等。
2.1 喷雾法的应用
双氧水喷雾灭菌法(雾化灭菌法)常用在间歇式生产或使用预成型纸盒进行生产的无菌灌装系统中。
一定量的双氧水通过喷嘴喷到预成型的纸盒中。为达到良好的灭菌效果,纸盒的食品接触面上都应被双氧水覆盖。因为塑料材料尤其是聚乙烯的疏水特性,研究发现,纸盒内表面只有20%~30%是被浸湿的。尽管这样,灭菌效率依然很高:用枯草芽胞杆菌做实验,据报道灭菌效率可以达到6D,这可能和双氧水在后面的加工过程中蒸发有关。热的无菌空气被吹入纸盒中,用以维持纸盒灭菌必须的温度,并带走食品接触面上的双氧水。用180 oC的无菌空气对纸盒进行干燥,可以对枯草芽胞杆菌有5~7D的灭菌效率。
低浓度双氧水(~0.5% 或浓度更低)的灭菌效率在结合紫外线照射的情况下可以得到显著的提高。
2.2 双氧水蒸汽的应用
在使用双氧水蒸汽的无菌灌装系统中,液体双氧水先喷入热的无菌空气流中,然后双氧水蒸发并凝结在需要灭菌的表面。因为凝结的雾滴很细小,雾滴在表面有很好的覆盖。接下来,双氧水雾滴被导入的高温无菌空气加热并蒸发掉,完成对包材的灭菌。2.3双氧水滚轮涂抹法的应用
双氧水滚轮涂抹法是将常温的液体双氧水涂抹在平坦的包材内表面上,为包材成型前的灭菌做好准备。为了在包材内表面上形成一层均匀的双氧水膜,覆盖住整个需灭菌的表面,双氧水中一定要加入润湿剂,建议使用0.2~0.3% 的 (PSM)或类似物质。灭菌剂涂抹在包材的食品接触面上后,纵封形成,包材成型为纸管。对包材进行灭菌时,需要使覆盖在包材内表面上的双氧水达到一定的高温。一种电加热器(管式加热器)提供了灭菌需要的高温(105~110oC),同时去处了包材上的双氧水(见图5)。2.4双氧水浸泡灭菌法
双氧水浸泡灭菌法也是先对平坦的包材进行灭菌,然后再成型的包材灭菌方式。包材走过双氧水浴槽后就完成了包材灭菌。灭菌过程中所需的必要的温度是通过一个设在双氧水浴槽的水浴加热器对双氧水进行间接加热来实现的。30%的浓度,70oC温度和约10秒钟的接触时间是达到对细菌芽胞足够灭菌效率的关键。包材上的双氧水可通过以下方式来去除的:
a) 用一对挤压滚轮将包材上的多余的双氧水挤回双氧水浴槽中。
b) 用一对气刀,把热的无菌空气吹到纸路的正反两面。
包材经过双氧水浴槽的浸泡并去处了多余的双氧水后,无菌的,平坦的包材被卷成筒装,然后进行纵向封合。
3. 无菌的充填环境
产品和包材经过灭菌后,一定要防止再污染。包装的成型,灌装和封口一定要在无菌环境下进行。进行包装的区域必须进行灭菌,并且无菌环境必须维持到生产结束。
3.1 充填机的灭菌
灭菌前,必须对设备进行有效的清洗,只有这样才能对设备进行有效灭菌。根据设备的结构和复杂程度,对设备的灭菌可以用以下两种方法:
1) 加热法
2) 加热法和化学法结合的方法。3.1.1 加热灭菌法
一些系统或系统中的一些部件允许用蒸汽或热空气加热的方法来灭菌,如图7例。
在这种系统中,常用蒸汽和热空气结合的方法来灭菌,无菌空气是由普通空气经330~360oC煅烧的方法来获得,灼热的无菌空气通过阀组导入设备,温度高于240oC的热空气,在设备中循环30分钟后,充填管和无菌区域就被干热灭菌了。蒸汽障将无菌灌装机和供料管分开;蒸汽障及产品阀用130oC的蒸汽进行灭菌。
3.1.2 热空气和化学法结合的灭菌法复杂的无菌灌装机不能仅用加热的方法进行灭菌。如成型环,导轮等结构都不能耐受灭菌时的高温。设备的材质很厚重,灭菌加热时间和灭菌后的冷却时间都长的惊人。对于这种系统的灭菌就需要用加热法和化学法结合的方法来进行。常用的灭菌剂为双氧水。
双氧水在设备灭菌时有两种用法:
• 喷成雾状
• 蒸发成气体然后凝结在需要灭菌的表面。
不论用什么方法,都需要用热的或高温的无菌空气来达到灭菌所需的温度并除去系统中的双氧水。化学灭菌之外的区域可以用干热或湿热的方法来灭菌。
3.2 生产过程中无菌状态的保持在大多数无菌灌装系统中,无菌空气的正压被用来使无菌环境免受外界的污染(见图9)。
空气的灭菌可用超细过滤法和煅烧法,或两者结合的方法。超细过滤法是用高效空气过滤器对空气进行过滤,使用时注意以下几点:
• 用低压风机供风;
• 气流速度为0.5米/秒(层流);
• 高效过滤器能滤除粒径大于0.3um的颗粒,效率大于99.99%。
如果用到煅烧法,340oC是灭菌必须的温度。加热后的高温空气可用水冷法或能量回收法进行降温:用它来预热进风。
4. 密闭包装的生产
生产密闭的包装依靠以下几个方面:
• 正确的顶部和底部封合(横封)
• 密闭的纵向封合
• 完好的包材结构。
包材质量,无菌灌装机错误的调整,维修和操作不当及包装的运输损伤都会造成包装完整性方面的问题。为了减少这些因素的影响,需进行适当的检查:
a) 新到包材的功能检查
b) 灌装机的正确维修
c) 设备操作工培训
d) 能力监督
e) 适当使用外裹设备并对其进行维修
f) 所用外裹材料应能对包装在运输和处理过程中提供有效保护。
g) 对处理无菌包装的每个环节的工作人员进行必要的培训。
h) 包材应在卫生的,适宜的条件下存放,如适宜的温度,湿度并在供应商推荐的时间内消耗掉。
现在,我们有一些检查包装完整性的方法:
a) 染色实验
b) 包材中氧含量增加量检查
c) 电导检查
d) 撕扯实验微生物检查(如图10所示,将包装浸没在富含微生物的溶液中)已不再被推荐,因为实验过程会影响到包材:容易造成失误,使实验结果难以解释。
一些细菌可以穿过包材的一些细小孔隙,这些孔隙小到不会使产品泄漏。在模型实验中,我们用塑料材料,可以观察到运动型活菌的运动埃希氏大肠杆菌,铜绿色假单胞菌和枯草芽胞杆菌在24小时内,在内径10微米或更大的充满液体的毛细管中运动了10毫米。运动的速度随着孔径的减小显著地降低。最小内径介于1.3~2u. 非运动型活菌,如金黄色葡萄球菌和巨大芽胞杆菌及德巴利酵母属的酵母hansenii,假丝酵母(Candida parapsilosis) 和假丝球拟酵母属等微生物活动的非常缓慢,在内径为10u的充满液体的毛细管中,24小时它们的运动速度小于0.5毫米;根据细胞的尺寸,能被非运动型活菌穿透的最细毛细管内径为2~5u。
摘要
微生物的杀灭不是一个绝对的过程;不是所有的细菌在同一时间被同时杀灭。对于同一个灭菌过程,在一定时间间隔,相同级数的细菌被杀灭。理解这条非常重要。任何灭菌过程的效果都是由所采用的工艺参数和产品中微生物负荷来决定的。有时,为了使处理工艺更加有效,我们无法改变工艺参数来提高灭菌效率,这时我们只有通过降低原料中微生物负荷尤其是细菌芽胞的量来提高灭菌效果。
1. 概要
食品容器和食品的灭菌这个课题是充满争议的。一方面,立法部门或多或少地会将灭菌定义成绝对的状态,如:“没有。。。。”,另一方面,微生物的灭菌遵循半对数曲线的理论又被大家都接受。普通微生物和个别细菌芽胞的杀灭被广泛地研究。对大多数微生物而言,不论是使用热处理灭菌还是化学灭菌,都遵循半对数致死曲线的规律。
(Log(N0/N)=与灭菌剂的接触时间/D
No 为起始时的细菌营养体的量,N为细菌营养体与灭菌剂接触给定时间后的量,D为细菌营养体的量减少到原来的十分之一所用的时间。灭菌剂可以理解为加热或化学灭菌剂。
提高灭菌的效果可以有两种方式:减少产品中细菌芽胞负荷,如图1A所示;或使用更高的灭菌参数,如图1B所示。
无菌意味着产品中的所有活的微生物都不存在。用微生物的半对数致死率来表述,就是logx=0,但是,因为等式logx=0不存在,所以绝对的无菌是不存在的。它只能无限接近而不能达到。这样,每个灭菌过程都会有灭菌残留。也就是说都有灭菌效率。这可以用灭菌后微生物数量的常用对数被降低的个数来表达。例如:对一个常用的UHT系统,对牛乳灭菌时,安全地估计,灭菌效率为9D。也就是109个芽胞送入UHT灭菌系统,会有一个存活下来, 这个结果与处理的产品量无关。
109 细菌芽胞 - UHT- 100 =1
D值是一个时间量,它是在给定的温度下,对细菌芽胞达到1D灭菌效果所需的时间。F值是在指定条件下杀死食品中给定微生物量所需的时间(分钟数)。F0值设定的灭菌效率为12D,对应的Z值为180F(100C),灭菌温度为2500F (121.10C)。Z值是微生物反应时间减至原来的十分之一所需提高的温度。Q10值是灭菌温度提高100C,反应速度的提高倍数。假设Z值为10.5,Q10值为9,在1400C的灭菌温度下保持4秒钟,那么F0值为4.2秒。
在英国,健康及社会安全部门颁布了对低酸罐头食品的加工指南,其中规定,热处理的最低可接受标准为:经处理后,肉毒梭状芽胞杆菌可能的的残留为每1012个罐头里小于一个。这通常被解释成在1210C 的灭菌条件下,保持3分钟 (F0值=3)。在板式换热器中,用嗜热脂肪芽胞杆菌的芽胞作为实验微生物,灭菌温度为1420C,保持2秒,其灭菌效率为7D。这个结果是嗜热脂肪芽胞杆菌的芽胞被热处理后得到的结果,对牛乳进行热处理时需要修正,这是因为牛乳在热处理过程中会产生抑制剂,这种抑制剂会抑制普通细菌芽胞的发芽,尤其对嗜热脂肪芽胞杆菌芽胞的发芽更具有抑制作用。
被大量地衣芽胞杆菌芽胞污染的牛乳和奶油,Z值为7.4~8.00C 。在UHT的温度范围内,对嗜热脂肪芽胞杆菌芽胞的Q10 值为11,对应的枯草芽胞杆菌的Q10值为30。脱脂乳中的枯草芽胞杆菌的芽胞在129~1350C的灭菌温度下,Z值为6.8~180C。
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表1. 灭菌效果:蒸汽直接喷入式。 |
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枯草芽胞杆菌 |
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嗜热脂肪芽胞杆菌 |
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温度 |
芽胞起始量 |
最终芽胞数 |
对数减少值 |
起始芽胞数 |
最终芽胞数 |
对数减少值 |
140oC |
45,000 |
0.0004 |
9.0 |
10,000 |
0.0004 |
7.4 |
135oC |
|
0.0004 |
9.0 |
|
0.0004 |
7.4 |
130oC |
|
0.0007 |
8.8 |
|
0.25 |
4.3 |
125oC |
|
0.45 |
6.0 |
|
2.50 |
3.6 |
135oC |
4,000,000 |
0.0004 |
10.0 |
250,000 |
0.0004 |
9.0 |
130oC |
|
0.0004 |
10.0 |
|
0.0950 |
6.4 |
125oC |
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0.04 |
8.0 |
|
2.50 |
5.0 |
120oC |
|
4.5 |
6.0 |
|
2.5 |
5.0 |
135oC |
75,000,000 |
0.0004 |
11.0 |
|
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|
130oC |
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0.0250 |
9.5 |
|
|
|
125oC |
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4 |
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嗜热脂肪芽胞杆菌的芽胞在PH值为6.0和7.0的情况下,被加热到104.40C~137.80C, 我们就可以画出线性的半对数致死曲线,对应的Z值分别为8.70C和10.30C。
使用蒸汽直接喷入式灭菌系统,保持时间为4秒,在不同的温度下,我们就可以得出表1 所示的对数下降值(灭菌效果)。
在实验工厂,用嗜热脂肪芽胞杆菌作为实验微生物,脱脂乳被加热到1350C,Z值从没有低于6.70C (12 0F) 也从没有超过180C(320F)。
产气夹膜梭状芽胞杆菌A型芽胞在UHT时的钝化一直在研究。用毛细管法将含水芽胞悬浮液加热到85~1350C。在温度超过1000C时,结果显示芽胞的钝化效果很迅速。最耐热的肉毒梭状芽胞的D值在1400C时为0.1
表2.温度对枯草芽胞杆菌786的效果:超高温对乳制品中芽胞的破坏 |
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温度(oC) |
起始菌落数/毫升 |
最终菌落数/毫升 |
减少的数量级 |
130.5 |
7.2x106 |
0.9 |
7 |
|
6.9x106 |
0.6 |
7 |
132.0 |
74.8x106 |
0.2 |
7 |
|
4.8x106 |
0.09 |
7 |
133.0 |
4.7x106 |
0.001 |
8 |
|
7.3x106 |
0.001 |
8 |
135.5 |
4.9x106 |
<0.0004 |
>8 |
|
8.3x106 |
<0.0004 |
>9 |
秒。在灭菌温度范围为120~1400C之上时,悬浮在磷酸盐缓冲液(PH=7)中的肉毒梭状芽胞的Z值为110C。用毛细管法进行实验,会发现在85~1600C的温度范围,Z值有显著的增加。在148.90C/3.42秒时,对梭状芽胞的灭菌效率可达12D,这些结果是对芽胞悬浮液进行灭菌,Z值为19.40C及D值(148.90C)为0.285秒时得出的。
原料中肉毒梭状芽胞的数量在104/单位容器至10-1/单位容器之间。蘑菇产品中肉毒梭状芽胞的数量约为104/单位容器,肉中约为10-1/单位容器。包材上的肉毒梭状芽胞的数量在10-5/单位容器级别。一般包材上的微生物负荷可忽略,因为食品中的芽胞负荷要比包材上的大得多。当我们说工艺要求灭菌效率为12D时,有这样一个潜在的风险:我们只确定了芽胞的降低量,而终产品中的残余量会随着原料中肉毒梭状芽胞和其他芽胞的起始浓度变化而变化。
直接式灭菌系统在蒸汽和牛乳混合及闪蒸时的剧烈温度变化都会增对细菌芽胞热冲击的破坏效果。对比在实验室中将芽胞悬浮液置于较低的温度下的灭菌效果,直接式灭菌对芽胞的破坏效果比预期的要好。所以,在实验室获得的数据不能反映UHT的实际操作状态。在实验室做模型实验所用的微生物或多或少都是很耐热的而且在做实验时,它们的浓度都很高。这就让人怀疑实验结果多大程度可以反映实际生产。
摘要
在无菌灌装系统中,双氧水常用于对包材(食品接触面)的化学灭菌。本章将对以下方面进行讨论:双氧水在产品中的残留,双氧水对环境的影响及双氧水的化学灭菌效率。
1.概要
表1.不同浓度/温度的双氧水对枯草芽胞杆菌灭菌效率达到4D所需要的接触时间(秒)。 |
|||
温度(oC) |
10% |
15% |
20% |
25 |
1640 |
780 |
570 |
50 |
192 |
128 |
66 |
60 |
96 |
53 |
45 |
70 |
60 |
39 |
26 |
80 |
36 |
23 |
15 |
在大多数无菌-及延长货架期(ESL)产品的包装系统中,都会用双氧水对包材食品接触面进行灭菌或消毒。一种好的灭菌剂必须满足以下几个方面的要求:
a) 易于使用
b) 在线应用的一部分
c) 使用后无残留
d) 能有效地杀灭可能的腐败菌如细菌芽胞
e) 价格不贵
f) 无毒
g) 无腐蚀
h) 容易买到
在以上条款中,最主要的是微生物效率和在产品中的残留。尽管,有些化学品在某些方面效果更好,但双氧水的综合指标最好。
2. 微生物方面
用枯草芽胞杆菌的芽胞,在不同的温度和双氧水浓度下进行实验来研究双氧水的微生物效果,其结果见表1。
相关的文献指出:双氧水的芽胞破坏效果受其温度和浓度的影响。10%的双氧水溶液,在600C时Q10值约为1.6。如果浓度从10%增加到15%及从15%增加到20%,都会增加50%的灭菌效率。800C,30%的双氧水溶液,接触时间为几秒钟就可获得对细菌芽胞几个D的灭菌效率。
表2.CL.botulinum和杆菌的芽胞对35%双氧水,71.1oC和87.8oC,(10000个芽胞)下的耐受性 |
||||
|
时间 |
|||
|
71.7oC |
87.8oC |
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微生物 |
+ |
- |
+ |
- |
肉毒梭状芽胞杆菌 |
0 |
5 |
2 |
3 |
A型枯草芽胞杆菌 |
5 |
10 |
2 |
4 |
枯草芽胞杆菌 |
|
|
14 |
16 |
嗜热脂肪芽胞杆菌 |
|
|
10 |
14 |
+ =存活,生长 |
|
|
|
|
- =不生长 |
|
|
|
|
双氧水对肉毒梭状芽胞杆菌及杆菌的芽胞破坏效果对比结果,见表2所示。
实验用双氧水的浓度为10~41%,温度为24~760C,实验用微生物为枯草芽胞杆菌SA22,这是最耐化学品的微生物,及金黄色葡萄球菌,这是对化学品最敏感的微生物。
3. 双氧水在产品中的残留
在包材(食品接触面)灭菌过程中,常用双氧水浓度为15%~35%。无论是何种系统,灭菌后包材上的双氧水都不可能完全被除掉。所以,只要用到双氧水,就会有双氧水的残留。问题是多少双氧水残留是可接受的?在这方面,一些国家制订了相应的法规,其他国家在这方面没有控制。总而言之,有以下几种情形:
• 根本没有法规:双氧水的残留问题是公共健康监督员需要解释的事情。
• 现有的法规上说:“在食品加工过程中使用双氧水时,其残留不能超过‘技术不可避免的水平’”,但是,什么是‘技术不可避免的水平’?
• 在食品工业中应用的双氧水,“应能在加工结束前被去除或消散。”这里有两个问题:A). 去除是什么意思?显然应解释成“用相应的方法不能检出”。这样双氧水的允许残留量就取决于官方的实验方法的精度。如果检验方法不存在,那么允许的残留量是多少呢?这或多或少又是公共健康监督员需要解释的事情。B).结束是什么意思呢?对TBA系统而言,这是不是指横封完成,或是包装离开终端成型的时刻,或是在存储区,或是产品到了销售渠道,或是产品被消费者消费的时刻?
• 还有一种情况是既指定了相关的检验方法,也给出了最大的允许双氧水残留量。
现在,美国FDA对用双氧水对包材塑料表面进行灭菌后可允许的双氧水残留的规则是最完整,也是最好的。这个规则于1981年通过,规定如下:
• 只有规则中所列出的塑料表面需被双氧水处理。
• 双氧水中的添加物,如稳定剂,润湿剂等需满足规则或GRAS(通常认为安全规则)的要求。
• 双氧水的浓度控制在规则规定的范围内。
• 包装结束后,用规则中提到的一至两个检测方法即刻对包装进行双氧水残留量检测,其标准为不大于0.5ppm。
迄今为止,我们都没有发现消费一定量的双氧水会对身体有毒害。大剂量饮用双氧水,会刺激粘膜,但影响不会是长期的,因为人的细胞组织中就含有过氧化氢酶和过氧化物酶,双氧水会被分解:
2 H2O2 = 2 H2O + O2
对双氧水的毒性作过广泛的研究。双氧水分解的产物是水和氧,都是无毒的。双氧水也不会在体内积聚,不会出现慢性中毒。双氧水可以漂白头发及会对粘膜产生短暂的刺激。因为产气的缘故,大量摄取双氧水会有问题。
双氧水残留的推荐测试方法是过氧化物酶触酶实验。
残留在原料乳,巴氏杀菌乳及长保质期乳中的双氧水,在储存期的分解研究结果,见表4。
表3.牛奶中双氧水的分解 |
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|
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||||
牛奶 |
原料奶 |
巴氏杀菌奶 |
长保质期奶 |
|||||||||
H2O2(ug/ml) |
5 |
10 |
20 |
40 |
80 |
5 |
10 |
20 |
40 |
80 |
2 |
5 |
0 分钟 |
- |
|
+ |
+ |
+ |
- |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
5 分钟 |
|
- |
+ |
+ |
+ |
|
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
10分钟 |
|
|
|
+ |
+ |
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
20分钟 |
|
|
- |
+ |
+ |
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
40分钟 |
|
|
|
+ |
+ |
|
|
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
60分钟 |
|
|
|
- |
+ |
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
90分钟 |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
120分钟 |
|
|
|
|
- |
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
180分钟 |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
240分钟 |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ =可检测到;- =不可检测到; ug/ml = ppm = mg/升 |
|
|
|
|
|
|
表4.常温下长保质期奶中双氧水的分解 |
|
|
|
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H2O2(ug/ml) |
20 |
40 |
70 |
100 |
150 |
200 |
250 |
1天 |
- |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
2天 |
|
- |
- |
|
+ |
+ |
+ |
3天 |
|
|
|
- |
|
+ |
+ |
4天 |
|
|
|
|
- |
+ |
+ |
7天 |
|
|
|
|
|
+ |
+ |
8天 |
|
|
|
|
|
|
+ |
35天 |
|
|
|
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|
|
+ |
+ =可检测到;- =不可检测到; ug/ml = ppm = mg/升 |
4. 环境中的双氧水
另一个需要关心的问题是环境中的双氧水,即工作环境中的双氧水。在一些国家有明确的法律规定:
• 人员长期工作或滞留的环境,空气中的双氧水含量最大不超过1ppm.
吸入双氧水,尽管没有毒,但也会刺激粘膜(眼,肺等)。另外,双氧水也是漂白剂,会改变毛发的颜色。
摘要
本章只讨论纸基复合包装材料。当食品接触到一种物体的表面,不论是包材还是其他别的物体,产品和接触物就会发生反应:物体表面的物质会进入食品中,同样,食品中的物质也会被物体表面带走。本章将讨论包材和包装内容物之间的不同的化学反应。在无菌包装中,还应注意包材(食品接触面)上的微生物负荷。
1.概要
包材常用以下几种材料:
• 金属罐
• 玻璃瓶
• 纯塑料材料(瓶,杯,塑料袋)
• 纸基复合包材 等。
本章只讨论纸基复合包装材料。包材各层的结构如图1所示。各层的功能如下:最外层的聚乙烯层起到防潮的功能,纸层使包装有刚度,能够站立,接下来的聚乙烯层的作用象粘接剂(黏合层),将纸层和铝箔粘在一起,铝箔是防止外界光线和气体侵入及内容物组份逸出的屏障,接下来的聚乙烯层将最内层聚乙烯层与铝箔层粘在一起;为了达到层间足够的黏合强度,聚乙烯黏合剂应有高的氧化度;最里层的聚乙烯层的作用就类似盛装产品的密闭塑料袋。为了使包材能发挥其应有的功能,包材应在制造商推荐的温湿度条件下存储。一些产品会对包材的结构有特殊的要求,如:
• 果汁
• 番茄产品
• 食用油
• 矿泉水
• 酒,等。
包材的选择应与产品的种类和工艺参数有关。最好做一下老化实验以验证产品及包装的实际货架期。通常不建议使用加速法进行老化实验,所谓加速法就是用比实际可能遇到的温度还要高的温度来保温样品,加速老化,在较短的时间就能出结果的实验方法;这是因为在常温下不会发生的反应,经常会在实验温度下发生,导致产品变质,结果失真。
2. 产品和包材间的反应
包材和包装内容物间常会有反应发生,可将这类反应划分为如下四种(图2)2.1迁移
迁移指的是原来属于包材上的物质后来溶解到产品中。如果使用带铝箔的包材,这种反应主要发生在内表层。迁移发生于:
1) 聚乙烯层
2) 印刷层
3) 纸基层
现有的法规只是与迁移的物质是否有毒,是否引起明显的口味变化及总迁移量有关。总迁移量指在特定条件下包材上的物质迁移到测试液中的总量。
2.1.1.从聚乙烯层上的迁移
像聚乙烯这样的有机聚合物,迁移的量及迁移物质的种类都有严格的要求。欧盟的官方文件中规定聚乙烯在400C环境下,保温10天的总迁移量不超过60ppm.,对无菌包材的标准特定为:最大不超过5ppm. 通常为0.5ppm, 这个值远低于立法规定的上限。
另外,迁移物不能有毒。人们在这方面对聚乙烯作了很多研究,至今没有发现聚乙烯有急性或慢性的毒性;实际上,人们早就开始使用氧化乙烯制品来延长水果的储存时间,尤其是苹果。迁移物不应对包装内容物的风味造成可察觉的影响。包装内容物的风味越淡,对迁移物就越敏感,一点点迁移物就可以造成可以察觉到的风味变化;而在风味产品中,添加的香精掩盖了这种风味变化;在这方面,水是最难对付的产品,需要用专门的包材。
包材生产所用聚乙烯是没有添加剂的聚乙烯,在实际使用中不会有添加剂迁移方面的问题:如不会有增强剂,可塑剂或抗氧化剂迁移到产品中这方面的问题。
如果包材是先灭菌,后灌注,灭菌可能用单独的加热灭菌或是加热/化学灭菌相结合的灭菌方式,例如进行无菌灌装,灭菌过程对迁移的影响我们应充分地了解,实验并验证。灭菌过程会改变包材产品接触面的特性,进而影响迁移。
2.1.2 涂层的迁移
涂层以不同的方式成为包材结构的一部分。下面给出两个实例(图3)根据包材的式样(板材,卷材等)及其结构,直接或间接的来自涂层的迁移就可能发生。因此,我们就必须当心所使用油墨及溶剂的组份,必须考虑它们是否有毒及会不会影响产品的风味。当使用没有铝箔的包材时,我们尤其要当心这一点。
2.1.3 纸基的迁移
包材中的纸基层和产品没有直接的接触,因为它们之间还有聚乙烯层,有些时候,还有铝箔层间隔着,但纸层间接的迁移并不能排除。下述的两个因素应予以考虑:
a) 纸基的水份含量
b) 纸基中的化学品
如果纸基中的含水量高,超过9%,纸基中的组份会通过内表层塑料层进入产品,进而引起可察觉的风味变化。
包材纸基上的化学品来源于:再生纸纤维,造纸厂用的灭菌剂及其他化学品。环境保护意识的提高使造纸厂使用更多的再生纸及密闭水循环系统。这就要求我们在选用再生纸做为包材纸基用料时应象注重其卫生标准一样注重。
2.2 吸附
吸附是产品中的组份黏在包材内表面上的现象,通常是脂类物质,特别是乳脂,吸附会对高脂肪含量的产品带来问题,特别是稠奶油。对产品进行适度的均质可以减轻或消除这种缺陷。
2.3 吸收
吸收是指产品中的组份溶入了包材内部。一个吸收的例子是橙汁的柠檬油精的减少。这种现象有如图4所示的规律。
在产品存储开始时,产品中的组份溶入内表层中,随着时间的推移,更多的组份被包材带走;另一方面,塑料层中的组份浓度越来越高,溶入的组份又重新回到产品中,最后到达一个动平衡:再也检测不到浓度的变化。包材内表面能吸收多少组份,及吸收什么组份,取决于塑料层的厚度和种类。产品在灭菌及包装前先加入被吸收的组份可以弥补因吸收带来的影响。
2.4 渗透
渗透是指产品中的组份从内或外穿过包装的现象。在考虑渗透特别是气体的渗透前应分清两个概念:包材的密闭性和包装的密闭性。通常包材的密闭性远大于包装的密闭性。
气体可能会从包装的接缝处渗入。如图5所示:氧气可能会从纵封处渗入包装,这样包装的屏蔽功能取决于纵封条的密闭性,而不是
包材本身的密闭性。聚乙烯-聚乙烯-聚乙烯 封条比 低密度-高密度-低密度 封条的屏蔽作用更好,多层的结构对气体,尤其是氧气有良好的屏蔽作用。
横封处的气体渗透不是重要的。在横封区,黏结在一起的塑料虽然很窄,但很厚,气体的渗透速度很慢。
有一种推荐的检测方法,用于检测气体透过带铝箔层包材的气体渗透量。250毫升的包装,氧气的渗透量为:0.17毫升/每月。表1给出了不同无菌包装氧气的渗透量。氧气渗透到包装中的主要途径有:
表1.氧气的渗透率 |
||
包装类型 |
容量 |
氧气的渗透率 |
|
(毫升) |
mg/升/年 |
利乐砖 |
1000 |
3.7 |
康美包 |
1000 |
2.2-7.5 |
Hypa S |
700 |
1.5-2.2 |
玻璃瓶 |
1000 |
1.5-7.3 |
折角,封口,盖子或折痕线,通常氧气的渗透量很有限。装满富氧水的250毫升的利乐无菌包装,在不同的存储温度下进行检测发现:氧气的渗透量随时间的推移及温度的升高而增加。如图7所示。
3. 微生物方面
包材纸基层中的微生物以革兰氏阳性菌为主,从没有发现革兰氏阴性菌。在包材加工时,革兰氏阴性菌在包材干燥阶段就被消灭了。一半以上的样品中菌数计数小于200/g。 造纸厂密闭水循环系统,灭菌剂的使用量不足及再生纸的使用都会造成工艺用水微生物负荷显著增加,溶解的材料会导致微生物的增殖。通过改善水系统的通风,使用微生物过滤器,加强生产环境的卫生及精确使用灭菌剂等手段,我们可以有效地控制工艺用水的微生物负荷,减轻操作问题从而保证包材用纸的质量。
表2.塑料包材上的微生物组成
表2.塑料包材上的微生物组成 |
|
微生物 |
百分比 |
酵母菌 |
10.6 |
霉菌 |
20.6 |
细菌 |
68.8 |
微球菌 |
44.4 |
细菌芽胞 |
3.1 |
链球菌 |
3.7 |
假单胞菌 |
1.2 |
革兰氏阳性杆菌 |
6.9 |
革兰氏阴性杆菌 |
9.4 |
微生物 百分比
酵母菌 10.6
霉菌 20.6
细菌 68.8
微球菌 44.4
细菌芽胞 3.1
链球菌 3.7
假单胞菌 1.2
革兰氏阳性杆菌 6.9
革兰氏阴性杆菌 9.4
包材复合过程中挤塑和复膜过程是无菌的,因为这个过程的温度很高。但是,这个过程之后,包材会受到空气沉降菌的污染,污染菌的数量及种类取决于包材复合车间的卫生水平。包材的食品接触面上的微生物负荷不能超过5CFU/100平方厘米,或少于1 CFU/100平方厘米。塑料上的总菌落数在一些文献中提到为: 0.4~10 CFU/100平方厘米, 0~10 CFU/100平方厘米, 和2~10 CFU/100平方厘米。有些文献
曾报道,食品接触面上的总菌落数应为: 小于1 CFU/1平方米。如果挤塑过程中是无菌状态,则微生物负荷可达到:0.2~0.8CFU/100平方厘米。纸基包材食品接触面上的微生物负荷通常为:0~5CFU/100平方厘米。 表2列出了包材上常见的微生物种类,这个结果是在包材刚刚生产出来后得到的。
我们应注意包材的储存环境对包材的影响及在灌装间受到的再污染,在包材存储期间,污染的微生物的种类和数量都会有变化。通常,我们用双氧水来对包材食品接触面进行灭菌。对包材(食品接触面)灭菌必须要达到的效果取决于:包装的尺寸(接触面积),表面的污染程度及可接收质量水平(AQL)。包材灭菌所需最小的灭菌效率为:4~6D,实验所用微生物为枯草芽胞杆菌A;通常推荐灭菌效率为4D。据报道,双氧水对肉毒梭状芽胞杆菌的芽胞灭菌效果是枯草芽胞杆菌芽胞的2.5倍:对枯草芽胞杆菌芽胞的灭菌效果是4D,则对肉毒梭状芽胞杆菌的芽胞的灭菌效率为10D。 要达到1:10,000 的坏包率,不仅需要有4D的包材灭菌效率,还要控制中间产品的质量(细菌芽胞数),包材处理和使用环境的卫生。另外,一条无菌生产线的坏包率不是无菌灌装操作这个环节就能决定的。
摘要
食品工业中会用到一些有益的微生物来生产特定的食品;但有些微生物对人来说是有害的,可引起疾病或食物中毒,大多数的真菌都会引起食物变质。
无菌技术最关心的微生物是真菌(霉菌和酵母菌)和细菌。本章将对这类微生物进行一般性讨论并简单涉及到产品和包材灭菌等方面。
1. 概要
微生物是指肉眼看不到的那类数目庞大的生物群,通常被分为以下几类:原生动物,藻类,真菌类(霉菌,酵母),细菌和病毒。在无菌加工技术中,原生动物,藻类和病毒都不常见,以下章节将不再讨论。
1.1霉菌
霉菌是微生物中的一个大群,霉菌在环境很恶劣的条件下仍可以生长,它们可以耐受PH=1.5~8,很低的水分活度(aw), 很低的温度及很少量的养分。但霉菌生长的环境必须有氧气。霉菌有典型的组织结构,人们可以用显微法将其划分到菌属。在缺氧或无氧的环境下(如被浸没的菌种)霉菌的生长会变慢,通常也不会形成孢子。(图1)
菌丝很细(直径只有几微米),但很长。在有氧的条件下,菌丝会生出特定的结构(孢子囊),在那里孢子囊可以形成大量的孢子,过了一段时间后,这些孢子会同时释放到环境中:孢子象爆炸一样释放到环境中!因此,只要在工厂中发现哪怕是很小的霉斑,都应马上铲除。霉菌的孢子不是很耐热或消毒剂。
在一定的条件下,一些霉菌可以形成相对耐热或耐消毒剂的孢子(囊孢子,厚垣孢子),在果汁加工业中,这个问题已存在了很长时间。
在食品工业中,有些霉菌可用来生长奶酪(Camembert奶酪,蓝奶酪及其他类的奶酪),霉菌也是抗生素的重要来源,然而某些种类的霉菌会生成毒素(毒枝菌素),这些毒素会在体内积聚并致癌。
1.2 酵母
酵母通常都是椭圆形的细胞,直径在3到6微米,长度为5到10微米,酵母在10~300C,PH较低的环境下生长。一些酵母可以耐受很低的水分活度(aw=0.6), 但它们对养分的需求高于霉菌。很特别的是酵母是出芽繁殖,也就是在母体酵母上先生出一个芽,这个芽不断长大,最终会和母体分开(如图2所示),和芽分离后的母体细胞膜上会留有一个疤痕,这限制了母体的繁殖数量,一个酵母细胞最多可以8~10个子细胞。
在食品工业中,一些酵母被用来发酵酸奶制品(克尔非酸奶酒,或其他)和酿酒。
1.3 细菌
细菌也是微生物中的一个大群,它们分别在自然界中的各个地方,它们对于氧气的需求也不同,有些细菌是厌氧的,在有养的环境下不能生长,有些是耗氧的,在有氧的环境下适合生长,第三种是兼性细菌,需少量的氧气;大多数的细菌在水分活度低于0.9时不再繁殖,对于养分的需求各不相同,区别很大。在自然界中,细菌在分解有机物方面起到至关重要的作用。在食品工业中,细菌可以引起食品变质,但有些细菌可用来生产发酵奶制品及其他食品。
细菌有三种基本的细菌形态:
a) 小球状(球菌)
b) 直杆状
c) 弯杆状
细菌是通过细胞分裂进行繁殖的,如图3所示。
在适宜的条件下,细菌的繁殖速度很快,一个细菌只需10到15分钟就可以变成两个,一百万个细菌繁殖成两百万个细菌所需的时间和前者相等,这个时间被称之为代时。
在实际应用中,我们把细菌分成两组:
a) 不形成芽胞的细菌;常规的化学,物理方法就可以杀灭细菌营养体。
b) 形成芽胞的细菌;这些细菌在环境恶劣的情况下会形成休眠孢子,休眠孢子是很耐热及耐受消毒剂的,在恶劣的条件下,休眠孢子仍能存活下来。
通过革兰氏染色实验,我们可以将细菌划分为革兰氏阳性或革兰氏阴性的细菌。(革兰氏是二十世纪初丹麦物理学家,他曾试图将人体组织中的细菌进行染色)。细菌细胞壁结构的不同,使细菌在染色中有不同的表现,革兰氏阳性细菌的细胞壁主要由蛋白组成,而革兰氏阴性细胞的细胞壁主要由脂类组成,总体来说,革兰氏阳性细菌比革兰氏阴性细菌更难杀死。
1.4 超高温处理和无菌灌装
在超高温处理和无菌灌装过程中, 必须包括如图4所示的几个灭菌环节。
这些灭菌环节的目的是要达到:商业无菌的产品,设备及任何与产品接触的备件的充分灭菌。为此,可以使用物理的方法(热处理,辐射等方式)或化学的方法:其目的是杀灭所有在产品中可以繁殖进而使产品变质的微生物,对于高酸产品而言,只要杀死酵母,霉菌和一些细菌的营养体就可以达到商业无菌,对于低酸产品灭菌不仅要杀灭酵母,霉菌,细菌营养体,还要杀灭芽胞杆菌和梭状芽胞杆菌;芽胞对温度和化学灭菌处理有很强的耐受性,芽胞是细菌的一种休眠状态,不能繁殖;芽胞在极恶劣的条件下也可以存活很长时间,休眠程度越深,芽胞对恶劣环境的抵抗能力越强(图5);
如果外界环境好转,芽胞开始发芽,芽胞从休眠状态的芽胞变成新的细菌营养体(图5),这时它可以繁殖。
芽胞发芽的第一步是吸收水分,这时的芽胞对温度比较敏感,普通的超高温处理可以很容易地将其杀灭。
超高温灭菌工艺对耐热芽胞有一定的灭菌效率(灭菌效率取决于灭菌工艺和芽胞的耐热程度),灭菌后残留取决于以下几个因素:
• 灭菌工艺参数;
• 芽胞数量,
• 芽胞种类和耐热程度
对于超高温灭菌工艺,应注意以下参数:
• 灭菌时间
• 灭菌温度
因此,整条生产线的无菌生产效率只有在确定了必要的工艺参数后才能给出,而这些参数不是设备工艺商都能控制的,尽管如此,设备供应商可以给出灌装机的无菌效率,通常为1:10,000。
2. 产品灭菌
化学反应的Q10 值约为2~3,对芽胞的杀灭,Q10 值会比较高,通常在8--30:就是说,升高温度,微生物的杀灭效率远比高温灭菌造成的化学变化要高的多,这样,在相同的灭菌效率下,灭菌温度越高,灭菌所需的时间越短,产品的化学变化也越小。
对于一台给定的超高温设备,灭菌效果取决于工艺参数(灭菌时间/温度),芽胞的种类和休眠深度和产品特征,如PH值,水分活度aw , 产品黏度等;对于给定的产品,可以使用以下公式:
灭菌残留=工艺参数+微生物负荷
细菌负荷(芽胞数)由以下因素决定:
a) 原料的质量;
b) 在预处理过程中,原料被污染,微生物繁殖或形成芽胞的程度。
原料是指产品配方中添加的组份,以及在制造过程中需要的材料,如包材;灭菌效率可以通过提高超高温灭菌温度/时间来提高,
表1.乳制品中的嗜温菌 |
|
|
|
|
产品 |
脂肪% |
芽胞数 |
脂肪% |
芽胞数 |
原料奶 |
4.1 |
249/g |
4.2 |
89/g |
脱脂奶 |
0.1 |
224/g |
0.1 |
86/g |
奶油 |
47.0 |
29/g |
55.3 |
20/g |
sludge |
- |
12,800/g |
|
6,100/g |
|
|
|
|
|
表2.乳制品中的嗜热菌 |
|
|
||
产品 |
脂肪% |
芽胞数 |
脂肪% |
芽胞数 |
原料奶 |
4.3 |
4.3x106 |
4.2 |
9.5x103 |
脱脂奶 |
0.1 |
9.1x105 |
0.04 |
9.3x102 |
奶油 |
33.8 |
1.8x105 |
32.0 |
1.0x102 |
sludge |
- |
5.0x108 |
|
2.8x109 |
因为产品的结垢现象也同时加剧,连续生产时间会缩短,产品的化学变化会相应增加(如产品
变色,营养素的损失等)。我们应有这样的概念:包材灭菌效率的增加通常都会带来得不偿失的副作用。
原奶中嗜温菌芽胞的含量(在英国)随季节变化而变化,冬天比夏天高,芽胞数量在0~700CFU/100毫升,不同种类微生物的比例如下:地衣芽胞杆菌:62%;短芽胞杆菌:15%;枯草芽胞杆菌:7%;其他:9%。
3.包材的灭菌
无菌包装没有明确的定义,所以任何一家公司都可以将其带有包材灭菌系统的灌装机称为无菌灌装机,但无菌效果怎么样却是另外一个问题。
超高温灭菌或化学灭菌对常规微生物和特定的细菌芽胞的灭菌曲线通常是(但不总是)半对数曲线。化学灭菌的效果和超高温一样,也是取决于灭菌参数及微生物(细菌芽胞)的数量,种类和耐受性,如下公式:
灭菌残留=工艺参数+微生物负荷
不同芽胞和梭菌经双氧水灭菌后的残留量可以绘制出一组致死曲线,有一部分极耐热芽胞致死曲线的尾部有上翘的现象,有一种解释认为,这是因为大量的死亡微生物形成菌团,保护了核心的微生物造成的这种现象。A型枯草芽胞杆菌,SA22枯草芽胞杆菌和(globigii)枯草芽胞杆菌对双氧水灭菌都有很强的耐受性,所以我们通常都选用这些微生物来进行灭菌效果实验。对240C,浓度为25.8%的双氧水的耐受性,这些微生物的比较如下:SA22枯草芽胞杆菌>枯草芽胞杆菌(globigii)>凝结芽胞杆菌>嗜热脂肪芽胞杆菌>梭状芽胞杆菌>金黄色葡萄球菌,它们的D值分别是7.3, 2.0, 1.8, 1.5, 0.8 和0.2分钟。芽胞的菌龄不影响其耐受性,但干燥的芽胞却是湿芽胞耐受性的两倍(166,167)。对于一个特定的灭菌过程而言,其灭菌效率可以用细菌芽胞在灭菌过程中数量级的递减数量来表示。
我们发现枯草芽胞杆菌的芽胞经240C,浓度为15-35%的双氧水处理后可以被激活, 90%以上的芽胞在经800C,5分钟的热处理后都可以被激活,但是,当温度上升到1000C,会造成芽胞的永久失活,这一温度是大多数包材灭菌过程中达到的温度。
大多数的无菌包装系统中,包材(产品接触面)的灭菌常常用双氧水进行化学灭菌,以下参数因予以考虑:
表3.枯草芽胞杆菌的D值 |
|||
H2O2浓度 |
20oC |
30oC |
40oC |
5.9 |
38.9 |
10.7 |
2.1 |
11.3 |
16.2 |
5.1 |
1.6 |
17.7 |
9.3 |
2.9 |
1.0 |
23.6 |
5.6 |
2.0 |
0.9 |
• 用什么样的化学灭菌剂
• 灭菌剂的浓度
• 灭菌剂和被灭菌物体间的接触
• 接触的时间
• 接触的温度
如前所属,喷雾法不能将所有的食品接触面上附着上灭菌剂,根据喷嘴结构的不同,通常只有30-40%的包材食品接触面上附着上双氧水,但是接下来的干燥处理,即用1800C的无菌热空气对包材进行加热,以去除包材上的双氧水,使其在产品中的残留达到可接受的水平, 这一热处理过程使双氧水蒸发,弥补了喷雾时双氧水与包材接触不充分的不足,使灭菌效率大大提高,达到了满意的灭菌效果。
要到达最佳的灭菌效果,建议使用50%浓度的双氧水。双氧水温度在800C以上时,最具耐受性的芽胞杆菌的芽胞也会被迅速杀灭,霉菌的孢子,细菌营养体和酵母菌细胞的耐受性没有那么强,在很低的温度下就可以被双氧水杀灭。枯草芽胞杆菌的芽胞的D值在双氧水浓度和温度升高是迅速减小,参见表3。
表4.枯草芽胞杆菌达到4D灭菌效果需要的时间(秒) |
|||
温度oC |
10%H2O2 |
15%H2O2 |
20%H2O2 |
25 |
1640 |
780 |
570 |
50 |
192 |
128 |
66 |
60 |
96 |
53 |
45 |
70 |
60 |
39 |
26 |
80 |
36 |
23 |
15 |
表4列出了一个早期的研究结果,可以看出结论是相似的。
在不同的温度和浓度下,Q10值的变化不大,范围在1.36~1.74之间。
表5.35%浓度的双氧水在不同温度下杀灭106芽胞需要的秒数 |
||||
芽胞类型 |
71.5oC |
71.5oC |
87.8oC |
87.8oC |
肉毒梭状芽胞杆菌 169B |
0 |
5 |
2 |
3 |
A型枯草芽胞杆菌 |
5 |
10 |
2 |
4 |
枯草芽胞杆菌(globigii) |
- |
- |
14 |
16 |
嗜热脂肪芽胞杆菌 1518 |
- |
- |
10 |
14 |
肉毒梭状芽胞杆菌在35%的双氧水环境下比枯草芽胞杆菌更易被杀灭,参见表5。
用双氧水做为灭菌剂,我们可以得到如表6所示的D值和Z值。
表6.不同微生物的D值和Z值 |
||||
微生物 |
% H2O2 |
温度oC |
D值 |
Z值 |
A型枯草芽胞杆菌 |
26 |
25 |
7.3 |
24 |
枯草芽胞杆菌ATCC9374 |
26 |
25 |
2 |
|
凝结芽胞杆菌 |
26 |
25 |
1.8 |
|
嗜热脂肪芽胞杆菌 |
26 |
25 |
1.5 |
|
枯草芽胞杆菌ATCC95244 |
20 |
25 |
1.5 |
4.7 |
枯草芽胞杆菌 |
25 |
25 |
3.5 |
|
肉毒梭状芽胞169B |
35 |
88 |
0.03 |
29 |
按照美国食品药品管理局的相关要求,对包材的灭菌效率为:对枯草芽杆菌的芽胞的灭菌效率不得低于4D。
低浓度双氧水在结合紫外线照射的情况下灭菌效率可以大大地提高,紫外线对芽胞的灭菌效率在有双氧水的情况下是单独用紫外线灭菌效率的2000倍。紫外线照射结合2.5%的双氧水,然后再进行850C加热,这种灭菌方法在实验中对实验所用的15种芽胞杆菌和梭状芽胞杆菌的灭菌效率均可以到达99.99%(4D)。将灭菌剂喷到塑料表面进行包材灭菌的灌注系统很少宣称紫外灯和双氧水的结合效率,这是因为双氧水在包材表面仅仅是部分覆盖。
乳制品、果汁、茶饮料等液态食品无菌生产与加工技术于上世纪80年代在中国落地,目前已经40年。这么多年的实践证明,清洗(含CIP)在无菌生产中的作用无可或缺(据报道,保温样坏包事件的45%左右与清洗不彻底相关),其主要作用是使得无菌要素(含产品和无菌空气等)的直接接触面能够保持或者恢复出厂设计RBC(Restore to basic condition)。但是生物膜的产生,对于CIP清洗造成巨大的挑战。严重的会深入不锈钢表面,导致CIP始终无法有效杀死去除微生物的灾难性后果。还是预防为主的理念,及时,有效地确保每次CIP效果。
恢复出厂设计的标准为:0,清新、无异杂味,对于特殊的处理过程或特殊阶段容许有轻微的气味但不影响到最终产品的安全和自身品质;1,清洗表面光亮,无积水,无膜,无污垢或其他;当水从表面流过时,水的痕迹有无太多断痕;2,表面光洁,粗造度低于0.8um,用手指触摸表面时,无油腻及粗糙的感觉;表面用全新的白色纸巾反复擦拭,有无污点和变色;3,ATP小于10RLU;4,经过最终水洗的细菌总数不得高于10cfu/cm2(可以使用双氧水等浸泡管路使得细菌总数下降到1cfu/cm2,见左下表);5,大肠杆菌不得高于1cfu/100cm2;6,表面用波长340-380NM紫外线照射检查时,无可察觉的萤光存在。
为了取得较好的RBC结果,清洗必须做到:
1,保障有足够而不过度的机械力与冲刷力。
机械力的产生主要依靠手工打磨与洗刷;冲刷力的产生对于管道而言,管径≤80mm时,需要做到1.5m/s的流体速度来保障CIP效果(流速越大,压强越小,一般不高于2.0m/s,否则会由于压强不足,流体会像飞机一样飞起来,产生气腔而导致浸润力、热渗透力、湍流机械冲刷力和化学反应力下降而导致清洗不彻底);一般管径≤80mm,流速≥1.5m/s,管径≥80mm,流速≥2.5m/s。流速还与生产线的设计与构造有关。
对于立式罐而言,需要保障表面流量不低于200升/m2/h;对于卧式罐而言,需要保障表面流量不低于300升/m2/h;管底积液不得高于50mm;罐体往往需要借助喷淋球等产生机械冲刷力而进行RBC。
流速对于管道CIP而言是最重要的清洗要素。提升清洗流速是HTP (High temperature and pressure) 高温高压清洗程序设计的一个有效办法,目的是为了强有力地减少或者去除生物膜。
CIP对于部件的清洗由于变径等的妨碍往往变得无能为力,由此需要手工拆卸进行清洗维护,称之为MRBC (Manually Restore to Basic Condition) 。由于合适工具的缺失,有些变径部分仍无法达到真正的RBC,由此需要预防措施或者补偿办法进行微生物残留风险的降低或去除。工业成熟的做法为使用30%-35%浓度的双氧水对目标部件进行浸泡,浸泡时间不低于30分钟(如果有条件,在保障安全的前提下,将双氧水温度提升到90C以上会取得更好的效果);臭氧消毒也是一个不错的选择。
将该类需要MRBC的部件进行甄别、罗列和编号,并制定RBC周期(多长时间维护一次)、方法(怎么维护)、目标(维护到什么程度)、工具(需要使用什么样的维护工具)、预防措施(无法彻底实施RBC的补偿措施,如双氧水浸泡和使用循环件等)和安排实施人进行实施和评估,称之为MRBC风险地图管理(见如下部分风险管理示意图)。
2,保障足够的清洗温度:温度越高,所需要清洗的时间越短,效果越好。
温度越高,清洗效果越好。温度越高,分子运动越快,与污垢接触机会越多,作用也越快,清洗效果也越好。同样温度也不能过高,过高的温度能耗大,成本高。同时由于产品加工时会由于高温作用(如UHT对产品的杀菌、UHT本身灭菌准备、灌装系统本身灭菌准备以及产品输送管道等的灭菌准备等)造成蛋白变性、焦糖化反应、脂肪的聚合作用以及钙镁离子在管壁的沉淀等,HTP原则上需要在同等或者高于加工温度条件下才可以使得以上物质进行溶解或者逆序化。热能在一定流量下,温度越高,黏度系数越小,雷诺数(Re)越大。温度的上升通常可以改变污物的物理状态,加速化学反应速度,同时增大污物的溶解度,便于清洗时杂质溶液脱落,从而提高清洗效果、缩短清洗时间。运动能的大小是由Re来衡量的。Re的一般标准为:从壁面流下的薄液,槽类Re>200,管类Re>3000,而Re>30000效果最好。
提升温度对于清洗的三大好处为:流体粘稠度降低,对于污垢的携带性增强,从而提升清洗能力;污垢变软、结构疏松或者溶解,热浸润及化学作用力由于接触面增大而增强,同时利于冲刷和剥离;温度的升高使得清洗剂与污垢的物理及化学反应能力大大增强。
对于UHT的HTP清洗,温度往往需要高于其加工温度,如137-142摄氏度;对于灌装机等如果其灭菌温度达到120摄氏度,则HTP温度也至少需要达到120摄氏度,并在同等时间下进行清洗反应。
对于正常的CIP,清洗温度一般不低于60摄氏度,酸碱温度不高于85摄氏度;水冲洗尤其是首次冲洗的温度不高于68度,以预防高温导致的蛋白变性。
由于蛋白结垢与矿物质结垢的交替性,以及诸多清洗循环的不彻底性,HTP在程序设计上需要考虑交替清洗,但是热作用力是一致的,也就是温度每上升10摄氏度,热作用力速度会增加1-3倍,同时对系统部件包括垫片的损伤也会增加。而HTP的使用往往是因为芽孢菌的持续存在,届时对于加工系统的损害已经远远小于去除生物膜对系统的益处而不必过多考虑。
3,清洗剂的浓度
浓度越高,清洗效果越好。一般来讲,浓度越高,单位体积内清洗液分子数越多,与污垢的反应机会越多,清洗效果越好。但是要考虑成本、时间、设备等问题,不能无限提高浓度。浓度大了成本自然高,对设备也有一定损害,还有大浓度的清洗剂导致水冲时间变长,清洗剂在使用后显然不能在设备内残留,必须水洗冲干净没有清洗剂残留。浓度与清洗温度和清洗时间呈负相关,即高浓度需要较少的清洗时间和较低的清洗温度;污垢的附着量越高,加工系统的运行年限越长以及常规CIP的清洗频次越高,清洗剂的浓度需求就越高。在上世纪80年代,由于社会需求不畅,诸多加工设备需要内壁打黄油进行长期存放,在重新生产时,需要借助10%浓度的NaOH进行近100摄氏度的去油循环。
行业普遍认为随着清洗剂的浓度增高,在一定范围内温度和时间降低,超过一定的浓度(如上图所示:一种复合清洗剂浓度和清洗时间曲线),需要的清洗时间和温度反而需要增高。可能是过多的残留物需要高浓度的清洗剂进行化学反应,巨量化学反应需要更多的时间与更高的温度协同,才能达到预期的清洗效果。注意,即便是生产中常用的浓度,对连接密封管道的食品密封圈都会有一定腐蚀作用,使用一定时间后要定期检查更换,尤其是对无菌设备,在其做完SIP达到无菌状态后一直到完成生产,这段时间不能有任何渗漏,否则带来风险及提高控制成本。酸碱洗涤剂中的酸一般是指1%—2%硝酸溶液,碱指1%—3%氢氧化钠。
4,清洗剂的选择
碱洗能通过皂化反应去除脂肪,溶解蛋白质,溶解大部分碳水化物污垢,反应产生可溶性盐,酸洗可以去除钙盐等矿物质、碳水化合物,水垢、腐蚀产物、乳石/啤酒石等。原则上选择组分简单、成分含量确定的清洗剂。常用的清洗剂是氢氧化钠和硝酸。实际生产中更多的使用复合清洗剂,就是在碱洗时除了有氢氧化钠外还加入了其他清洗剂,酸洗也是这样。例如,加入表面活性剂、螯合剂、分散剂、悬浮剂、消泡剂等等,这样的复合清洗剂比单单使用氢氧化钠或硝酸效果好很多。表面活性剂减少水的表面张力可以使清洗液渗入更细小区域,螯合剂可以去除金属离子,螯合剂和分散剂防止形成水垢沉积,悬浮剂给不可溶污垢提供悬浮能力,以利于冲洗,消泡剂防止泡沫形成,提高清洗效能。清洗剂还有表面活性剂、螯合剂等,但只在特殊需要时才使用,如清洗用水硬度较高时可使用螯合剂去除金属离子。
5,物料与清洗表面的吸附力
污染物或残留料液和被清洗体表面的吸附力越大,越难以清洗。
6,产品接触表面粗糙度
设备内表面。内表面越粗糙越难以清洗,所以设备内壁必须经抛光处理,以Ra表面粗糙度来衡量,此值越小越光滑,有的设备内表面粗糙度Ra可以达到0.4µm,一般内表面要求Ra≤0.8μm;外表面Ra≤2.5μm,实际上可以可根据需要来做。国家对这方面有要求,可以参考,例如,《QB/T 2467-1999食品工业用不锈钢管》要求精加工表面Ra≤0.8µm,管道和缸体内壁是精加工,《GB/T 24571-2009 PET无菌冷灌装生产线》要求容器、阀门表面粗糙度Ra≤0.8µm。
7,清洗时间
一般来说,清洗的时间越长,效果则越好。但在工业化生产中必须保证生产的速率,通常清洗时间为2~3倍的完全覆盖时间。整个在位清洗流程的每一步,都以清洗时间为运行时间。同时要使每一段清洗操作发挥最大清洁效果,一定要有适当的作用时间。板式热交换器和管道:15-45分钟。连有管道的桶、缓冲桶、搅拌器:5-20分钟。(注:这里指的是循环清洗时间。)清洗时间受许多因素的影响,如清洗剂种类、浓度、清洗温度、产品特性、生产管线布置以及设备设计等。清洗时间必须合适,太短不能对污物进行有效去除,太长则浪费资源。
8,清洗用水
水的硬度越高,清洗效果越差,因为水中的钙离子、镁离子会与清洗剂中的化学基团形成难溶化合物导致清洗困难,如: CA2++OH- → CA(OH)2。加入保护剂可以消除这种作用。做CIP常用的水有软水或者RO水。RO是反渗透英文的简称。软化水生产成本比RO水的成本低,企业通常采用软水来做清洗,但是如果当地水质较差,比方说碱度偏高,就会采用RO水来做CIP。不要小看清洗时水的作用,它可以溶解绝大部分污垢、碳水化合物、蛋白质(蛋白质作为有机大分子分子化合物,在水中以分散态(胶体态)存在),虽然溶解油脂性的效果差,但并不是一点用都没有。清洗剂还有表面活性剂、螯合剂等,但只在特殊需要时才使用,如清洗用水硬度较高时可使用螯合剂去除金属离子。
9,管道连接
管道连接的理想状态是全部采用焊接。管路安装要做成尽可能大的坡度(最低为1%,通常2%效果更好),这样可促使管内液体靠重力自排,同时可防止形成气泡阻止流体与被清洗表面的接触。管道连接也要避免出现死角。死角很难清洗到位。
结语
可能很多人都认为CIP装置就是用酸水和碱水对着清洗设备内腔进行冲洗。如果仅停留在这样的认识,那是最低层的。CIP 装置应该根据它的清洗工艺来设计。首先该明确它的清洗对象是什么,需要用什么样的清洗剂对它清洗。其次是搞清清洗剂的浓度( 包括水)、温度、压力、速度、时间、距离( 距清洗罐) 和雷诺数。第三是清洗的顺序,先洗什么,后洗什么,哪些一次性洗,哪些定期洗。这些就是制定清洗工艺的依据,也是选择配置的依据。CIP 系统中关键的是其清洗工艺。设备是硬件,工艺是软件。不同的清洗对象(啤酒、饮料、果汁、乳制品、药液、矿泉水、食品、化妆品等),本质上应有不同的清洗工艺。研究CIP,应该是研究清洗工艺。到目前为止还没有制定出针对啤酒、饮料、乳制品等行业一个完整的、科学的、系统的、规范的清洗工艺。由于提供设备的厂家往往不具备这种研究的条件。为了克服设计上的盲目性,只有设备设计者、清洗剂供货商和客户紧密联系,共同分析、研究才能制做出较为理想的、满足客户要求的CIP 设备。
正常UHT乳应为乳白色或稍带黄色。当乳色泽较深时,则可能发生了不同程度的褐变。褐变主要是由于乳中乳糖和某些氨基酸发生了美拉德反应,正常的UHT灭菌条件(135~140℃℃,3~4s)一般不会导致明显褐变。新牛乳只有在灭菌温度过高或时间过长时,才会有明显的褐变现象。因此,控制灭菌参数的稳定是预防褐变的主要方法。当无菌灌装设备因任何原因停止灌装时,或牛乳因某种原因在UHT灭菌器中反复循环时,会造成牛乳严重褐变,此种情况下应将灭菌器排空后,对换热器及灌装机重新杀菌,待可以灌装后重新进料。
控制生鲜牛乳的新鲜度在一定程度上也会提高牛乳的抗褐变能力。
原料乳质量不好或生产时间过长或是温度突然过高会使乳蛋白变性程度增大并产生糊管及焦糖化现象,因而会影响杀菌效与果。另外,乳中加的稳定剂也会影响生产,如加热表面结焦;UHT温升过快,浪费生产实践;UHT管内壁的结焦还会影响清洗效果,造成恶性循环。因此遇到UHT温升太快(平均1h超过1℃),或者清洗后刚开始使用就温升过快,就要第一分析配方组成,改变一下配方。第二是跟踪清洗效果。调整CIP清洗程序
摘要
生产过程或产品偏离既定的标准或规范所进行的问题调查活动,称之为故障排除。故障排除可以凭直觉判断,也可以进行系统分析。这种活动,尤其是系统地进行故障排除,所需费用相当昂贵,如果是为了分析某个问题的起因,费用问题尤为突出。不过后者可以避免类似问题的重复出现。凭直觉进行故障排除的细节无法讨论,系统故障排除则需要信息和数据。在本章节,利用微生物知识进行系统故障排除的细节,将会进行一定程度的讨论。
1 .概要
有效进行故障排除的前提是存在确切的质量标准。只要产品或者一个加工过程偏离特定的标准,或者当这种偏离趋势比较明确时,就有必要进行故障排除。
但如果试图去解决并不存在的问题,所花费的费用就会更高。
故障排除往往并不会有效地进行。用微生物学的知识去解决问题经常会犯以下错误(261):
a) 所调查的问题并不存在:一个想象的缺陷得到了强化。
b) 快速的技术调整改变了问题发生时的情况,以至无法再进行分析,同时还会引入新的问题。无限制的技术调整导致垫片被换掉,管接被拧緊,设备进行了调整和清洗等等。参数在不明所以的情况下得到了“校正”。经过这么多的调整,问题经常会自动消失。问题是,不同的措施并不会协调进行,而且没有记录,往往是你调试灌装机,我设置杀菌机。
c) 通常造成问题的原因会很多,最重要的原因却没有找出来。
d) 时间紧迫,人手短缺以及缺乏组织性都会造成问题的混乱。
e) 没有进行系统的微生物鉴定分析,或者分析结果与技术上的发现相去甚远。
不过,解决问题的方法不外乎以下两种:
1)凭直觉进行判断;或
2)进行系统分析。
两种方法各有优缺。
2.直觉故障排除
直觉故障排除不是解决问题的系统方法。其第一步就是行动。所以速度快,这是直觉故障排除的优点。时间不能说是故障排除最重要的一方面,但也是很重要的一方面(261)。另外,直觉故障排除所花费的费用不多。可以这样说,造成问题的原因并没有找出来,从而难以采取措施避免同样的问题再次发生。这是直觉故障排除的主要缺点。进一步还可以看到,并不是所有的问题都可以凭直觉来解决,而且,直觉故障排除无法教授。它需要一定的经验,直觉和运气。
不能运用直觉故障排除解决问题一个例子如:产品线投入商业生产,取得操作经验,又用这些经验去提高“生产质量水平”。可是,经过一段时间,“使工作更轻松”的经验也被用到了生产中。大多数人都会很懒。结果,生产质量水平持续下跌,直到“成功销售所需要的质量水平”无法达到。此过程所牵扯的人员并不清除发生了什么。他们并没有故意让产品变坏。这样的问题很难解决,因为许多操作失误混在了一起,而每一个失误对问题所起的作用都很小。只有依靠外面的专家、系统进行有规律的技术审核才可以避免此类问题的发生。许多大公司已经采纳了上述的方法。
3.系统故障排除
对于系统故障排除,第一步是进行思索:分析现存数据,形成一个看法。通常还会需要其它数据,这些数据必须正确地加以选择。搜集信息和辨认信息,缩小问题的范围。
也可以通过如下方法来选择信息:
• 信息鉴别或
• 排除无效信息。
系统故障排除属于团队活动。该团队成员能够代表品控、生产和问题最可能出现的部门。有必要对故障排除团队的永久成员做正确地培训:产品的全面知识和所涉及的相关技术知识。
对造成问题的具体原因进行鉴别,采取相应措施避免类似问题的重复发生,这是系统故障排除的主要优点。只要时间足够,所发生的问题就能够解决。系统故障排除也可以教授。
由于时间问题,在实践中很少单纯地进行系统故障排除。故此,问题发生的原因并没有清楚地分析出来,而是追朔到某一个
范围。得到问题发生的频率,并能够采取预防措施。但是利用故障发生的频率来优化生产过程则显得力不从心(262)。系统故障排除不仅耗时,而且费用也比较高。
对长货架期生产线来讲,产品染菌的根源为二次污染、残留或者两者合一。
如果产品杀菌和包材灭菌能够杀死所有的微生物,而且杜绝了产品的二次污染,当然可以获得零缺陷。
低酸产品中能够耐受超高温灭菌的微生物都是革兰氏阳性菌,通常是嗜热菌,而且往往能够形成芽胞。虽然相对少见,原料和中间产品中的过多芽胞往往是该类问题出现的原因。如果在生产中适用粉末原料,正确的浸泡是至关重要的。
超高温灭菌出现问题的概率相对较低。二次污染经常会造成混合染菌,主要是不产生芽胞细菌的一些营养细胞(80)。当然,由纯芽胞菌造成的二次染菌也可能发生,诸如清洗不彻底、设备灭菌不彻底、热交换器渗漏,以及工作温度高于80C的部件渗漏。
在实践中,系统故障排除和直觉故障排除往往结合起来使用。系统故障排除的一个误区:发现问题,获得相关的数据,这些数据不见得完全。但不管清醒与否,对问题发生之处的概念已经形成。紧接着,设计试验去证实而不是去推翻自己的看法。经过一段时间,所涉及的人员就会老老实实地相信他们的看法是正确的。结果与发现汇报到管理层,从那时开始,威望就已经成了验证过程的一部分。一旦威望这个字眼浮现在脑海之中,故障排除就不是发现和解决问题,而是证明“我是对的”这么一个过程。
一个典型的案例为:从同一条生产线上的一台或者两台灌装机(A机和B机)中各抽取50包随机样。我们可能会发现B机样有一包坏包,而A机样正常。在自觉或者不自觉的情况下,我们会形成一个看法:B机出现问题。为了证实这个看法,从B机进行再取样,而没有从A机进行再取样,后者没准会推翻上述的看法。显然,如果那样做,只会搜集到B机的证据,从而支持上述的看法。
3.排除微生物事故
什么才可以称之为微生物事故?也就是说:消费者怎样看待一个特定的食品!消费者是不是认为食品是完美无缺的?首先必须区分群体消费者和个体消费者。个体消费者并不希望从货架上拿到的产品会出现坏包:个体消费者期望完美。群体消费者则反应各异。
出现一定的缺陷率是可以接受的,虽然有限,但只要不影响市场。不同产品和消费群体对产品的可接受水平要求不同,但有一点,其肯定大于零。记住这一点非常重要。
经过适当的培养,如果在样品中出现一个坏包,这样可以称之为微生物事故吗?对于这个问题意见不一。如上所述,灭菌过程不可能杀死所有的芽胞,只能使芽胞呈10倍递减。所以尽管最终的芽胞数量很少,但仍有“加工残留”。微生物的其它来源诸如二次染菌必须加以考虑。
假设有100,000包产品,其中残留有一个芽胞可以生长和繁殖,这样就存在一个坏包的可能。如果从这批产品进行取样,该坏包就有被抽出的可能,尽管这种可能性比较有限。虽然一包坏包并不能说就是一场微生物事故,但它至少能够说明微生物事故发生的可能性:所以应当进行再取样。
经过一定的时间,通常首先会发现微生物问题。在可见缺陷发生之前,有必要对样品进行适当地保温和衡量。客诉所需要的时间更长。如果所有的相关纪录都比较清醒而正确地完成,追朔终端产品缺陷的回顾研究就比较容易开展(86)。
如果发现一个坏包,首先要判断它是否由微生物引起(84)。为了这个问题,同时进行“微生物粗略鉴定”,就必须用PCA培养基进行划线。细菌计数没有什么意义(158),不仅不必要,而且比较昂贵。
如上所述,系统故障排除的第一步是建立一个看法。看法的准确性取决于信息的数量和准确性。通常情况下,手头信息不全,难以形成一个判断,从而需要进一步搜集信息。我们需要什么样的数据或者说什么样的数据最有帮助?
工厂的环境比较相关。另外,还需要搜集如下的信息:
1)所涉及的设备;
2)设备的安装;
3)产品类型;
4)包装的严密性;
5)问题的大小;
6)产品坏包的类型;
7)坏包菌群(86);
8)坏包的分布;
9)问题发生的背景。
系统故障排除就象解决一个迷团。必须搜集信息,整合信息,分析信息,最重要的是不同方面的信息要结合在一起。然后才会出现一幅清晰的画面。
机器操作工所做的加工与包装纪录自然会用来寻找操作失误或事件。无论什么样的信息,首先要考虑其来源的可靠性。
信息基本上可以划归三类:
a) 故障排除者所搜集的信息:了解事实、规程和方法—最可靠的信息。
b) 故障排除者熟人所搜集的信息:信息来源的可靠性与句限性是可知的;这种信息比较可靠。
c) 其他人所搜集的信息:信息的可靠性无从知晓。每个人都会 报告他认为正确的信息!处理这类信息时要小心为是。
报告中所谓的事实和结果往往是一种主观的看法,这一点应当记住。这些报告并不是“有意”经过篡改,但毕竟是报告人的所见和甄别而成。令人骑虎难下的事情就是缺乏数据,过多不相关或不确切的数据也是令人为难的事情。只要有可能,相关的数据就有必要经过仔细地总结和甄别。
基于上述信息所形成的“看法”,通常还需要其它的数据。但还是要记住,我们不仅要搜集能够证明这个看法的信息,而且还要搜集能够推翻这个看法的数据。
3.1.1设备
在本单位,设备本身不是,也不应当是一个问题:设备应当清楚地了解。但是品控人员缺乏设备知识毕竟是个缺陷。不过生产人员也往往缺乏实验室的工作知识。
在大多情况下,参与解决问题的外部人员缺乏对设备的基本了解。他们应当了解所涉及设备的制造、构成和种类,以及运营的历史和维护的基本情况。
3.1.2安装
设备的安装情况也许会影响到问题结果的判断。但本单位人员应当不存在这方面的问题,可是外部人员就不同,他们不熟悉该单位设备的安装情况。在任何情况下,都应当准备一张该单位设备的安装简图,只要能够说明各部分的基本功能就可以。
3.1.3产品类型
各种产品的组份不同,所允许生长的微生物种类也就不同。由微生物造成产品特性的变化取决于产品的种类。了解产品的基本组成是十分重要的,尤其是糖类,如果添加糖类,还要了解数量和种类。
组份中的粉末物质也许没有经过充分的浸泡。浸泡工艺至关重要,生产流程图中应当加以描述。
3.1.4问题的大小
坏包率经常以百分比的形式加以表述。尽管百分比本身能够说明一定的问题,但了解真正的取样量和坏包数更能说明问题,这样就能够利用泊松分布曲线。也有必要了解保温的时间和温度,还有测量的方法。
3.1.5坏包类型
产品变化必须加以描述(84)。PH值,产气情况(胀包),结块情况和结块类型(软凝结,硬凝结,“破碎”等等),乳清分离,气味和口味(由于可能存在致病菌,口味问题值得注意),以及其它重要变化都应当包含在里头。从微生物的角度考虑,由纯菌造成的坏包才会出现特定的变化。
3.1.6染菌类型
首先要问(80):什么类型的微生物造成了坏包?这类信息通常十分有用,但经常会没有。
由于以上原因,我们设计了一份“粗略鉴定图”,其操作方便,经济,快捷,而且几乎在所有情况下对手头的工作而言,已经足够了。可是,它并不是一种十分科学的鉴定。
“粗略鉴定图”将腐败微生物分为六大类群。每一类群说明一个特定的污染来源。芽胞菌最耐热,假单胞菌最不耐热。微生物的有效致死温度罗列在表1。由于每一个类群包含了大量不同的微生物,应用该类群致死温度时就要十分小心。不过这种分析方法已经有文献纪录(159)。
开包进行微生物分析时,最好在无菌条件下,但并不必要。因为坏包中微生物的数量很高,在开包时污染的一些微生物可以忽略不计(159)。接下来,要区分是纯污染还是混合污染。纯污染由一种微生物造成,混合污染中所包含的微生物种类则五花八门。在开包时,我们要本着是纯污染来操作,而且微生物最不耐热。
故障排除的最重要工具是常识。要正确解释粗略鉴定所得微生物的结果,则需要一定的微生物知识。所有重要信息必须考虑而且加以结合。鉴定的微生物类群可以用来说明问题,但不能用来证明问题。芽孢杆菌在高酸产品中不繁殖。分解蛋白质产生苦味和软凝结是该类菌群的一个典型特点,但它们很少产气;乳酸杆菌、链球菌和肠杆菌科能够迅速分解糖类,产生酸类物质,可以使pH值降低到5以下,而且往往产气;放线菌、微球菌和假单胞菌对产品性状的影响不大,假单胞菌有时会升高产品的pH值,并伴随有水果味或臭鱼味。
长效奶中出现细菌问题时,原因可以是(177):
a) 耐热芽孢残留;或
b) 二次污染(再感染)。
在25例坏包事件中发现高比例的由芽孢造成的坏包,这些芽孢菌生长在30C(177)。
所使用的牛奶中通常含有很高的细菌芽孢:平均2,100/ml,范围在1到13,600/ml(177)。其可能是造成坏包的主要原因。但是,可以说明一个坏包事件是由芽孢菌和其它细菌所造成的,原因是混合染菌。
3.1.7 坏包分布
如果按照生产时间和该时间所发现的坏包来绘制曲线,就会形成一种染菌模式(84),染菌模式可以提供有价值的信息。因而需要一定量的坏包,5包或者7包之多。有时还需要再取样。但是,必须记住,其它数据也需要搜集并整合到该染菌模式曲线中:染菌模式仅说明一定区域的信息,而不能够自我验证。
基本上可以观察到以下规律:
缺陷率在刚开始生产时很高,接下来出现“洗脱”。生产结束时,坏包率有时会增加(模式A)。当管道灭菌(清洗)出现问题时,这种染菌模式经常但不是一直会发生。在灌装机开机时出现压降,UHT冷却段存在的渗漏也会导致该类染菌模式。其它的解释也存在。
生产初期没有坏包,生产后期突然出现坏包(模式B)或者坏包率逐渐增加(模式D)。
操作失误可以导致这种染菌模式。中间产品批次的改变也可能导致该种染菌模式。换包材,同时伴随个人卫生比较差,或者其它随机失误,也能解释这种染菌模式。
在整个生产过程中,坏包分布比较均匀(模式C)。产品灭菌失误,包材杀菌不彻底或者其它许多原因也可以导致该类染菌模式。操作失误也可以用来解释该类染菌模式。
显然,这些模式图说明不同的染菌原因。
如果按照图8来绘制染菌模式则更能说明问题,尤其当几台灌装机安装在同一条生产线上时。纵轴可以用来说明生产时间,从设备灭菌直到生产结束。对每一台灌装机而言,随机事件,诸
如换包材板(屋顶包)、纸卷(R)、纵封(L)、停机(S)或短停(St)等等都输入该图。所有相关条件的变化都应包括,诸如从杀菌机改变到无菌罐或者后段等等。通常情况下,每一个事件可能会对应相应的坏包数,从而说明该坏包产生的原因。相关信息来自于生产纪录。这些纪录可以来自于电子纪录、设备打印纪录或操作工手工纪录。自动纪录应当包括生产时间,生产开始时间,而且应当有操作工人和其主管的签字。
手工纪录应当谨慎处理:
a) 操作工的主要任务就是司机。保存操作纪录也是操作工的一项重要任务。如果出现问题,首先会想到操作工人。不过,纪录通常在事后填写。因而,时间并没有精确到分(仅以重要程度为序)。
b) 如果操作工人犯错误,他的错误往往不可能填写到纪录表。当时的情形要么不填写,要么填写了其它的情况。
3.1.8历史
过去发生过什么事情?坏包是不是独立发生的事件(84)?这类信息我们往往不得而知,而且不可能创造。不过通过实验室纪录和客诉,我们可以了解到一些过去发生的事情,也许会发现一些特定的规律。诸如坏包率随着生产时间增加(模式A)。这种模式可以说明是系统的失误,诸如,设备疲劳和磨损(159)。产品从开始到结束,一直有坏包,但缺陷率保持不变(模式B),诸如,一个持续的失误,象粉末浸泡不充分。有时什么规律也得不到(模式C)。这说明也许确实没有规律或者说进行了错误的分组。重新组合,如,进行一个星期的汇总,也许就会发现适当的规律。这只不过是汇总了星期一、星期二、星期三等等的数据而已。坏包也许只是零星的或偶然的,从而导致系统分析无法进行。但这些数据必须包含在AQL当中(159)。
不同的产品不应当混合在一块。高酸产品和低酸产品(尽管是在同一生产线上生产的)必须分别加以整理。
3.2零取样
系统故障排除的目的是一步步地缩小问题可能发生的范围。这种目的可以通过鉴别或去除达到。诸如相关的问题:“问题发生在灌装操作之前、之后还是在灌注过程中?”是比较观注的问题。为了这个目的,我们常常使用零取样。
在生产线的不同部分会安装一些取样设备。在这些部分进行取样、培养和微生物分析。如果在某一点发现问题,说明该点的后续产品会出现问题。问题是,用来分析问题的样品数量往往比较有限(262)。
我们通常可以这样去做,尤其是界定了一个问题的特征时,如坏包。
在上述例子中,一个容器中含有100升产品,该产品中含有一个活体微生物。那么使用1000ml 的包装,会产生一包坏包:坏包率1%! 同时对于灌装操作,进行1升容量的零取样。这样针对零取样,抓住该细菌的概率是非常小的:平均来讲,1%的抽样会给出一个阳性结果,99%将指示出问题出在容器之后。随着零取样体积的增加,发现细菌的概率也会增加。如果容器中存在大量活菌(如,高缺限率)同样遵循这样的规律。
在生产线上安装多台无菌灌装机,更好更准确地发现问题的所在是比较不同灌装机零取样的缺限率(图13)。
从不同的灌装机取样进行培养(A, B, C和D)。进行相同容量的缺陷比较。如果不同的灌装机生产相同容量的产品,每台灌装机所抽取的包数应当相等。假装灌装机A包装1000ml的样品,灌装机B灌装250ml的样品,B机的取样量应当是A机的4倍。
在保温之前,4个250ml的样品应当“捆绑”在一起当作一个样品。不管有多少个坏包,都应当看作一个坏包。
运用统计学的知识,可以判定发现坏包的差异是否显著。如果差异显著,说明多坏包的灌装机存在缺陷,如果差异不显著,则说明可能是几台灌装机同时存在问题,例如生产供料部分的缺陷。
不同灌装机抽取同样数量的样品,保温培养后进行评价。
例1:
从灌装机A所抽取的样品中发现了2包坏包,从其它三台灌装机所抽取的样品中没有发现坏包。从这样的结果可以判定灌装机A有问题吗? 要达到“20%错误冒险”水平,至少要发现4包坏包:不同不能说明差异显著。要正确判定这种情况,需要从所有灌装机抽取更多的样品。
例2:
B 机样发现8包坏包,D机样发现1包坏包,其它两台灌裝机没有发现坏包。那么B机和其它几台灌裝机有显著差异吗?B机和其它机器之间存在“5%错误危险”水平。这说明,B机确实存在着故障。但D机所出现的1包坏包,说明有必要进行再取样(见例1)。
3.故障排除案例
1.概述
考虑到市场上存在大量的长效、低酸食品产品,而截止到目前,文献中很少有报道说长效产品和长效奶被怀疑可能引起食物中毒。
通常情况下,所提供长效产品坏包的微生物信息不足以鉴定导致坏包的原因。由于失误导致的坏包更是如此。这可以用两个例子来说明。
2.操作失误
2.1“突发性坏包”
正常的长效奶生产安排是22小时,继后进行清洗和灭菌:一种典型的三班倒作业。安装比较明确:一台UHT杀菌机连接两台灌裝机。
有可能出现以下这种情况:生产时间设定为36小时。在整个生产时间段,一台灌裝机一直没有坏包出现。另外一台在24小时之内没有坏包,之后突然出现100%的坏包。
经过清洗和灭菌,第二天恢复正常生产,并没有坏包出现。
这是一种典型的操作失误案例。然而,不管是灌裝机的打印记录表,还是操作手的生产记录都不可能说明存在有这样一个失误。失误的确切原因难以获知,唯一的办法就是猜测。
2. 2“突发性坏包”
生产高酸长效产品可能会发生一种非常严重的情况。生产状况很不正常,违反了GMP 操作规范。生产从星期一早晨开始一直持续到星期六中午。星期六下午进行系统清洗,星期一早上生产前进行灭菌。生产安装直观简单:一台杀菌机和4台TBA9相连。清洗线通过手动阀组和每一台灌裝机相连。
发生下面的情况:
截至到星期六,生产一直正常。接下来从星期一到星期六,四台灌裝机中的一台出现100%的坏包。经过清洗灭菌,生产从下一个星期一早晨继续开始,所有四台灌裝机生产正常:一个典型的操作失误案例。记录中再次没有反映出任何异常。确切的原因可能不会找到。在这个案例中,很可能是手动阀的操作失误所致,这种操作失误致使该台灌裝机没有连接在清洗回路上。
虽然上述的真正原因永远没有找到,但是判定由操作失误导致的坏包也是很有帮助的。可以通过加强监控或者重新制定操作规程(QACP概念)来避免该类问题的再次发生。
3.文献上的案例
文献上对一些低酸长效产品的微生物坏包案例已经有所描述。但是,能够应用的案例比较有限,下面以图式的方式说明三个案例。但是导致腐败的确切原因是很难解释清楚的。
3.1案例一
正常生产循环。市场上也没有客诉记录。然而,质量控制人员经常发现大量的样品存在严重的风味缺陷:经过保温培养,牛奶尝起来发酸,pH值为6.15。微生物计数发现产品中存在108个芽胞形成菌/毫升。没有发现微生物营养体。从市场上搜集的样品中也含有微生物,但是数量很低,不足以形成可见坏包。实验室在40度条件下培养样品,这种温度适合嗜热微生物(80)的繁殖,但比正常的储运温度高,因而市场上不存在客诉。
3.2案例二
所有生产产品受到了影响。品质控制人员没有发现问题,市场上客诉不断。牛奶含有苦味和不愉快的气味。在30度进行平板培养,没有揭示出任何微生物。可是,在室温条件下放置24小时,大量的假单胞菌得到了繁殖(80)。
3.3案例三
长效奶油产生了一种不愉快的气味。内层的部分乙烯层和铝箔发生了剥离。微生物分析发现了大量的假单胞菌。为了弄清楚乙烯层发生剥离的原因,用假单胞菌进行反接,发现了同样的乙烯层剥离现象(80)。
4.假设案例
下述案例是建树在25年现场进行微生物故障排除的经验基础之上。案例得到简化和修改,用以说明系统故障排除。
4 .1杀菌机的终端冷凝管泄漏
系统故障排除需要搜集信息。
4.4.1问题
在正常生产当中,从每一台灌裝机随机抽取50包样品。另外,在灌裝机的开机、每一次停机之后、重开机和换包材时分别进行目的取样。样品在30度条件下保温5天,最终分析风味变化和pH值变化。有一天,从灌裝机A发现一包坏包。从所有三台灌裝机重新取样,每一台灌裝机取样500包。经过保温试验,又发现四包坏包。经过平板划线,发现坏包是由微生物造成。
4.1.2设备和安装
UHT杀菌机是由A公司生产的管式热交换器。其投入生产近五年。容量设定为每小时9400升。B公司生产的三台无菌灌裝机和其相连。每一台灌裝机的设定容量为每小时3000升。灌裝机和杀菌机的使用年限相同(图5)。
弹簧保持式倍压阀保障三台灌裝机(A、B和C)的灌装压力。
4.1.3产品
长效无糖纯奶
4.1.4再取样
总共抽取1650包随机样, 100包目的样。发现四包坏包,即0.3 %。包装完整性检查没有揭示出任何渗漏问题。
4.1.5评价
产品变苦而且有鱼腥味。pH为6.9。
4.1.6产品变化和菌相
产品变化说明存在假单胞菌。3%KOH显示有拉丝现象。苯胺黑染色观察为杆菌。通过革兰氏染色验证KOH拉丝试验:革兰氏阴性杆菌。氧化酶试验变暗灰色:氧化酶阳性,说明确系假单胞菌。
4.1.7染菌模式
在时间曲线上排放这5个坏包,就会呈现一种染菌模式。说明坏包事件与灌裝机的开机或重开机操作密切相关。三台灌裝机的坏包率也处于同一水平:
• 灌裝机A:640包样品中有3包坏包:-0.5%
• 灌裝机B:640包样品中有1包坏包:-0.2%
• 灌裝机C:640包样品中有1包坏包:-0.2%
4.1.8历史
没有有关“历史”的相关信息:如,先前碰到的问题。
4.1.9分析
对每一台灌裝机目的样的评估,没有发现开机样存在坏包。如,在生产开始时分析头两包开机样,以及重新开机后的头两包样品。
三台灌裝机的样品都发现了坏包,但坏包处于轻微不同的水平。三台灌裝机坏包的显著差异能够说明灌装系统存在问题吗?统计学的知识说明三台灌裝机的坏包差异并不显著:
从每一台灌裝机抽取的样品数量和容量进行比较。要达到80%的可信度(20%风险),也就是说使三台灌裝机的坏包差异显著,最低需要6包坏包,由于单个灌裝机中发现的最低坏包数为1包(灌裝机B和C,表1)。最高坏包数为3(灌裝机A),差异不显著,说明是共同污染源,如生产供料部分。
而且,三台灌裝机不可能在同一时间出现故障,而且导致同等数量的坏包。所有这些只能说明一点:生产供料的问题。
坏包类型,即假单胞菌,说明该污染是由水的进入而导致的二次污染。假单胞菌对热非常敏感;70度以上的温度足以杀死他们。水能够在持热管后的哪一点进入系统,而且系统的温度还低于70度?仔细观察设备和安装就能有所帮助。
水是怎样进入商业无菌产品中的?管道设计提供给无菌端一个正压。就是最终冷却段存在渗漏,无菌产品也会被压进有菌的冷却水端,有菌水而不会进入无菌产品端。
在无菌灌装设备开机时,通常存在一个短时间,这时,灌裝机比设定容量消耗更多的牛奶:灌裝机运行时,系统中必须充满牛奶。这时牛奶的消耗量往往会大于杀菌机的供给量。无菌产品端的压降就会翻转最终冷却段的压力:有菌冷却水的压力要高于无菌产品端的压力。在一个很短时间内,水进入产品,由此造成的染菌最终被冲刷出系统。只要最后一台灌裝机开机,就会导致一小段时间的染菌事件。该染菌事件会出现在任何一台灌裝机当中。
仔细研究这种情况,就会得出上述模式。生产线最后一台灌装机开启之后,瞬时压降导致产品的染菌。可是,生产线上的产品还是无菌的;刚开始生产出来的几包产品也是无菌的。
随后,“有菌栓塞”抵达灌装机,形成几包坏包。只要管道渗漏小,就只会有有限的几个细菌进入系统。而且会在任何一台灌装机出现。这种现象可以减少,甚至有可能杜绝,诸如通过在杀菌机的出口处安装倍压阀,或者在最终加热段安装一台增压泵会更好。
5.2倍压阀
工厂正在进行微生物调试。所谈定条件如下:
a) 三个独立的调试生产(清洗,每一轮生产间的灭菌);
b) 在每一轮生产中,从每一台灌装机总共抽取2400包(总产量)样品,三台灌装机总共抽取3×2400×3=21600包样品;
c) 保温试验:35oC,5天;
d) 评估:pH测试和感官评定。pH值变化0.2或者感官发生可见变化判定为一个坏包;
e) 可接收水平:对每一台灌装机来讲,总共出现三包是可以接受的;但三轮测试中的任何一轮最多不能够出现2包坏包。
待测样品经过保温(21600包),总共发现35包坏包(-0.2%),这种结果不可接受。
上述a 到e描述了取样方法和操作规程。系统解决问题的方法要求合理运用所有搜集到的信息。
a) 设备与安装:三台无菌灌装机和一台UHT杀菌机直接相连(图9)。每一台灌装机生产1升的产品,容量为每小时6000升。杀菌机的设定容量为每小时19000升。
b) 产品:使用牛奶当作待测产品;
c) 取样:参照上述:每一台灌装机抽取3×2400包。
d) 评价:参照上述:pH 和感官评估。
e) 产品变化与菌相:大部分坏包为胀包(产气),凝结,pH为4.6;一些为凝结,pH6.2。胀包为混合染菌,包含革兰氏阳性杆菌和革兰氏阴性杆菌。革兰氏阴性杆菌的氧化酶试验也呈阴性:肠杆菌科。革兰氏阳性杆菌的触酶试验有的为阳性,有的为阴性:芽胞杆菌和乳杆菌的混合物。
f) 模式:产品进行包装,每一箱12包。箱子进行连续编号。由于大部分坏包为胀包,所以胀包是这个时期所要调查的主要对象。在所有三轮测试中,胀包仅仅发生在灌装机C的开机段。
g) 历史:不适用。
仔细检查发现坏包分布比较紧凑。
统计表明灌装机C与灌装机B和C的坏包率有显著差异。从而说明坏包和C机关联。
仔细观察箱号发现所有坏包(灌装机C)都在前5箱。
仔细检查灌装机C没有发现任何能够解释这种坏包现象的异常情况。显著性差异可以说明C机故障,但也可以说明和C机相关的位置、安装等设备问题。再仔细观察,发现下述情况。生产线上的倍压阀不是无菌阀,而且距离C机很近:约30厘米。回流管的出口高于杀菌机进口平衡槽的产品液位。基于灌装机的设计,在灌装操作开始时,系统比灌装机的设定容量值,如每小时6000升需要更多的产品:设备全速运转需要充满产品。杀菌机仅仅能够提供(约18500升/小时)比三台灌装机设定容量(18000升/小时)稍高量的产品。当最后一台灌装机开机时,系统需要的产品会大于杀菌机的供给量:“负压”就会产生。
有菌空气通过回流管进入系统,最终达到灌装机C。无论哪一台灌装机最后开启,受影响的一直是灌装机C。解决的办法就是将倍压阀和灌装机C之间的距离增加到约10米或者更长。进一步的解决办法就是将回流管的出口延伸到平衡槽的液面以下。
发现的其它坏包在可接受质量水平之内,在此时应当忽略掉。
把倍压阀安装在距离灌装机C比较安全的距离时,生产调试成功。
5.3低质量的中间产品
在发现坏包时,系统已经生产了一段时间的长效产品。市场客诉说明生产水平已经低于可接受质量水平。
5.3.1设备与安装
UHT生产线包括一台间接加热式杀菌机(板式热交换机),一个无菌罐和5台无菌灌装机。
5.3.2 产品
再制长效奶
5.3.3取样
随机从各灌装机抽取20包样品。另外,在每一轮生产开始时,抽取目的样。
5.3.4保温与评估
抽取的样品在35度条件下保温5天,用感官评估和pH测试。
5.3.5产品变化和菌相
在执行品质控制时,只是偶尔会发现凝结包。这些被忽视了。由于市场客诉的原因,进行了二次取样。每台机器随机抽取500包样品(5台灌装机各取500包)。它们取自正常生产的产品,这些产品已经储存了5天。由于仓储温度为25-30度,这些样品没有经过任何保温试验而进行直接开包。大量坏包被发现(58)。产品凝结,pH值在6.1到6.4之间。没有产气记录。粗略鉴定,发现为革兰氏阳性菌:触酶阳性,产芽胞的芽胞杆菌。
5.5.6模式
在时间曲线上放置坏包,5台灌装机的染菌模式相同。
坏包均匀分布在整个生产时间段。在每一台灌装机上发现的坏包数罗列于表2。灌装机坏包差异不显著。
5.3.7历史
品质控制人员偶尔会发现坏包(凝结)。这些现象和市场客诉都没有得到重视。
在这种情况下,我们了解到下面的信息:
a) 所有5台灌装机的坏包差异不显著,说明是同一原因引起 了坏包:生产供料。
b) 在整个生产段,坏包平均分布。
c) 所有坏包类型和菌相相同:芽胞杆菌。微生物营养细胞一定被一些选择性因子消除掉了。具有这种选择性因素的可 能加工工序为UHT(中间产品发现大量芽胞)、管道灭菌(设备清洗不彻底)和包材灭菌(包材芽胞数高、灌装区域不卫生)。
管道灭菌不彻底可以排除掉:管道灭菌不彻底导致冲刷染菌模式—生产开始时坏包多,随后逐渐降低。
检查生产再制奶的所有配料:芽胞数非常低。检查中间产品,发现高计数的芽胞杆菌,每毫升约500000个。进一步检查粉状配料混合段,发现清洗状况非常差。
1939年,Lord Northbourne在《Look to the Land》中提出了organic farming(有机耕作)的概念,意指整个农场作为一个整体的有机的组织,而相对的,chemical farming(化学耕作)则依靠了imported fertility(额外的施肥),而且,cannot be self-sufficient nor an organic whole(不能自给自足,也不是个有机的整体)。
有机食品(Organic Food)也叫生态或生物食品等,是国标上对无污染天然食品比较统一的提法。有机食品通常来自于有机农业生产体系,根据国际有机农业生产要求和相应的标准生产加工的。除有机食品外,国际上还把一些派生的产品如有机化妆品、纺织品、林产品或有机食品生产而提供的生产资料,包括生物农药、有机肥料等,经认证后统称有机产品。
有机食品的主要特点来自于生态良好的有机农业生产体系。有机食品的生产和加工,不使用化学农药、化肥、化学防腐剂等合成物质,也不用基因工程生物及其产物,因此,有机食品是一类真正来自于自然、富营养、高品质和安全环保的生态食品。
有机食品在不同的语言中有不同的名称,国外最普遍的叫法是ORGANIC FOOD。在其它语种中也有称生态食品、自然食品等。联合国粮农和世界卫生组织(FAO/WHO)的食品法典委员会(CODEX)将这类称谓各异但内涵实质基本相同的食品统称为“ORGANIC FOOD”。
有机食品生产的基本要求:
生产基地在三年内未使用过农药、化肥等违禁物质;
种子或种苗来自自然界,未经基因工程技术改造过;
生产单位需建立长期的土地培肥、植保、作物轮作和畜禽养殖计划;
生产基地无水土流失及其他环境问题;
作物在收获、清洁、干燥、贮存和运输过程中未受化学物质的污染;
从常规种植向有机种植转换需两年以上转换期,新垦荒地例外;
生产全过程必须有完整的记录档案。
有机食品加工的基本要求:
原料必须是自己获得有机颁证的产品或野生无污染的天然产品;
已获得有机认证的原料在终产品中所占的比例不得少于 95%;
只使用天然的调料、色素和香料等辅助原料,不用人工合成的添加剂;
有机食品在生产、加工、贮存和运输过程中应避免化学物质的污染;
加工过程必须有完整的档案记录,包括相应的票据。
您知道水中都含有什么样的微生物吗?与人类日常生活息息相关的细菌与病毒有哪些类群?包括我们现在习以为常的肥皂、洗澡,以前清洁概念的推广也费了不少时日。我们的毛发皮肤在显微镜下对微生物来说就像是峡谷与岩洞。细菌可以致病,如大肠杆菌可以引起腹泻,食肉菌可以吃掉人的肌肉,食脑菌可以吃掉人类的大脑,可以在-20C冰箱繁殖,并在人类的脑部进行穿梭的细菌,可以导致UHT杀菌不彻底的HRS细菌等,可以用来制作乳酪和酸奶的细菌等。肉毒梭菌毒素比最毒毒蛇的毒素还要毒1000倍,可以一剂毙命,却可以用来美容和消除皱纹,人工降雪也离不开细菌。常见的病毒如感冒病毒,90%死亡率的埃博拉病毒,使得发酵失败的噬菌体,也有使花儿更为美丽的郁金香病毒等。。。
无知的人类,往往是灾难性事件的始作俑者……一场大面积的病毒突然爆发,传播速度之快几乎无人能够阻止,没有人知道可怕的病毒之源开始于何处,只知道它是没办法停止的、不可逆转的、无法治愈的,最重要的是,它是人为创造出来的。
罗伯特·奈维尔是纽约市一个才华横溢的病原体学者,为美国军方服务。他作为政府投资研究抵抗流行性疾病的疫苗的先头部队,看着病毒在街道上如此肆虐,却也只有无能为力的份儿。这种通过空气就能传播的病毒最终以一种难以抵御速度笼罩了整个城市,使得总统只能下令封锁纽约市,未被感染的人才能出城。可想而知,这种做法造成了市民的极大恐慌,纽约城顿时乱作一团。罗伯特在焦急之中将妻子佐伊和7岁的女儿马莉送上出城的直升机,却目睹他们死在面前的惨剧……这种时候,死亡也许是最好的选择,因为那些被感染却没有死的人,身体发生了异变,成为一种可怕的生物,不再存在任何理智的思考,行尸走肉般地居住在城市地下的黑暗和阴影当中,躲避着阳光--他们对新鲜的血与肉,有着最为原始的渴望。
这场灾难所导致的后果,就是纽约变成了一座死城,而罗伯特就成了这里仅存的一个人类--不知何故,他的血液对这种病毒有着天生的免疫能力。罗伯特知道自己可以支配两种武器,那就是他在科学上的专业知识和自己的血液。曾经在军队里讨生活的经历,帮助他选择了在这座被废弃的城市中生活的方式,完全是高度系统化的,他每天都要坚持大量的体能训练,还要不间断地发出求救或寻找和自己一样的幸存者的无线电波……罗伯特是一个非常自律的人,否则在这种极端孤独的情况下,正常人都有可能发疯。唯一还在与罗伯特并肩作战的,就是他最为忠诚的伙伴萨姆,一只德国牧羊犬。白天,罗伯特带着萨姆外出寻找维持生命的供给,然后去实验室时做研究、发无线电波;到了晚上,他们把自己关在一个坚固得有如堡垒的建筑物中,观察那些怪物在城市的街头“觅食”。除了每天尽责尽职地做同样的事情,罗伯特在这座“空城”当中也享受到了完全的自由:他可以驾驶着他的跑车在街道上横冲直撞;在战斗机上打高尔夫;用无价的珠宝装饰他的堡垒等等,就连市中心最繁忙的商业街,如今也变成了罗伯特自家的“后花园”。作为人类最后的希望,罗伯特被唯一的一个残留下来的任务驱使着,那就是使用自己血液中的免疫系统,寻找逆转病毒的方法。虽然他知道自己面对的是一个庞大的天文数字,但是他没得选择,因为他的时间就快用光了。
影片有两种结局,第一种结局是,就在他找到抗体的时刻,怪物们也侵入了他的堡垒,他只能舍命保护听到他的电波与他会合的另外两个人,这两个人将他以生命为代价换来的抗体送到少数没有感染病毒也没有抗体的人类聚居地,而那里的精英们将复制并传播这种救命的药,人类再一次繁衍生息,这也就意味着在未来的亿万年中,这少数托他的福活下来的人将永远传说他的故事,就像我们传说治水的大禹,盗火的普罗米修斯……
第二种结局中他没有与怪物们同归于尽。在看到夜魔画在玻璃门上的蝴蝶图案后,他意识到夜魔发动手下对他进行攻击其实只是想要回自己的爱人(或是女儿)。于是他拔掉了针管,放弃了对那名变异女子的“拯救”。恢复了本来面目的女夜魔回到了男夜魔身边,两个人亲昵不已。得回了爱人(或是女儿)的夜魔没有杀死他们,最终带着爱人和手下们离去。
您知道水中都含有什么样的微生物吗?该英文短片(中文字幕)描述了与人类日常生活息息相关的细菌与病毒等的微观世界。包括我们现在习以为常的肥皂洗澡以前概念的推广也费了不少时日。我们的毛发皮肤在显微镜下对微生物来说就像是峡谷与岩洞。细菌可以致病,如大肠杆菌可以引起腹泻,食肉菌可以吃掉人的肌肉,食脑菌可以吃掉人类的大脑,可以在-20C冰箱繁殖,并在人类的脑部进行穿梭的细菌,可以导致UHT杀菌不彻底的HRS细菌等,也可以用来制作乳酪和酸奶。肉毒梭菌毒素比最毒毒蛇的毒素还要毒1000倍,可以一剂毙命,却可以用来美容和消除皱纹,人工降雪也离不开细菌。常见的病毒如感冒病毒,90%死亡率的埃博拉病毒,使得发酵失败的噬菌体,也有使花儿更为美丽的郁金香病毒等。。。
美国疾病控制和预防中心26日证实,美国发现首例“无敌细菌”病例,对现阶段全部抗生素都具有耐药性。
对现阶段全部抗生素具备耐药性
美国微生物学会刊物《抗微生物制剂与化学疗法》的一篇报告说,美国一名49岁女性4月26日因尿路感染症状就医,被发现感染这种细菌。报告没有说明这名女患者现在情况如何。
中国和英国研究人员去年在英国《柳叶刀·传染病》杂志上首次报告,在中国的畜禽和人类身上发现携带MCR—1基因的细菌。
这种基因使得细菌对现阶段全部抗生素具备耐药性,包括被视为“最后一道防线”的粘菌素。
粘菌素早在1959年就开始使用,然而由于对肾脏有损害,于上世纪七八十年代停止用于人体,但是在畜禽饲养业中仍广泛使用。
不过,由于细菌对抗生素的耐药性越来越强,这名“老将”又披挂上阵。“它是一种老抗生素,但它是我们所剩唯一能对抗‘噩梦细菌’的抗生素。”美国疾病控制和预防中心主任托马斯·弗里登26日说,“我们正面临进入后抗生素时代的危险。”
他当天在美国全国记者协会午餐会上说:“对耐药性的情况研究越多,我们越忧虑。对一些患者而言,已经无药可医。我们必须紧急行动起来,否则抗生素将走到尽头。”
可能会迅速传播
报告说,这名美国女患者住在宾夕法尼亚州,病情被发现前5个月内没有去过其他国家。弗里登说,她的病不大可能感染自其他国家。
美国哈佛医学院微生物学家盖尔·卡斯尔警告:“这是危险情况。我们可以推测,它可能会迅速传播。如果防护不当,甚至可能在医院传播。”
另外,强耐药细菌从动物传播至人,也是主要忧患。
卡斯尔说,必须进一步弄清这名病患的感染源和这种细菌在美国及全球的存在情况,然后才能知道它的传播速度。
她建议,为避免感染,公众应该认真洗手,水果和蔬菜应彻底洗净后食用,应该用正确方法处理其他食材。
滥用抗生素是主因
滥用抗生素是导致细菌耐药性越来越强的主要原因。
在美国,每年至少2.3万名病患因抗生素无效死亡。而且,抗生素在禽畜身上也遭滥用,从另一个方面降低了它们的抗病效果。
世界卫生组织总干事陈冯富珍2月在欧洲联盟一次耐药性问题会议上说,如果粘菌素失效,“我们就失去了对抗一系列严重感染的最后药品”。
“这是一场危机,全球危机。”她警告。
美国疾病控制和预防中心主任弗里登说,必须研究新的抗生素,同时加强对现有药物的应用监管。“我们需要做非常全面的工作,以保护抗生素,从而我们能用它们,我们的后代能用它们。”
路透社报道,许多药品生产商不愿意投资研发新抗生素,宁愿把资金用于价格高昂、利润更丰厚的抗癌药物和疑难病药物研发。
今年1月,十多家大药企联合发表宣言,呼吁政府采取新的激励措施,推动药企研发新药以对抗具有强耐药性的“超级细菌”。
灭菌(Sterilization)是指用物理或化学的方法将物品中污染的微生物残存概率下降至一定水平,使之达到无菌保障水平。无菌生产常使用商业无菌,即经过灭菌之后,一般是几个对数LCR (Logarithmic count reduction)或D (Decimal)值的细菌总数减少,残留的细菌,通常是芽孢,仍会对产品引起腐败,腐败产品占总生产产品的数量比一般称之为微生物腐败率(spoilage rate)。
食品工业常用的商业灭菌方法有臭氧灭菌法、紫外线灭菌法、微波灭菌法、蒸汽灭菌法、干热灭菌法、UHP (Ultra high pressure)超高压灭菌法、HVE(High voltage filed) 高压电场灭菌法、双氧水灭菌法、Plasma等离子灭菌法、pulsed light 脉冲光灭菌、60Co-y辐照灭菌法、ECS (Electron curtain sterilization)电子帘灭菌和过滤灭菌等。
1.臭氧灭菌 臭氧灭菌能完全将粉料包括药品粉剂处理到接近无菌状态,安全,高效、无残余污染。缺点:臭氧穿透力弱,不及60Co-y和双氧水等,其温度,湿度也影响其杀菌效果。通常,温度低,湿度大杀菌效果好。当湿度小于45%时,臭氧对空气中悬浮物几乎没有杀灭性,湿度大于60%时,杀灭效果逐渐增强,湿度大于90%时,达最佳灭菌效果。臭氧具强氧化性,对设备等器具都有不同程度损害。
臭氧的杀菌能力一般用MAC(Microbial avoiding capability)表示,计算方法为CT值,如浓度为5ppm,作用时间为10秒,则CT值为5ppm*10s=50ppms。亦即杀灭指标菌1D所需要的作用浓度和时间。要达到5个D的杀菌效率,枯草芽孢杆菌黑色变种一般需要1600个CT值,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌一般需要30个CT值,霉菌和杆菌一般需要5个CT值,球菌需要1.5个CT值,酵母菌、假单胞菌和沙门氏菌一般0. 3个CT值就足够了。对于水的消毒,世界卫生组织推荐的CT值为96ppms。酸土环脂芽孢杆菌(Alicyclobacillus acidoterrestris), 是苹果浓缩汁生产中最重要的目标控制微生物之一,可用臭氧将其杀灭。
2.紫外线灭菌 紫外线灭菌的穿透力弱, 主要用于空气和物体表面消毒,包括包装材料灭菌;而且紫外灭菌往往伴随光复活作用,对包材的PE等有一定的损伤。
3.微波灭菌 微波灭菌的穿透力强, 可适用低温灭菌, 灭菌时间短, 对食物营养成分破坏小。缺点: 含水量多少影响微波灭菌效果,故不适用于含水量低的药材和药粉, 也不适于热敏类成分,对包材的杀菌也需要商榷。
4.过热蒸汽(含UHT灭菌) 过热蒸汽灭菌或UHT(Ultra high temperature) 超高温杀菌适用于流体食品、中药材粉末等灭菌, 穿透力强, 灭菌效果佳, 设备简单、成本低。缺点: 易使蛋白质凝固或变性, 易导致对热敏感的中药成分以及食品营养组分的降解, 引起疗效降低或产生毒副作用, 适用于中药糖浆剂、口服液,中药注射液等液体制剂的灭菌。牛奶中目前发现一种Bacillus sporothermodurans单核增生热耐受芽孢杆菌,普通的间接式的UHT对其起不到杀灭作用,需要用蒸汽喷射式杀菌才能杀死该类细菌。
5.干热灭菌 干热灭菌适用于中药材粉末、低水分离膏的灭菌, 灭菌温度为110~120℃时效果显著, 中药制药企业常采用隧道式干热灭菌进行干热灭菌操作。缺点易致药粉色泽变深, 有的结块, 容易造成挥发性成分的逸散。含挥发油成分,糖或油脂成分比例高的药材细粉, 不适合使用干热灭菌法。
6.UHP (Ultra high pressure) 超高压灭菌法 超高压灭菌法一般适用于高酸产品灭菌,其对芽孢的杀灭能力有限。
7.HVE (High voltage filed) 高压电场灭菌法 该灭菌法一般针对于含有水分的流体食品;近年来也在研究对于粉末食品的杀灭作用。
8.双氧水灭菌法 双氧水灭菌法是一种很好的包材灭菌法和空间消毒法。270C0.5秒的35%浓度双氧水喷雾或者90C4秒的浸泡式杀菌足以杀灭包材表面6D的枯草芽孢杆菌黑色变种。6%过氧化氢水溶液作用35分钟,可杀灭炭疽芽孢杆菌,对枯草芽孢杆菌黑色变种的杀灭能力为4D,10%过氧化氢作用70分钟则能够完全杀灭枯草芽孢杆菌黑色变种。1ppm气态过氧化氢20分钟则可以完全杀灭枯草芽孢杆菌黑色变种,说明气态过氧化氢的杀菌能力远远优于液态过氧化氢的杀菌能力。
9. Plasma等离子灭菌法 该方法将双氧水制备成等离子喷雾,效果有待进一步验证。
10.pulsed light 脉冲光灭菌 该杀菌方法对霉菌和酵母菌效果显著,对于芽孢的杀灭能力有待进一步验证。
11.60co-Y辐照灭菌 60Co-y辐照灭菌穿透力强, 可对包装完整的药材或食品进行辐照, 常温灭菌, 灭菌后物品温度升高少的优点。缺点:有残留, 影响药品安全性。同时,异味和对包材的损伤需要注意避免。对于Clostridium botulinum的杀灭一般需要45KGry的剂量;沙门氏菌要达到5个D的杀菌,需要3KGy的计量,对大肠杆菌等革兰氏阴性杆菌,5D杀灭一般15KGry就足够了,革兰氏阳性菌则难以杀灭。农产品如大蒜等的灭菌通常使用该方法。
12.ECS (Electron curtain sterilization) 电子帘灭菌法 该方法采用电子射线进行杀菌,且具有一定的穿透性;8KGry的剂量对于枯草芽孢杆菌黑色变种的杀灭能力在5D左右。
13.过滤灭菌 过滤灭菌一般使用Pseudomonas diminuta (又称Brevundimonas diminuta) 验证0.22um除菌级过滤器的细菌之选;一般情况下,细菌需要能够通过0. 45um过滤器。Ralstonia pickettii (皮氏罗尔斯顿氏菌)是一种比较奇特的革兰氏阴性芽孢菌,其可以通过自身形态的改变而穿过过滤器(其形态可以在24小时由长杆菌变化为双短杆菌或短杆菌甚至球菌)。
随着经济全球化的发展、社会文明程度的提高,人们越来越关注食品的安全问题;要求生产、操作和供应食品的组织,证明自己有能力控制食品安全危害和那些影响食品安全的因素。顾客的期望、社会的责任,使食品生产、操作和供应的组织逐渐认识到,应当有标准来指导操作、保障、评价食品安全管理,这种对标准的呼唤,促使ISO22000:2005食品安全管理体系要求标准的产生。
ISO22000:2005标准既是描述食品安全管理体系要求的使用指导标准,又是可供食品生产、操作和供应的组织认证和注册的依据。
ISO22000:2005表达了食品安全管理中的共性要求,而不是针对食品链中任何一类组织的特定要求。该标准适用于在食品链中所有希望建立保证食品安全体系的组织,无论其规模、类型和其所提供的产品。它适用于农产品生产厂商,动物饲料生产厂商,食品生产厂商,批发商和零售商。它也适用于与食品有关的设备供应厂商,物流供应商,包装材料供应厂商,农业化学品和食品添加剂供应厂商,涉及食品的服务供应商和餐厅。
ISO22000:2005采用了ISO9000标准体系结构,将HACCP(Hazard Analysis and Critical Control Point,危害分析和临界控制点)原理作为方法应用于整个体系;明确了危害分析作为安全食品实现策划的核心,并将国际食品法典委员会(CAC)所制定的预备步骤中的产品特性、预期用途、流程图、加工步骤和控制措施和沟通作为危害分析及其更新的输入;同时将HACCP计划及其前提条件-前提方案动态、均衡的结合。本标准可以与其他管理标准相整合,如质量管理体系标准和环境管理体系标准等。
众所周知,从20世纪50年代后期,为了给宇航员提供安全食品,美国宇航局(NASA)和食品生产企业PILLSBURY共同开发HACCP,到20世纪后期,HACCP已经得到持续发展。HACCP系统已经从最初的三个原理(危害识别、确定关键控制点和控制任何危害、建立监视系统)拓展为五大步骤和七大原理,这五大步骤是:建立HACCP小组,描述产品及其销售特性,描述产品预期用途及产品用户,绘制过程流程图,验证过程流程图;七大原理是:对危害进行分析,确定关键控制点(CCP),建立关键限值,建立关键控制点的监视体系,当监视体系显示某个关键控制点失控时确立应当采取的纠正措施,建立验证程序以确认HACCP体系运行的有效性,建立文件化的体系。
危害识别是我们在依据ISO22000标准审核的过程中经常发现不符合的过程之一,对于危害识别的对象,不少企业还停留HACCP体系的要求阶段,即识别对象从原料验收开始,到产品交付结束。而ISO22000标准7.4.2.1要求企业“应识别并记录与产品类别、过程类别和实际生产设施相关的所有合理预期发生的食品安全危害。”
因此,企业在危害识别时,首先依据界定的体系范围识别产品类别,如蔬菜罐头、玉兔甜包[属于米面制品]、鱼丸[属于速冻食品]等。然后,在已识别的不同产品类别的基础上,识别产品的实现过程,其中包括原料验收到产品交付的主过程,也包括产品运输[外包过程]、设备维护保养[辅助过程]、设备的清理[清洗和消毒过程]等生产辅助过程。然后再识别与生产设施相关的食品安全危害,如饮料生产企业的洁净厂房,判定和识别由生产设施的不足可能带来的食品安全危害。
在危害识别时可以不考虑前提方案的实施效果,因为危害识别的本身目的是识别“所有可能合理预期发生的食品安全危害”。
ISO 22000国际标准规定的要求的食品安全管理体系,包括以下元素:
互动交流
系统管理
前提方案
HACCP原则
上述元素已经进行了许多科学家的批判性评论沿着食物链的沟通是必不可少的,以确保所有相关的食品安全危害,并确定有足够的控制在每在食品链的一步,这意味着食品链中的上游和下游组织之间的沟通。沟通与客户及供应商确定的危害及控制措施将有助于澄清与客户和供应商的要求。
在食品链中组织的角色和地位的识别是必不可少的,以确保整个供应链的有效的互动沟通,以提供给最终消费者的食品安全。
食品安全系统的最有效成立的,更新和经营范围内的结构化系统和纳入的整体经营管理活动的组织,这提供了最大利益的组织和有关方面HAS BEEN对齐与ISO 22000 ISO 9个万和之一在为了提高这两个标准的相容性。
ISO 22000可以独立于其他管理体系标准,或集成与现有管理体系的要求。
ISO 22000整合的危害分析和关键控制点(HACCP)系统和应用程序的步骤由食品法典委员会开发的原则。通过的可审计的要求,它结合了HACCP计划与前提方案,危害分析是一个有效的关键进行危害分析食品安全管理体系,协助组织建立一个有效的控制措施组合所需要的知识。ISO 22000要求的所有危害进行合理预计将出现在食品链中,包括危害可能与所使用的工艺和设备的类型,识别和评估,因此,它提供的方法来确定和记录为什么某些确定的危害需要控制一个特定的组织,为什么别人不用。
在危害分析,组织确定的战略使用,以确保危险控制计划相结合的前提和HACCP计划。
ISO正在开发更多的相关的ISO 22000标准,这些标准将被称为ISO 22000系列标准在现阶段,下列标准ISO 22000系列标准:
ISO 22000 - 食品安全管理体系 - 食品链中任何组织的要求。
ISO 22001 - ISO 9001:2000的应用指南食品和饮料业(代替:ISO 15161:2001)。
ISO / TS 22002 - 食品安全 - 第1部分:食品制造业的前提方案
ISO TS 22003 - 食品安全管理体系的食品安全管理体系审核和认证的机构。
ISO TS 22004 - 食品安全管理体系 - ISO 22000:2005的应用指南。
ISO 22005 - 在饲料和食品链的可追溯性 - 系统的设计与实施的通用原则和基本要求。
ISO 22006 - 质量管理体系 - ISO9001:2000认证的作物生产上的应用指南。
也可用于ISO 22000食品安全体系认证(FSSC)计划FS22000,FS22000是一个全球食品安全倡议( GFSI )批准的计划
与ISO 9001相比,该标准是一个更比一个原理为基础的程序指引导向1。除了这个,ISO 22000是哪一个可以被紧密注册成立的任何类型的加工食品营销的产业,具体的风险管理系统, ISO 9001质量管理体系的,具体的两个“标准”的异同可以发现
食用油是日常生活中重要的消费必需品。食用油的质量安全不但会影响人民的健康水平,而且在一定程度也会成为影响本国乃至其他国家经济发展的绊脚石。因此,将HACCP与ISO220OO这两种质量控制体系应用于食用油生产企业,对食用油的质量起到了保障性的作用。
1HACCP与IS022000的基本原理与要求
HACCP即危害分析与关键控制点,它是一种以预防为主的食品安全质量控制体系,食品工艺学、化学和物理学、流行病学、微生物学、质量控制和危险性评价等是它所采用的原理和方法,该体系对食品进行从生产到消费整个过程中存在的危害进行系统的研究和分析,以便确定终产品的关键控制点(ccp),并采取相应的预防、控制和纠正措施,使产品最终达到较高的安全性。它用12个步骤指导食品企业建立HACCP计划。5个预备步骤:(1)成立HACCP小组;(2)产品描述;(3)预期用途;(4)流程图;(5)流程图确认。7个原理:(1)危害分析;(2)确定CCP;(3)确定关键限值CL;(4)建立监控措施;(5)纠正措施;(6)验证;(7)文件化。这些原理虽然能给食品安全提供一系列的保障,但其也有不足的方面:如它着重于产品生产过程的风险评估及前一阶段的危害分析,但却不能脱离完善的、系统的和严密的管理体系。
ISO220O0即食物安全管理体系,它整合了HACCP体系的原理和制定的实施步骤,并结合前提方案,使终产品在出厂前就已经被确定的危害降低到能被广大消费者接受的水平。IS022000旨在保证各国的安全食品供应,它的颁布将替代目前存在的其它大多数食品安全管理标准。ISO22000标准为食品安全管理体系提供了一个框架,它能在所有有关食品链的企业中应用,和HACCP从7个原理、GMP、SSOP等方面,扩展成为一个体系,对整个食品链的安全进行管理与控制。ISO22000不仅要求企业须构造完整的体系,还应考虑食品的可追溯性,甚至涉及到对食品的召回等方面,所以其应用更灵活、更复杂、更难,对企业也提出了更高的要求。ISO22000标准不仅可以用于第一方内审,即企业的自我改善和日常管理规范检查,也可以用于对第二方即企业供应商的审核标准依据,还能作用于第三方商业认证。
2食用油生产的过程识别与危害分析
2.1食用油生产的工艺与过程识别
根据原料自身的特点有不同,对于成品油的要求也不完全相同,因此生产工艺流程图也必定会有区分。在油脂加工业中有很多工艺,其中最为常见的就是物理浸出制油及化学精炼制油2种。
浸出法制油是利用能溶解油脂的溶剂,通过润湿渗透、分子扩散和对流扩散的作用,将料胚中的油脂浸提出来,然后把由溶剂和油脂所组成的混合油进行分离,回收溶剂而得到毛油,同样也要将豆粕中的溶剂回收,得到浸出粕。一个完整的浸出工艺包括原料(大豆)筛选、风选、磁选、粉碎、软化后进行轧胚、溶剂浸出、混合油分离、湿粕脱溶烘干以及溶剂回收等工序,最后添加抗氧化剂,进
入包装环节。
精炼油是先将原料榨取或浸出得到的毛油过滤脱胶,加入烧碱中和进行脱酸脱色,经过过滤和汽提的脱臭脱蜡等氧化工艺将油脂中的所有杂质分离出来,只保留甘油三酸酯,从而得到更纯净的食用油脂。
2.2食用油生产的关键控制点识别
关键控制点(CCP)是指如果某个点、步骤或程序在油脂加工生产过程中能够被有效的控制,防止发生或消除危害,那么就能有效地消除或降低油脂或其副产品的安全程度,直到可被接受。我们还应该注意到,根据不同的食用油生产品种和生产过程而制定出的HACCP,其CCP的确定也不尽相同。拥有先进的工业技术和设备的大型企业,有些点可不作为CCP,但是相对于个别小型企业,CCP的控制就更值得注意了。食用油生产过程中的主要关键控制点包括以下各点:(1)原料接收;(2)原料储存;(3)原料运输;(4)原料清理;(5)制熟坯;(6)制油;(7)
精炼;(8)改性;(9)调制;(10)成品储存;(11)包装;(12)成品发放;(13)产品检验。
2.3食用油生产过程重点的危害分析
危害是指食品中可能损害人类健康的微生物以及物理和化学性污染物。HACCP体系中最重要的内容和步骤就是危害分析,它是通过观察研究、资料分析、实地测验等方法,系统分析并确定在生产过程中可能影响食品污染发生发展的危害因素和危害种类,并提出控制这些危害点的方法。从源头控制危害要比解决一个具体的危害更为经济有效。危害食用油的质量安全的因素分为:物理性危害、化学性危害、生物性危害。这些危害都严重影响着消费者的健康安全,尤其是化学性和微生物危害,因此,必须加以严格控制。食用油的生产工艺流程很多,下面对几个主要可能发生危害的环节进行分析:(1)油脂原料;(2)毛油有毒有害物质;(3)浸出工艺;(4)精炼工艺;(5)包装及标签。
3食用油生产企业食品安全管理体系的建立
3.1食用油生产企业策划食品安全管理体系的基本条件
为了实施、保持HACCP体系并持续改进其有效性,通过满足顾客的要求,达到增强满意的目的,在充分考虑到食用油生产企业现有管理水平和企业特点的基础上,应将现有的管理资源(其中包括经营、管理、技术、生产、贮运等各层面,以及业务、采购、仓管、生管、品管、生产等各部门)在ISO9001质量管理体系和GMP管理体系的运作下加以整合,系统地规定由上至下、由下至上、横向之间、内外之间的信息有效传递的路径、分析和处理的方法,使食用油生产企业在日常管理中,能建立起一个有效地自我矫正系统,运转PDCA循环,达到工作效率的不断提高和持续改进及管理体系不断完善的目的。
食用油生产企业的各级管理人员应及时确定并提供所需的资源,包括人力资源、信息资源、基础设施、生产设备、工作环境、供方及财务等。并在生产过程中以实际检验检测数据验证其资源的有效性,并依据数据结果跟进HACCP计划。
3.2HACCP计划的制定
由包括生产、维护、控制人员,以及从事工厂日常操作在内的技术人员在内的所有HACCP小组成员描述产品、销售贮存方法和消费者的消费方式等,然后确定最初用途和食品的消费者,针对不同用途和不同消费者建立并验证产品流程图。
HACCP计划的实质就是关键控制点(CCP)。可以从两层来理解:一是关键控制点能对生产过程中可能出现的生物性、化学性或物理性的危害进行控制;二是关键控制点一旦失控,将会产生无法挽救的安全健康风险,也就是说,某个显著危害仅仅在这一点它才能被控制,超出范围将无法挽回。确定关键控制点在HACCP7个原理中处于核心位置,关键控制点的确定既不能过多,也不能过少,多了势必增加额外的工作量,少了又会导致影响食品安全的环节没有被完全识别。因此,食用油生产企业在建立HACCP体系时,必须要采用非常科学的方法,合理正确地确定关键控制点。
3.3关键控制点(COPs)的关键限值的确定及监控
关键限值是控制每一个关键控制点所要满足的标准,它是一个可接受与不可接受界限的数值,而不是一个范围。控制关键控制点的方案不同,其关键限值相应就会不同,其选择原则是:快速、准确和方便,具有可操作性。
监控即以HACCP计划为标准确定各个关键控制点是否受控。首先,应制定监控计划或程序即监控是否符合关键限值,确定监控方法,选择监控频率以及明确监控责任人;其次,应有符合HACCP计划所要求的各项指标的产品,以便对HACCP计划进行验证;最后,要确定CCP是否偏离CL或失控,然后进行相应的改正。
4应用过程中存在的问题与对策
4.1存在的问题
我国的食用油企业大部分受资金不足、基础设施差,人员及培训缺乏等条件的限制,影响了HACCP和ISO22000的采用;由于HACCP和ISO22000体系在我国推行较晚,法制法规不完善,宣传力度不够,致使其消费者认可度低下,易受市场价格冲击;企业在HACCP和ISO22000认证中表现出了急功近利的心态,一些企业为了享受认证所产生的经济效益,而没有真正地投入充足的财力和精力,甚至对HACCP和ISO22000体系的认识和了解不够,并未真正地运行HACCP和ISO22000体系。
4.2相应对策
为了解决以上问题,建议中小食用油生产企业调整经营策略和产业结构,增加企业实力,为建立HACCP和ISO22000体系打下良好的基础;通过加强对法律、法规及政策等的不断学习,从而更加仔细地了解食品安全管理中的措施及细则;建立和完善确保HACCP和ISO22000有效应用的相关体系(如建立GMP、有效实施SsOP等);组织管理者及员工针对HACCP和ISO22000体系进行学习和培训;积极参加相关交流活动提高企业对食用油安全认识的深度和广度。
5结论
HACCP和ISO22000是行之有效的保障食用油安全的预防性措施,中国食用油产品要走出国门、发展壮大,生产企业必须要引进国外相对成熟的理念和法规,必须扎实推进HACCP和ISO22000体系的发展和实施,适时地引进HACCP和ISO22000体系,必将能增强我国食用油企业的竞争力,增加国内消费者的信赖,并开拓更为广袤的市场。
风格是置身于中的强烈感受,是第一印象,是哲学上的晕轮效应;正如一个人的格调,是随意的、邋遢的还是专业的、有条不紊的。ISO55K的风格既是专业的、刻板的章法约束(指资产设计、拨备与规划和资产情景交互与风险治理的流程),也是抒张的、如地质变幻的视觉震撼(风格与视觉管理,让人员以一种直观的、视觉的方式领悟、监视和管理质量);其是刚正不阿的教义遵守(流程与标准的不可逾越和遵守),也是柔性如水的(接地气、防呆、漫话、OPL-one point lesson一点课式、容易与变通)情绪(指变差、波动、控制限与控制 参等)交流(CF-cross fertilization互养无我、团队而非单打独斗或自我封闭地显示自我扁鹊权威式质量管理、监管、维护与衡量等),既支配引导(期望、目标与原则),亦浸人心脾,成为精神基因(智慧与方法),决定人的态度,影响人的行为(全员质量士气、主人翁意识和行为、风险地图Risk map与技能矩阵skill matrix),做出平衡与改善(含创新)决策(从救火式管理进化为系统性战略管理),以经济的丶聪慧的和简洁的方法保障资产的功用性,亦即质量。
质量是A行动
态度:好的质量管理在于全员参与并形成诸多合理化建议,而且这些合理化建议是CF-cross fertilization互养的。CF互养提倡小我、无我而致系统管理,提倡团队作业而非单打独斗,CF互养减少或者杜绝自我封闭、轻视显示自我、轻视扁鹊式自我权威、注重跨功能交流、总结而形成流程和标准,而轻视救火队长。
技能和行为:质量行动的基础在于清楚知道做什么并具备相关的技能(技能矩阵),由此对管理对象的成熟度不断提升。不断提升的基础是可持续结构化改善。 改善:质量是追求完美最好的诠释,直接的表现是结构化(可持续)改善。改善必须以终为始。
质量是S风格
质量是具有格调的,格调主要来源于基本色,如一谈利乐会想到蓝色,一谈蒙牛会想到绿色,一谈GE会想到白色等。在此基础上,按照工业标准设计与规划自己的质量视觉管理,目的是做到(微)资产的物流布局、情景交互和风险探寻与管理简单实效(如用颜色指代液压是在合格、预警还是失效范围,而非数字,更不是大概其或估计;而颜色管理必须基于数字而非估计)。(微)物流的指示颜色、流程方案能否便于人员找到质量风险点,区别质量(物理的、化学的或者微生物的)类型以及管理质量风险(如避免、预防、缓解与转移等)。
Avoid (don't start with activity) 避免 A
Prevent(Remove risk source) 预防 P
Mitigate(Change probability or severity) 缓解 M
Transfer(Share the risk with another party) 转移 T
Take on(Increase risk to pursue opportunity) 接纳 I
Retain(Leave risk unchanged after informed decision) 保持 R
接地气、防呆、漫话、OPL-one point lesson一点课式、容易与变通属于风格管理范畴。
质量是I智慧
质量智慧在于专业(原则、流程、标准)基础上的简洁(风险点不断减少、风险不断降低或可控、易控等)与友好(OPL或漫话式的交流等)。 质量的方法在于能够探索到质量的本质,亦即质量失效模式FMEA或风险地图,并加以运用。系统验证是手段,涉及到资产设计、拨备与规划或者布局、资产情景交互,在此基础上进行风险挖掘、治理与改善。原则(如统计学原理、决策模型、微生物繁殖规律和分类原则等)是指导,流程(参与和R&R分析)和标准是结果。
质量是E期望 质量目标是质量管理的灯塔,是一切质量活动开始的理由,是由利益相关方的期望按照SMART(Specific, Measurable, Attainable, Relevant, Time based)原则转换而来。S是物理的、化学的和微生物的;M是(借助方法或工具)可观察到的;A是可以达成的;R是与期望达成有贡献的或相关的;T是有时间节点的或有计划的。总之,质量必须做到以终为始。
成品的脂肪上浮一般出现在生产后几天到几个月范围内,上浮的严重程度一般与储存及销售的温度有关,温度越高,上浮速度越快,严重时在包装的顶层可达几毫米厚。原因分析:1均质效果不好;2低温下均质;3过度机械处理;4前处理不当,混入过多空气;5原料乳中含过多脂肪酶,有研究表明,经140℃、5s的热处理,胞外脂肪酶残留量约为40%,残留的脂肪酶在储存期间分解脂肪球膜释放出自由脂肪酸而导致聚合、上浮;6饲料喂养不当导致脂肪与蛋白质比例不合适;7原料乳中含有过多自由脂肪酸。控制措施:1提高原料乳质量;2均质设备要在生产前进行检查;3人员要严格按照生产要求进行操作;4进行必要的质量人员监督。
原料乳酸度过高、盐类不平衡则易形成软凝块和杀菌器内挂乳石等。原料乳的好坏是影响乳制品质量的关键,只有优质原料乳才能保证优质的产品。为了提高原料乳质量必须做到保证生产用水符合饮用水国家标准,保持牛舍环境的卫生,牛舍通风应良好。建立自动化机械挤奶装置代替手工挤奶。牛奶挤出后应冷却至4℃,或是向其通入二氧化碳,ClaraG等人通过实验证明CO2颗明显控制原料乳中微生物的生长。建立CIP清洗系统。对于收集到的奶必须通过75度酒精试验,对于不合格的原料乳应坚决予以拒收。
乳品行业中,奶源是其战略资源。奶源的不足导致了对奶站的监管漏洞,而奶业供应链各环节成本利益分配的不均衡,也进一步促成部分黑心奶站非法使用三聚氰胺。本文对该食品安全问题进行深入分析,提出问题的根源在于供应链环节之间的缺失监管的市场交易模式,而新的消费需求需要在供应链的各个环节之间引进“管理机制”,逐渐把整个供应链纳入统一的组织中间,用“内部组织”来取代“外部市场”。由此提出了一系列的政策建议。
1 问题的提出
2008年9月11日三鹿奶粉事件首次曝光后,引起了国内外媒体极大关注。此事件对我国乳品行业造成了巨大的经济和信誉损失,也给乳品及相关产品的出口带来挑战,奶粉消费者对国产乳制品丧失信心,消费意愿难以在短期内恢复。
如果此次三鹿奶粉事件事出偶然,追究个别企业即可解决问题。但近年来,有关“食品安全”问题见诸报端,而且往往会涉及到全行业的企业。此次三鹿奶粉事件曝光后,随后发现22家乳品加工企业的奶粉和液态奶受到三聚氰胺的污染,甚至以牛奶为原料的巧克力、奶糖、饼干等企业也涉入其中。因此,只有找到引发事件的真正根源,才能够从根本上排除食品安全隐患。
2 乳业发展与战略资源
改革开放为中国乳业快速发展提供了得天独厚的机遇。2007年我国饲养奶牛1387.9万头,奶类的产量为3684.2万t。同2000年相比,奶牛饲养头数增加184%,牛奶总产量增加301%(见图1)。
图1 1991~2007年我国奶牛存栏量和牛奶产量
资料来源:中国统计年鉴
奶业高速发展的主要原因有:(1)我国经济迅速发展,消费者收入提高,牛奶消费需求快速增长;(2)农民为了增收而投资饲养奶牛;(3)乳制品加工产业快速发展;(4)UHT奶新技术的开发和利用,延长了牛奶的运送半径和延长保质期;(5)政府积极的促进政策;(6)超市的发展为UHT奶开拓了全国销售网络和市场。迅速发展的农产品加工业必须有充足的资源作为依托。在乳制品行业,基于奶源的资源特性,厂商之间在奶源及奶源利用方面的不对称性产生产品的差异性,而且这种差异性能够以资源战略的有效实施而长期保持。此次三元乳业在液态奶产品没有检出三聚氰胺,反证出奶源是乳制品企业的战略资源。据Barney的观点,某一资源能否为战略资源有可衡量的4个尺度,即资源的价值性、稀缺性、无法完全复制性和不可替代性。第一,奶源具有价值性。奶源基地的规模扩张不可能一蹴而就,如三元自有牧场,这不仅可以有效降低乳品企业的产品成本,而且在食品安全事件中凸显出安全的价值。第二,奶源具有稀缺性。奶源数量的有限性限定了它不能被多家企业共同占用、分享,其市场供应量在一定时期是稀缺的。第三,奶源具有无法完全复制性。原奶的保鲜要求和高运输费用,又使奶源具有一定程度的区域性限制,难以在更大范围内流动;三元对奶源所实行的“公司+牧场”一体化模式,增加了奶源的人为独占性。第四,奶源具有不可替代性。原奶作为特殊的自然动物资源,没有相同或者类似的资源能够达成战略替代,竞争对手无法用其它资源取代这类资源的效用,即不存在相似资源。因此,奶源已成为乳品企业的一种战略资源。
回顾乳业发展的历程,在改革开放初期,远离城市市场的河北、内蒙古的乳品企业具有资源优势,但是由于产品销售地域与运距的限制,只能够在需求比较小的当地市场销售,无法与三元、光明等大城市乳品企业竞争。从20世纪90年代开始,伊利集团改变了这一市场规则——以奶粉、冰淇淋等产品形式,实现了产品远距离运输,突破了运距限制,之后对UHT技术的应用使其在液态奶市场范围快速扩大。由于自然资源具有先占先有的典型特征,一旦乳业的资源控制格局形成,其他企业的再进入成本会大幅度提高。因此,奶源的占有成为这些企业能够与三元和光明等企业竞争的优势来源。快速发展的企业带动奶制品工业成为中国食品制造业中的重点行业之一,近年来年均增长速度超过20%。全国乳制品规模以上企业达743家。但是由于近年来乳制品行业加工能力增长过快,原料奶资源难以支撑,快速发展的企业往往遭遇到资源不足的问题,资源供应矛盾突出,“得奶源者得天下”已经成为行业的战略规则。
3 奶源的替代——信心杀手“三聚氰胺”
奶源不足为不法分子谋取不法利益创造了机会,在原料奶中添加“三聚氰胺”仅仅是违反谋利的手段之一。三聚氰胺是化工原料,又被乳业内称为“蛋白精”。这种性状为纯白色单斜棱晶体,无味的化学品,是合成树脂的原料。从分子结构看,根本不含蛋白质,严禁用于食品加工业和饲料业。不法分子将三聚氰胺添加到原料奶中,钻的是凯氏定氮法测定奶粉蛋白质含量的漏洞。国标GB/T5413.1-1997(婴幼儿配方食品和乳粉蛋白质的测定》明确提出,使用凯氏定氮法测定奶粉中蛋白质的含量,这一方法是目前国际通用的测定蛋白质的方法。凯氏定氮法,是指通过测量氮元素的含量,并利用氮元素与蛋白质换算系数,来计算乳制品中所含蛋白质总量的方法。在分析过程中,所有含氮物质均被统计成蛋白质总量。三聚氰胺含氮量高达66%,一旦被掺人乳制品可以提高氮含量,造成原料奶蛋白质含量虚高,而其价格只有蛋白原料的115。人类和动物长期摄人三聚氰胺会造成生殖、泌尿系统的损害,膀胱、肾部结石,并可进一步诱发膀胱癌。此次事件中大量婴儿因食用三聚氰胺污染的奶粉而患上尿系统结石。
三聚氰胺作为一种工业原料,如果没有人为的因素,是无法进入到加工过的乳制品中去的。在对河北省三鹿集团的200份原料奶所进行的三聚氰胺检测中,发现其中56个批次奶品中含有三聚氰胺,涉及41个原奶供应站。
到目前为止,发现的三聚氰胺进入乳制品的主要途经是在原料奶的生产和收集环节。一些奶站和奶牛养殖小区或者大型奶牛养殖场,为了在向乳制品加工企业出售的原料牛奶中兑水而不被发现,他们在兑水的原料牛奶中添加掺合含有三聚氰胺的廉价植物蛋白粉。
4 供应链中的利益不对称
乳业需要经过奶牛养殖、原料奶生产、奶站收购、企业运输加工、成品包装销售等多个环节,才能最终在市场上提供乳品。因此乳品的最终质量不仅取决于乳品生产加工企业的生产行为,还要受到供应原料奶的奶户或奶牛养殖小区、收购原料奶的奶站以及运输商、经销商等的行为影响。因此乳品安全取决于这个纵向生产链上各个环节的生产者,而生产者的任何行为都是由动机引起的,而供给动机在很大程度上要依赖于各个环节上成本、利润等因素,如果产业链条利益分配不协调,在缺乏严格监管措施检测机制的条件下,极易出现违法犯罪行为。奶站和企业的供应关系是建立在收奶量基础上的,奶站只要提供符合标准的原奶就可以获利,一些无良奶站就动手掺假。由于三聚氰胺需求量大,已经形成了三聚氰胺供应链。供应链的源头是地下工厂,把三聚氰胺和麦芽糊精按一定比例配制“蛋白粉”,通过地下的流通网络出售给牧场、奶牛养殖小区和奶站(奶厅),见图2。
图2 牛奶中掺入三聚氰胺的供应链
5 根源分析
部分牧场、奶牛养殖小区和奶站(奶厅)使用三聚氰胺除了受非法牟利动机的驱使外,更加深层次的原因在于在乳制品供应链中的原料奶生产、原料奶的收集和流通、乳制品加工以及流通4个阶段上,分成不同的利益主体。
从一包百利包的成本、价格、利润可以计算出乳业供应链各环节成本和利润分配(见表1)。
表1 百利包牛奶价格形成表
图3 百利包牛奶成本及利润比较
根据我们的调查,乳业供应链环节中绝大部分利润集中在零售环节,原奶生产和加工生产环节是成本利润比例不均衡的环节。为获取更大的市场份额,企业采取低价促销的方法,而无力把利润返还奶农,只有压低原料奶的收购价格,而这又导致原奶收购价严重偏离成本价和市场平均利润。乳制品价格的增长明显地低于生产资料和劳动力成本的增长幅度,在饲料价格上升的2005~2007年甚至出现了奶农杀牛现象,奶源问题更加突出。
在发达国家,因为乳制品加工企业归生产者协会所有,牧场主及其合作社拥有最大的发言权。但在中国,处于源头的奶牛养殖农户规模非常小,而且缺乏组织。中国养殖规模在500头奶牛以上的牧场饲养奶牛头数仅占全国总头数的0.098%,牛奶产量占全国总产量的0.13%;20头和499头之间的中规模饲养小区奶牛头数占全国总头数的41%,牛奶产量占全国总产量的35%;规模在20头奶牛以下的小规模奶户饲养的奶牛头数占全国总头数的49%,牛奶产量占全国总产量的47%。由于乳制品的特殊性,没有经过加工的原料奶不像其他的农产品可以直接进入消费市场,所以奶农除了低价把原料奶出售给加工企业以外,没有其他选择。
在中国,乳制品加工企业拥有强大的资金实力,集中度越来越高。2006年前四位的乳制品加工企业的销售额占中国乳制品销售总额49%。乳制品加工企业规模越大,奶农和奶站越没有话语权。在80年代前的城市奶业模式中,每个城市已经形成了国有和集体所有制的乳制品加工企业和供应这些企业原料奶的城市郊区奶牛场。在争夺市场占有率的过程中,中国乳制品加工企业投入了大量的财力和人力进行广告宣传,无暇顾及乳制品加工企业的“生命线”原料奶生产基地的培育和管理。公司与农户之间不平衡的谈判力量和信息分布不对称产生不公正谈判甚至在无谈判情况下产生不公平合约,不公平合约导致不公平交易和不合理的利益分配,利益分配扭曲,无法真正做到“利益均洁。风险共担”。
奶业供应链上利益分配的不均衡性导致了博弈关系的不均衡性。其中,奶站作为把奶农的原料奶集中起来销售给加工企业的中间环节,奶站只要提供符合标准的原奶,数量越多获利越多,就引发了其他途径来争取利润分配的企图和行为。中国80%以上的原料奶是由饲养规模在10头以下小规模奶农生产的。最初,加工企业为了能够便利地收集这些奶源,到奶农家门口用奶罐车收取奶农们预先准备好的原料奶,可是有些奶农在交售的原料奶中添加水或其他填充剂,严重影响原料奶的质量。后来加工企业开始投资建立奶站,让奶农把奶牛直接牵到奶站在挤奶器上挤奶,原料奶就直接进入集奶罐,排除了奶农掺假的机会。之后,为了降低营运成本,大部分奶站被出售给个人经营,使得奶站由连接乳制品加工企业和奶农的非营利性的纽带转变成以盈利为目的的第三方。购买和新建奶站需要大量投资,经营者为了弥补投资和获取收入,利润最大化成为们追求的目标。但乳制品通常要通过压低原料奶的收购价格来维持自己的低成本战略。一个奶牛养殖村多家奶站,奶农可以在几家奶站中做出选择,谁出的价格高就把原料奶卖给谁。对于收购量不稳定的奶站,为确保达到乳制品加工企业的供货数量、赚取更高利润,部分奶站就在原料奶中掺入部分含有三聚氰胺的蛋白粉和水,目的就是避免被检测的牛奶中蛋白率不达标。
纵观乳制品行业三聚氰胺的问题,同其他行业食品安全问题的共同之处就在于中国农产品供应链上缺乏有效和可靠的管理机制。20世纪70年代末实行的以家庭承包责任制为代表的农村经济体制的改革,把农产品的生产、流通,承担者为个体,这极大地激发了参与者的积极性,迅速提升了农产品产量。然而对于成千上万的独立经营个体,其行为是很难进行有效监督和管理的。因此在“致富”心理的驱动下,很多投机取巧的事情发生了,有些还受到“科学”的支持。违法的“创新”往往发生在缺乏法制理念,同时头脑又比较“灵活”的人,这部分人的“发财”由于没有受到惩罚,导致整个行业纷纷效仿。
问题的根源在于:传统奶业供应链上不同环节的利益体之间,如奶户、奶站与企业,建立在相互独立的基础之上,通过“外部市场”,即亚当·斯密所称得“看不见的手”连接的。缺陷在于缺乏有效的监督管理机制,难以适应对食品品质和安全性标准越来越高的要求。新的消费需求需要在供应链的各个环节之间引进“管理机制”,从而需要逐渐地把整个供应链纳入统一的组织中间,用“内部组织”来取代“外部市场”。比如建立原奶供应公司或者加快专业合作社的发展速度,通过合作社组织把分散的奶农、奶站组织在一起,扩大奶农对乳制品加工企业的交涉能力,增强原料奶的组织化程度,在确保奶农的经济利益的同时,加强内部管理和监督。
供应链监管机制上也存在薄弱环节。中国的很多食品安全检测机构是盈利性的,其中一些检测机构迫于竞争压力,降低了绿色、有机食品的认证标准。此次三鹿奶粉事件的曝光,揭示了中国存在食品安全机制上的深层次问题。连续30年的高速经济发展以后,如果不进行涉及机制方面的深层次的改革,包括食品安全在内的很多问题是难以解决的。
6 政策与建议
(1)三聚氰胺奶粉事件是一次机会,使消费者、政府以及乳制品供应链的参加者能够清醒地认识到中国奶业,乃至食品产业存在的安全隐患。解决问题必须找到根源,从制度和体制上对其进行彻底的改正;痛定思痛。必须深刻吸取教训,依法重典治乱,下决心抓好“从田地到餐桌”的每一个供应链环节,特别是重点环节的监管,严格执法,杜绝漏洞使中国食品行业的声誉得以恢复,消费者的信心得以增强,人民生命健康得到可靠的保障。
(2)以家庭为基本点位的分散的小规模农户独立经营模式已经不能满足于消费者和市场对安全优质农产品的需求,需要加快组织化建设,比如在农户生产阶段成立专业合作社,在农产品收集、储存、运输阶段成立相应的公司来提高组织化程度。
(3)在农民技术和理念培训方面,重点做好技术集成和对特别是教育、培训、推广活动,使他们理解食品安全和执行规范的操作方法,建立食品安全的可靠源泉。
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奶管路引起污染的解决办法
灭菌机输出到包装机的灌装管路需采用306L或304全抛光不锈钢管,安装时应符合无菌管路的要求,尽量减少接头,控制阀应选用无菌型,整个管路不应有泄漏。如有条件应请专业设计单位设计安装。
包装机引起污染的解决办法
○1管路接头处胶垫不应有奶垢,更不能有泄漏;○2保持无菌室的门密封严密,并提供足够的正压力;○3保持上料泵机械密封完好无损,,选用合理型号的上料,彻底清洗;○4无菌室内与包装膜接触的构件保持清洁,不能有奶垢;○5彻底清洁灌装头和撑袋器,使不能有奶垢;○6注意清洁导膜辊。
无菌罐引起污染的解决办法
○1选用质量高的无菌罐,内表面抛光度符合生产要求,能保持良好密封性能,耐压性应达到蒸汽灭菌的要求;○2蒸汽灭菌后,UHT输出管路至包装机灌装管路应保持无菌状态(管路未密封),禁止有菌空气进入管路内;○3认真做好对包装机的日常维护,特别是横竖封应调到最佳工作状态,以避免封口质量不稳定,横封不能有褶,防止尖端有微渗等;○4包装前对各项参数予以检查,特别是双氧水浓度偏低将影响膜的杀菌效果;严格操作规程,保持无菌环境的良好和稳定。
这两天艺人王小山在他的微博里以不同的形式“暴露”蒙牛牛奶存在的问题,比如发霉啦,含有异物啦,值得思考的是,为什么四川苏姓的学生会将他的“蒙牛问题奶”反馈给王小山?同时,王小山的儿子也喝到了蒙牛的“问题奶”!我担心的不是王小山,担心的是为什么总会有人“特别关注”蒙牛.
一、我国乳制品质量现状
(一)乳制品生产现状
我国乳制品的生产和销售取得了较好的业绩,并且液体乳生产大幅度增长,整个行业经济效益明显提高。2004年完成产品销售收入663.3亿元,利润总额33.8亿元。
乳制品生产技术和设备更新加快。主要包括砖型纸盒包装超高温灭菌奶生产线、塑料袋奶生产线、屋型纸盒包装杀菌奶灌装设备等,使我国乳品行业技术、设备陈旧的状况得到有效改变。
乳制品市场竞争激烈。我国乳品行业尚属于幼稚型行业,其规模、技术、产品质量方面同发达国家存在较大差距。而人世以后,许多外国的乳品品牌打人中国市场,如达能、帕玛拉特、雀巢等,给国内乳品企业造成很大冲击。另外,国内各品牌也将进行着面对面的竞争与交锋。大型企业发展迅速,奶制品企业兼并、整合的速度加快,集中度在提高。一些乳品加工企业通过股份制改造和强强联合等整合方式形成了一批有实力的奶业集团,众多中小乳品企业与实力较强的企业联合或并人大型乳品企业、企业集团。
(二)乳制品生产存在的主要问题
1、原料奶、乳制品质量参差不齐
我国目前80%是手工挤奶,且日益增多的个体户不注意奶牛疫病防治,原奶细菌超标、抗生素含量过高等问题突出,严重制约着乳制品质量的提高。即使在原料奶主产区采用机械挤奶设备,但仍然存在管理水平低、设备不能及时保洁等问题。我国原料奶生产卫生条件差、细菌数量偏高、杂质较多。国家颁布的质量卫生标准大多数是十几年前制定的,且分别隶属于不同部门,涉及指标少,检测方法落后,远远落后于当前食品安全的要求。
企业规模小、设备制造技术落后。我国乳制品工业发展时间短,真正的发展仅20年历史,经济实力、技术装备水平、企业规模均不能同发达国家相比。我国乳业装备整体水平同世界先进国家相比大约还有20年差距。目前,乳品机械进口量占到50%,国内乳品机械三化程度低、配套性差,尤其是通用关键机械上,离心机及乳品分离机械与国外差距大,品种少,性能差。
2、产品结构不够合理,乳品品种少
目前,我国乳品虽已有较快发展,但与国外相比,在风味、品质、品种上差距比较大,据统计,发达国家2001酸乳上市的新品种有900多种,欧洲开发的乳制品品种占世界乳制品新品种的72%。而我国品种少,乳品产量中奶粉产量占70%,奶油的产量很小。液体奶消费仅局限于大中城市。产量也很小,在液体奶品中,巴氏杀菌奶约占53.1%,保鲜奶约占29.9%,酸奶约占17%。而干酪这样的产品在国外都属大宗产品,在国内基本没有生产,尤其是深加工、高科技和高附加值的产品更少,不能满足市场需求。
3、三鹿奶粉事件曝光国内乳品行业陷入全面危机
9月11日,三鹿问题奶粉导致数十名婴儿患肾结石的事件震惊全国。随着政府权威部门的介入和事件调查的深入,越来越多的利益相关者被拖入这场严重的危机之中。现在人们谈的最多的莫属于这次“牛奶门事件”了,通过这个事件看到了某些商人为了利益而导致道德的缺失,网络上流传的“中国人的一天”从起床刷牙到晚上吃夜宵都遇到有毒食品或日常用品,或许有点夸张,或许有点来的比我们想的更可怕。
温州生产的乳制品总体情况比较好,抽检的样品经省畜产品质量安全检测中心检测,均未发现三聚氰胺。检查组对各奶牛场的兽药用药情况予以现场察看,没有发现三聚氰胺和其它违禁药品。
但是三鹿奶粉事件对温州的乳制品产业也陷入全面危机,目前,大多数消费者不敢购买温州的乳制品。由于2004年的大头娃娃奶粉,这些“毒奶粉”的源头,不少产于温州的苍南、泰顺等地。三鹿奶粉事件给广大奶牛饲养场和个体户带来全面危机,也许会发生大量杀毁奶牛事件。中国人买不到廉价的中国的乳制品,最终的损失还是广大消费者。
二、国内外研究现状和发展趋势
美国于1939年制定了《联邦食品药品法》。英国于1955年制定了《食品法》,欧洲其他国家在20世纪50~60年代制定了《食品法》和《食品卫生法》。日本也制定了《食品法》和《食品卫生法》,并对乳制品,食品添加剂,食品器具及容器包装也规定了相应的政令和职权划分。食品安全问题,已经成为全世界共同关注的问题。为了防止食品污染,保障消费者的健康权益,许多国家都通过立法来加强对现代食品的监督管理。尤其美国成立了FDA(食品药品管理局),对食品和药品的生产同样严格监督管理。FDA的管理方法已经成为全世界对食品安全管理的典范。
美国是世界上食品安全管理最严格的国家,有良好的卫生保健和巴氏消毒技术,但食物中毒事件仍呈上升趋势。美国在“21世纪食品工业发展计划”中将食品安全研究放到了首位,1998年美国在食品的微生物快速检测技术研究上的专项经费是4.3亿美元。著名的食品科学专家A.E.Sloan在论述新千年食品工业的十大发展趋势时,也强调了确保食品安全的重要性。美国食品堪称是世界上最安全的,但由于食品工业发展的迅猛及食品生产、加工、包装工艺的复杂性和目前美国食品中依靠进口的比例也越来越大,故美国仍面临着食品安全问题,包括生物致病菌、毒素、农药残留、有害金属、食品变质等。美国建立的食品安全系统有较完备的法律及强大的企业的支持,它将政府职能与各企业食品安全体系紧密结合,担任此职责的主要由人类与健康服务部(DHHS)、食品药品管理局(FDA)、美国农业部(USDA)、食品安全与监测服务部(FSIS)、动植物健康监测服务部(APHIS)、环境保护机构(EPA)这几个部门组成。同时海关定期检查、留样监测进口食品。此外,还有其它部门,如疾病控制预防中心(CDC)、国家健康研究所(NIH)、农业研究服务部(ARS)、国家研究教育室等部门也负有研究、教育、预防、监测、制定标准、对突发事件做出应急对策等责任。FSIS主管肉、家禽、蛋制品的安全;FDA则负责FSIS职责之外的食品掺假、存在不安全因素隐患、标签有夸大宣传等工作。在美国若某种食物中的食品添加剂或药物残留未经FDA审查通过,则该食品不准上市销售;EPA主管维护公众及环境健康,以避免农药造成的危害,加强对宠物的管理;APHIS主要是保护动植物免受害虫和疾病的威胁,由此可见,FDA、APHIS、FSIS、EPA运用食品安全法律法规维护食品的安全,从而保护了消费者的身体健康。
美国以HACCP控制系统管理乳制品,国外大多数国家按照美国的管理办法,于是国外的乳制品未出现质量重大安全问题。
食品安全是关系人民生命健康和国计民生的重大问题。党中央、国务院历来高度重视与关注乳制品与食品安全工作,2002年国务院发布了“国发2002年15号文件”分析了当前我国食品质量安全存在的问题,对各方面监管工作,作出了明确的规定。随后国务院发布了“食品药品放心工程的实施方案”,吴仪副总理在实施食品、药品放心工程的电视电话会议上指出:“实施食品药品放心工程关系到广大人民健康发展,关系到我国对外贸易和国际形象”。
2004年4月28日,国家食品药品监督管理局,全国整顿和规范市场经济秩序领导小组办公室、公安部、卫生部、国家工商行政管理总局,国家质量监督检验疫总局发出《关于进一步加大奶粉市场核查工作的紧急通知》通知指出,核查工作要突出重点,特别要加强源头追踪,深挖造假窝点。通知要求,各地在核工业查中要严格按照国家有关标准组织监督检查和检验,核查工作要将婴儿奶粉作为重点核查品种。
2004年5月13日国务院如开全国食品安全专项整治电视电话会议,贯彻落实温家宝总理关于安徽阜阳劣质奶粉事件的重要指示精神,部署食品安全专项整治工作。中共中央政治局委员、国务院副总理、全国整顿和规范市场经济秩序领导小组组长吴仪出席会议并讲话。她强调节器,要认真吸取安徽阜阳劣质奶粉事件的教训,增强责任和紧迫感,以对人民高度负责的精神,深入开展食品安全专项整治,整治监管力量,加大监管力度,严厉打击扰乱食品市场秩序的违法犯罪,让人民群众吃得放心。
9月11日,三鹿问题奶粉导致数十名婴儿患肾结石的事件震惊全国。随着政府权威部门的介入和事件调查的深入,越来越多的利益相关者被拖入这场严重的危机之中。现在人们谈的最多的莫属于这次“牛奶门事件”了,通过这个事件看到了某些商人为了利益而导致道德的缺失,网络上流传的“中国人的一天”从起床刷牙到晚上吃夜宵都遇到有毒食品或日常用品,或许有点夸张,或许有点来的比我们想的更可怕。
我国食品质量安全总体水平不断提高,但仍难以满足人们对食品安全的期望。由于食品工业的发展,食品标准、标签的完善与健全,食品品种增加,质量提高,特别是上规模的大、中型食品企业,基本上都建立了企业食品质量安全保障体系,都能自觉严格按照标准,规范组织生产,并不断加大科技投入,加强企业的技术改造,尽可能选用当代国际先进水平的技术装备,运用新技术、新工艺,从而使食品质量安全水平不断提高。但是,大型食品企业----三鹿公司的幼儿奶粉会出现严重质量问题。三鹿危机爆发,不仅让三鹿深陷困境,而更令人吃惊地的是伊利、蒙牛等一大批行业的领军企业与名牌企业,也同样被曝出具有严重的产品质量问题。从这个角度看,三鹿危机事件并非偶然与个别,这么多家名声显赫的奶制品企业齐陷三聚氰氨事件,只能说明这是一次利益驱动下的无意识戮婴行动。而导致这次可怕人为大灾难的根源就在于:企业社会责任底线的沦失。
9月16日报道:全国目前共有175家婴幼儿奶粉生产企业,在这之前已经停止生产婴幼儿奶粉的企业有66家。对其余的109家产品生产企业的491批次婴幼儿奶粉进行了检验,其中22家企业69批次检出含量不同的三聚氰胺,占这些企业的20.18%,占总批次的14.05%。在检出三聚氰胺的产品中,石家庄三鹿牌婴幼儿奶粉三聚氰胺含量很高,最高的达2563毫克/公斤。其他品牌的婴幼儿奶粉三聚氰胺含量在0.09~619毫克/公斤之间。
三鹿奶粉事件曝光后不仅使国内乳品行业陷入全面危机,有迹象表明这种信任危机正在向整个食品行业扩散,形势依然十分严峻。
据中国证券报9月24日报道,蒙牛乳业9月23日在香港复牌暴跌60%,另两家A股公司伊利股份和光明乳业亦告跌停。占国内液态奶市场七成份额的乳业三巨头相关产品均被查出含有三聚氰胺,可以预计未来很长一段时间内它们都将遭受惩罚。
事实上,三鹿奶粉事件曝光后不仅使国内乳品行业陷入全面危机,有迹象表明这种信任危机正在向整个食品行业扩散,形势依然十分严峻。9月23日A股市场酿酒食品板块跌幅居首,下跌超过了8%,就是危机扩散的前兆。
当日几乎所有食品饮料类的龙头公司都跌停或触及跌停。其中包括最大的猪肉生产商双汇发展,高档酒制造商贵州茅台、泸州老窖、张裕等。市场传言,有关部门在国产酒中检测出致癌物质,目前此消息未获证实。而相关白酒、红酒企业9月23日发布澄清公告,公司酒产品在生产过程中不可能产生也没有必要添加亚硝酸钠。但不管传言真假如何,投资者显然已经从乳业危机中嗅到了整个食品行业让人难以放心的气息。
一位长期研究国内食品行业的研究员表示,如果毒奶事件发生在西方国家,那么涉毒的公司十有八九将会破产倒闭。国内乳业三大龙头均深陷“毒奶门”,理应受到最严厉的行政和市场处罚,但考虑到整个行业的前途以及产业链最底层的广大奶农的利益,政府将不会坐视整个行业由此走向末路,但拯救之路将很漫长。
反思国内乳业的这场危机,祸根在于从业者对经济利益的争夺和重视,超过了对最基本的安全底线的守护与维持。从目前调查结果看,虽然问题出在奶源上,但是整个乳品业这几年处于无序状态的割喉式竞争应是祸源。
为抢占市场份额,各大乳品商大打广告营销战,钱大把大把地撒向销售最前沿,忽视了最上游奶农的利益。广大奶农不但没有分享到这几年乳业爆发式增长的利益,反而要遭受奶站中间渠道的盘剥,要独自消化饲养成本大幅攀升的压力。
乳业你死我活的非理性竞争,最后演变成了一场完全追求市场份额的数量竞赛。前两年光明乳业率先在包装上打出无抗生素的宣传语,结果遭到其他企业的围剿。因为抗生素在原奶中普遍存在,而消除抗生素需要引进高端设备,势必增加成本,竞争对手们不肯跟进提高产品质量,反而埋怨光明作秀,结果通过行业协会对光明无抗奶进行了剿杀。
“三鹿牌”奶粉引发“肾结石娃娃”事件持续延烧,河北省三鹿集团和石家庄市日前将奶粉违法添加三聚氰胺归咎于奶农,但三鹿乳源地的奶农指出,掺假是奶贩和三鹿验收人员的勾结作案。
A、三鹿奶粉掺入三聚氰胺可能性有两种:一是从原料加入,即三聚氰胺掺入鲜牛奶或奶粉的其它辅料中;二是在生产环节中加入。业界人士普遍认为,乳牛吃了含三聚氰胺饲料而造成污染的可能性并不大。
B、奶农不会喂食奶牛三聚氰。石家庄某县奶农马老汉说,给乳牛喂食掺入三聚氰胺饲料等于是喂毒药,对奶农有百害无一利,“假如奶牛吃了含三聚氰胺的饲料死了怎么办?”他说,一头乳牛价值人民币一万元,一天出奶二十公斤,“比自己亲儿子都宝贝”。
C、奶农掺假的几率小。马老汉是“挤奶厅模式”供奶的奶农,他和同村十七户奶农各自散养乳牛,一同到挤奶厅统一采奶。他说,挤奶时,除了为乳牛挤掉三把“细菌奶”后,剩下程序全部机械化完成,鲜奶在真空的容器中抽取、流动、储存,“奶农根本接触不到鲜奶,怎么掺假?”技术人士表示,三聚氰胺在奶站加到原奶中有相当大限制,三聚氰胺属微溶性,常温下溶解度为100毫升水仅溶解0.31克三聚氰胺,含氮0.2克,推算只可冒充1.27克蛋白质。想让加入三聚氰胺后的鲜奶营养比协调,还需再加水和脂肪,但一般的脂肪产品很难加入,必须加专业匀质脂肪,这类手法非一般奶农所能掌握。
D、奶贩和三鹿验收、收奶人员勾结。三鹿“问题奶粉事件”就是奶贩和三鹿验收、收奶人员勾结作案的结果,三鹿不应将责任扣在奶农身上。
我国的经济发展水平决定了我国食品行业的总体特点仍是存在为数众多的小食品生产企业,规模小,生产集中度低,企业技术装备落后。在广大农村地区还有很多食品生产家庭作坊。食品安全的质量难以得到有效保障。我国目前推行的食品质量安全QS市场准入制度,就是针对我国食品行业的特点,为提高食品生产企业的规模和保障食品质量安全而采取的有力措施。
近年来,世界范围内食品安全方面的恶性、突发性事件不断发生。温州市也不例外,2006年9月份发生在温州幼儿园和中小学生的食物中毒事件,2004年的大头娃娃奶粉。这些“毒奶粉”的源头,不少产于温州的苍南、泰顺等地。
“三鹿牌”婴幼儿奶粉事件发生后,我市农业、畜牧部门及时认真贯彻党中央、国务院有关工作部署,根据农业部、省农业厅的具体要求,加强奶业监管,迅速开展了生鲜牛奶质量安全情况专项检查。
市农业局成立了生鲜牛奶质量安全专项检查小组,方勇军局长任总指挥,设三个检查组,分别由市农业局周辉副局长、王友松副局长、市畜牧兽医局赵丰廉局长任组长,各相关处室负责人为成员。全市11个县(市、区)也都成立了相应的专项检查机构。出台了《关于开展生鲜牛奶质量专项检查的通知》、《关于进一步加强生鲜牛奶生产和质量安全管理的通知》等文件。近日来,上述3个检查组深入各县(市、区)的有关养殖场、鲜奶加工企业等,进行针对性的检查。各县(市、区)也组织检查组,进行地毯式检查。截止目前,全市共出动执法车辆82辆次,执法人员316多人次,检查规模养殖场(小区)400多家,鲜奶加工企业7家,举办座谈会4次,完成了省农业厅的统一抽检要求。抽检的样品经省畜产品质量安全检测中心检测,均未发现三聚氰胺。检查组对各奶牛场的兽药用药情况予以现场察看,没有发现三聚氰胺和其它违禁药品。目前,全市各地正按照中央、省、市精神,对奶牛场饲养条件和防疫设施、三鹿奶粉事件对产业的影响、原料奶和乳制品生产销售情况以及奶牛饲料基本情况等方面,进行全面、深入地检查。
在开展专项检查的同时, 我市结合重大动物疫病防控责任体系建设,对所有的奶牛养殖户,都落实了生鲜牛奶质量安全监管责任人,明确其工作职责,要求各监管责任人定期到场到户检查指导。重点对饲养场的用药记录进行检查,并直接到用药房进行细致的检查,检查是否存在三聚氰胺等违禁药物。有些县还组织执法人员检查经营销售配合饲料、浓缩饲料、蛋白饲料的单位和个人,是否存在添加三聚氰胺等违禁化工产品的行为,并抽取饲料进行检测。
针对目前奶业生产面临的困难局面,我市还组织人员对全市奶牛养殖情况及乳品加工业情况进行了调查,摸清了全市奶牛养殖情况、乳品加工企业现状以及生鲜牛奶收购价格,分析了养殖奶牛亏损原因,召开了由奶农、鲜奶加工企业负责人和农业局相关人员参加的座谈会,商讨有关应对措施。
9月26日,市政府谢树华副秘书长一行在鹿城区吴文玲副区长的陪同下,到位于双屿的人本超市、奶粉专卖店检查“问题奶粉”市场清查工作。
谢树华副秘书长一到人本超市就向该超市工作人员详细了解“问题奶粉”退换货情况,并仔细查看了退货记录,还到奶粉专柜核对奶粉的品牌、批次等,然后语重心长的对工作人员说:“超市、商场既要做好消费者退换货工作,保证问题奶粉全部下架,又要保证奶粉市场供应,避免引起市民恐慌”。
随着经济的全球化,我国加入WTO,加强农产品的深加工,发展食品工业,提高农产品的附加值和国际竞争力已势在必行,采用HACCP系统来保证乳制品与食品的安全性则是立足国际市场的必要条件和发展趋势。
乳品终端产品要想安全,首先得注重工厂设计,否则事后弥补可就不是劳民伤财的事了,许多后遗症很难解决。对于液态奶来讲,工艺设备要做到容易清洗与容易灭菌,只要做到这两点,食品安全问题也就不存在了。要使得工艺设施容易清洗,首先要保障这些设施不容易积垢,积垢则难以清洗,积垢点如阀门、管线分支、变径、垫片以及温差点都是容易积垢的环节;再者需要保障清洗的温度、流速与方向。灭菌最主要要保障污垢点的杀菌温度达到所要求的温度与时间即可。尤其在生物膜存在的情况下,细菌芽孢的耐热力会成倍增加,为终端产品带来微生物污染,引起坏包。
利乐包出现的质量问题主要可分为两大类:一类是由于微生物的原因引起的坏包,通常它对人体有害;另一类是由于理化的原因引起的牛奶内在状况发生了改变,通常它只会影响感官,一般不会对人体有害。因此,对牛奶出现的质量问题要认真分析,查找原因,以利于解决问题。
(1)
平酸包:症状为包型完整,打开包后牛奶喝时口味有酸味,组织状态有时会呈现出豆腐脑状,如清析出(分层现象),除此之外,有时还会出现臭味。
胀包:症状为包型鼓胀,打开包后牛奶喝时口味有酸味,组织状态会呈现出豆腐脑状,乳清析出(分层现象),除此之外,有时还会出现臭味。
苦包:症状通常包型完整,打开包后牛奶喝时有苦味,有时还夹杂有酸味(通常为个例问题)。
(2)
脂肪上浮包:打开包后,在牛奶叶面上漂浮有一些片状块状五(或油状物),在盒内壁上有白色或淡黄色的黏状物,严重时在包装内的顶层可达几毫米厚的脂肪层[1],喝时牛奶没有苦味或酸味,但有时有哈喇味。
蛋白凝固包:打开包后,在盒底部有些粒状块状物,喝时牛奶没有苦味或酸味。
苦包:打开包后牛奶喝时有苦味,一般要生产加工一段时间(约2个月左右)后才会出现,并且此种状况的牛奶会随着贮藏时间延长而变得苦味加重(通常为批量问题)
理化指标偏低包(俗称“水包”):打开包后牛奶喝时口味偏淡、颜色偏浅(通正常的产品比较),有水样的感觉。
褐色包:纯牛奶打开包后牛奶颜色发暗(有时呈红棕色),喝时有时有蒸煮味。
沉淀包(特别是对乳饮料或高钙奶而言):打开包后,盒的底部有较多的糊状的沉淀物,喝时牛奶没有苦味或酸味。
分层包(特别是对酸性乳饮料而言):打开包后出现明显的分层,上部颜色较底部颜色为淡。
牛奶被微生物污染后,会造成变质、变坏。若污染的微生物在产品中会繁殖并产气,则产品外观鼓胀(即胀包);若污染的微生物在产品中会繁殖但不产气,则产品外观包型完整(即平酸包);若污染的微生物在产品中会分解蛋白质成一些发苦的肽类片断,则产品口味偏苦。主要原因有:
(1)
(2)
○1不同的产品,须采取不同的灭菌温度和灭菌时间,若灭菌效率未达到要求,则灭菌后的产品中残留的微生物(特别是芽孢菌或耐热芽孢菌)就较多,包装后的产品就会出现坏包。
○2杀菌器内便面的结垢程度较后,则会影响热的传递,使产品的实际灭菌温度降低和灭菌时间缩短,从而影响灭菌效率。
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
理化原因所造成的质量问题的原因分析
(1)脂肪上浮包产生的原因
○1原料奶质量不佳:含有由微生物(特别是嗜冷菌)产生的较多的脂肪酶,而这些脂肪酶较耐热,在超高温温度下,不能完全被钝化。有研究表明,经140℃,5s的热处理,胞外脂肪酶的残留量约为40%。残留的脂肪酶在产品贮存期间分解脂肪球膜,释放出自由脂肪酸,而导致脂肪易聚合上浮。
○2原料奶贮存时间较长:因原料奶需在低温下贮存,否则易造成原料奶的变质。但在低温下贮存时间过长,则易造成嗜冷菌的繁殖,产生较多的脂肪酶,从而使加工完的牛奶易脂肪上浮(原因同上)。
○3加工过程中牛奶均质效果不好:若均质效果不好,牛奶中的脂肪球没有打碎到很小的粒度以及充分的分散,则加工后的牛奶中的这些脂肪球易重新聚集,形成大的脂肪球,从而加快脂肪上浮速度。
○4加工后的牛奶存放时间过长或贮存温度较高:牛奶加工后,由于牛奶的特性,都会存在着脂肪上浮,如果只是原料、加工控制的好,也仅能延缓脂肪聚集上浮速度而已,因此,加工后的牛奶随着存放时间的延长,则脂肪上浮的情况也会加重。同时,在一定温度下,若贮存温度较高,也会造成脂肪分子的碰撞聚合的机会加快,从而使脂肪上浮速度加快。
(2)蛋白质凝固包或苦包产生的主要原因
原料奶中由于微生物(特别是嗜冷菌)产生的蛋白分解酶较耐热,其耐热性远远高于耐热芽孢,曾有人计算过,一种蛋白分解酶的耐热性是嗜热脂肪芽孢杆菌耐热性的4000倍。同样有研究表明,经140℃,5s的热处理,胞外蛋白酶的残留量约为29%。残留的蛋白分解酶在加工后的贮存过程中分解蛋白质,根据蛋白分解程度的不同,可分为下列2种情况:
○1凝块的出现:凝块出现的快慢与产品中蛋白分解酶的残留量和销售条件有关,通常是牛奶先不稳定,有时看上去牛奶还没有出现凝块,但一加热就出现凝块,严重时在盒底部有明显的蛋白凝块,一般凝块出现在生产2个月以后。
○2苦包的产生:若蛋白分解酶分解蛋白质形成带有苦味的短肽链(苦味来源于由某些带苦味的氨基酸残基形成的),则产品就带有苦味,并且随着贮存时间的延长,苦味会加重。
(3)理化指标偏低包(俗称“水包”)产生的主要原因
○1开始灌装时,以奶顶水,若控制不好,奶顶水时间太短,造成水没有顶干净就开始包装,使包装后的少量产品理化指标偏低。
○2生产快结束时,以水顶奶,若控制不好,水顶奶时间太长,造成水混入奶中,使包装后的少量产品理化指标偏低。
(4)褐色包产生的主要原因
○1灭菌温度较高或灭菌时间较长,则会加剧非酶褐变(即美拉的反应生成黑色素),从而使奶易褐变。
○2无无菌罐的厂家,若超高温灭菌的奶回流量大,汇流次数多,则奶易褐变。
○3有无菌罐的厂家,若超高温灭菌机调速,从高速调到低速至流量稳定的一段时间内,则会使奶的受热时间延长和加热温度升高,从而使这一段时间的奶褐变加剧(同正常加热的奶相比较)。
○4若原料奶质量不佳或灭菌时间长,会使加热器内表面结垢,若垢层太厚掉落奶中,就会使这一段时间的奶褐变加剧,又是奶中还会有褐色块状物。
○5若产品在高温下贮存时间较长,则会使奶褐变加剧,颜色较深。
(5)沉淀包(特别是乳饮料或高钙牛奶)产生的主要原因
○1添加的稳定剂使用的品种或量不对,使产品的稳定性差,产品易沉淀。
○2随着产品贮存时间的延长,产品中稳定剂的稳定效果会下降,则沉淀两会逐渐增加。
(6)分层包(特别是酸性乳饮料)产生的主要原因
○1若加工工艺控制不当(如调酸过快活所加酸浓度较高),都会造成牛奶组织状态的不稳定,使产品易分层。
○2添加的稳定剂使用的品种或量不对,使产品的稳定性差,产品易分层。
○3酸性乳饮料灭菌的温度较高,造成产品的稳定性下降,产品易分层。
1、内容摘要
奶源HACCP项目是2008年伊利-利乐“奶源质量安全管理现场改善与品质提升”项目的系统工程,更是事业部在精确管理思想下倡导的又一新的管理理念及技术创新。
奶源HACCP项目旨在规范奶站操作、进行数字化奶站管理、最终通过“一天一单”的自动化“以质计价”系统,调动奶站管理者提升牛奶质量与安全的积极性,最大程度地降低原奶微生物等质量缺陷与危害,确保终端产品质量,延长终端产品货架期。使得奶站管理升级为世界级管理。基于此,在事业部领导的大力支持下,奶源HACCP项目先后在济南伊利奶站、肇东伊利奶站得到有效实施。为了“全员参与,人人皆懂,全面推广”,传播新的工作方法与工作理念。奶源HACCP项目组本着实事求是的原则,结合目前伊利奶源实际现状,将项目的整套运作思路及方式、方法予以表述,并重点分析奶源HACCP项目的可行性。
2、引 言
2.1奶站实施HACCP项目的目的
近年来,我国奶业的奶牛生产、牛奶加工、乳品销售三大环节呈现中间强、两头弱的状况,即乳品加工能力强,奶源基地建设、乳制品消费环节薄弱,其中最薄弱的是奶源问题。随着我国奶业的迅速发展,虽然大中小型企业都意识到了原料奶质量的重要性;虽然不同程度地在奶源基地上下了许多功夫抓管理,但从管理的效益看,往往都是“一阵风”的效应,主要原因是奶站缺乏科学性、系统性的管理模式。从全国的奶源基地分析,目前仍存在如下问题,挤奶程序未规范化;维保制度不健全;奶站指导文件不明晰;奶牛乳房炎患病几率高,是影响奶牛单产的一个主要因素,建立一套乳房炎检测控制程序势在必行;奶价透明度低,业主对公司的信任度低等等。
走质量型奶源发展之路意义重大。通过品种改良、科学饲养管理奶牛及完善生鲜牛奶质量监控体系,提高单产和牛奶质量,可以提高奶牛饲养户及乳品加工厂的经济效益,达到双赢的目的。只有高质量的原料奶,才会有高质量的产品,一些知名度较高的乳制品公司都是从原料奶抓起,并严格控制生产过程,这样才会保持无菌奶保质期长,奶质好,口味正的产品优势。奶源质量的提高,能加快我国奶业发展,提高国民身体素质,也利于大型乳品生产企业更快地进军国际市场。
对于伊利集团大型乳品生产企业来说,为了实现宏伟的奋斗目标,首要的是争夺奶源市场,用创新的奶站管理方法,提高原奶质量,靠质量赢得千万奶户的信任,提升奶源竞争力。优质的奶源是每个用奶企业最基本的资源,企业要做大、做强,奶源保障日趋提到“安全”这一级别。“得优质奶源者得天下”,奶源竞争已从数量竞争向质量竞争转变,从价格竞争向服务竞争转变。奶源基地管理水平的提高,原奶质量的提升,是奶源基地持续性发展与竞争力提高的有效保障。这就要求奶源基地管理目标、管理方法、指导思想以及奶源管理人员的自身素质都需明确并提升。
2.2实施HACCP项目的意义
著名营养学家于若木指出,“牛奶是最接近完善的食物”。如何喝上纯天然无污染的牛奶,这还需要在奶站管理各个环节上下功夫。最大程度地降低细菌总数的起始数;最大程度地减少乳房炎发生几率,关键在于奶站规范化管理。通过奶站实施RMU项目,在奶站建立三大体系文件即奶站质量管理体系,奶站质量审核体系;奶站计价及监控体系,重在规范奶站过程操作,减少质量风险及安全风险,从而建立一种长期的供需共赢合作关系。
3、正文
3.1HACCP项目实施的步骤及路径
HACCP项目始终围绕项目目标开展工作,整个推进过程分项目调查阶段、项目管理与更新阶段、目标达成阶段。具体步骤如下:
项目策划-项目目标确认-团队建设--项目准备-奶站诊断与数据搜集-数据分析与选择先导奶站-奶站管理标准化系统的初步筹划及建立-奶站改善前培训、考评-驻站及文件要求规定具体落实推进-奶站审核系统文件及方法编制、以质论价系统初步建立-过程回顾及系统修缮-三系统试验运行期-三系统定稿-定级审核-新一轮推进、或试点更新
在项目管理更新阶段,采用了两个路径,首先建立模式奶站,通过驻站(一般21天),理论培训和实际规范,使奶户能够自觉形成意识。通过模式奶站的规范化,建立计价体系,让奶户及奶站拥有人得到实惠,同时带动其它奶站(监控奶站)的发展。对于监控奶站,项目人员采用定期回访的形式,每次检查时将问题汇总并与业主沟通、整改,最终使模式奶站、监控奶站的原料奶质量同步得到提升。
QACP为Quality assurance control point(质量保障控制点体系)的简称,内核为数字化HACCP体系的扩展,主要目的将生产工人的每一个操作标准化,并进行数字化风险评估,在每月或每季度对生产工人的操作总风险进行计算,得出一个操作绩效值,将其作为工资运算的基础,用以调动员工的积极性.消除产品质量与安全隐患.
QACP项目分为8个阶段,分别为QACPI&II: CIP/ FFM (Continuous improvement process /four factors management) 称之为四因素管理持续提消除高期。QACPI为SQM(Standard quality management)标准化操作阶段,对各生产工序段建立相应的控制点CP或CCP,进行风险评估PS,并建立相应的标准操作规程SOP等;QACPII阶段为DPM(Digital pyramid management)岗位优化与金字塔数字化管理阶段,进行生产工人与管理人员的生产绩效运算与工资运算,调动员工进行标准化操作的积极性、QACPIII:DQM (Distribution quality management) 称之为分销品质管理,主要指出和控制产品分销的关键控制点,定点提高营运质量,降低与营运有关的市场投诉率、QACPIV:PM (product management)称之为产品管理,(包括产品的配方、货架期设计验证、产品放行与货架期追踪验证),设计的目的是为了降低配方与生产缺陷所造成的质量降低、QACPV:E&T (Education and training) 称之为人员教育与培训阶段,保障操作工人持证上岗,降低操作事物,保障终端产品质量、QACPVI:EMM (Equipment maintenance management) 称之为设备维保管理,将设备的保养系统化和标准化,完善预防性保养,在有可能的条件下,尝试和完善从TBM(Time based maintenance)定期保养向CBM(Condition based management)条件保养的过渡等,将涉及到终端产品质量的维修保养进行风险评估和定向控制,最终提高终端产品的质量、QACPVII:S & E (Safety and environment) 称之为环境与人员安全管理阶段,主要提高人员的舒适度,防止疲劳与懈怠造成的操作失误、QACPVIII:STTS (Spoilage tracing and trouble shooting) 称之为坏包追溯与故障排除阶段,主要将市场投诉进行分类追溯,对各类型坏包根源进行分析与预防,从而降低市场投诉率。从QACPIII到QACPVIII属于FIP (Focused improvement phase) 定点提高期。整个项目以QACPI和II作为实施基础,在不同的阶段有侧重地实施其它6个方面,循环上升,不断完善,最终达到产品质量的持续提高(见图1:QACP建立与实施进展图)。项目的目标是为了降低产品的AQL,提升产品的质量与安全,减少市场投诉率,同时培养一定数量的质量管理人员与建立质量安全管理体系。
QSB(Quality SystemBasic)质量体系基础是上个世纪九十年代,由通用汽车的供应商质量管理部门在零部件供应商之间首先开展的一项质量改进活动。随着全球供应链战略以及低成本国家的汽车零部件的崛起,通用汽车已经把QSB的要求纳入供应商质量评估体系,要求其供应商必须建立QSB体系。通用汽车推行QSB包含的十大战略使得供应商可以建立稳定完善的质量管理体系。
一、快速反应
快速反应的目的是通过目视化管理,越快越早地在上游解决问题,问题负责人定期更新改进措施。快速反应的关键步骤:
1.质量部收集过去24小时内发生的重大质量事件。
2.通过每日快速反应会议指定每个问题的负责人。会后责任人应通过问题解决流程来纠正问题和预防发生。
3.通过快速反应跟踪板跟踪问题。要求负责人应定期在快速反应会议上更新状态。
4.负责人应完成所有的退出项目包括经验教训。问题解决的过程中产生的结果。快速反应跟踪表显示退出项目状态是绿色。
二、不合格品控制
满足顾客期望,需要在制造过程中对不合格品进行有效的控制,也需要执行有效的纠正措施来保护下游顾客。对于不合格品的控制,通用汽车公司要求零部件供应商从两个基本方面入手:即统一的标识以及不合格品的控制。首先是统一的标识,目的是要将不同状态下的产品作明显的区分。然后是不合格品的隔离。不合格品的隔离必须有专门的区域。这个区域包括废料箱、返工区、不合格产品存放区域等。
三、标准化操作
标准化操作的目的在于为持续改进建立一个可重复、可预测的基准,让操作工参与到持续改进的开始和执行过程中去,达到安全、质量和生产力的最高水准。
实行5S的益处在于能对非标准状态“一目了然”;更容易发现并消除浪费;获得一个安全、清洁、有序的工作环境;提高员工对安全、质量和生产力的认识和绩效;优化作业场地的布局、充分利用多余的场地;获得一个支持标准作业的环境。
四、标准作业员培训
标准作业员培训的目的确保所有的培训师都经过了培训,并使用相同的培训方法去培训别人。确保所有的操作员,包括临时的和后备的,都能安全地按照标准作业进行操作,以满足质量和生产的要求。其益处在于确保所有的操作员都经过足够、相同的培训;确保没有资格的操作员上岗前接受培训;减少挑选、返工、遏制;使相关人员了解操作员(资格)的状态;支持标准作业和轮岗。QSB要求作业员的培训应该分四步完成。第一步:人员的准备;第二步:示范操作;第三步:接受培训的人员进行实际试操作;第四步:培训效果的跟踪。
五、风险降低
风险降低的目的是降低潜在质量失效的风险,对已发生的质量失效进行防错,确保对失效模式具备采取正确的控制方法(预防探测)和正确地作业。
PFMEA中的风险系数RPN的降低,是生产管理者通过降低发生频率或提高可探知度的方式,达到RPN降低的规程。QSB将PFMEA中的风险系数RPN的降低分为主动式降低和被动式降低两类。主动式RPN降低是指生产管理者组织多功能小组,定期对于RPN排名前三或前五的单项制定改进方案。在潜在问题发生之前采取措施避免其发生。被动式RPN降低是指生产管理者针对已经发生的客户投诉或者内部质量问题,成立质量改进小组研究讨论、总结经验,避免同样或类似问题再次发生。
六、防错装置验证
防错装置验证的目的是确保防错装置/错误探测装置能够按照预期的目的工作,不制造或不传递不合格产品。防错装置验证要求所有可能失效、磨损、移位或超出调整范围的防错装置/错误探测装置,每天必须最少验证一次。在设置验证频次时应考虑以下因素:两次验证间的批次大小;该过程的历史记录;该过程的可靠程度;遏制可疑品的难易程度。防错装置验证必须有反应计划,当验证结果出现异常时,应该明确的各个职能部门该如何反应。防错验证必须有完整的记录:每天实施的防错验证必须作好记录。
七、分层审核
通用汽车公司要求其零部件供应商在生产管理过程中,要实旌过程分层审核。过程分层审核是由汽车零部件供应商的各个管理层定期、频繁进行的一种标准化的审核。其目的在于确认在生产操作过程中,各级员工始终在按照公司规定的质量、技术标准工作,由此来控制汽车零部件的质量水平维持在稳定的、满意的状态。在具体实施过程中,通用汽车公司要求供应商编制统一的分层审核检查表,以供不同层次的管理层来实施分层审核。这样的分层审核表,一般包含三个部分的主要内容即第一部分,各工位常见的问题;第二部分,具体某产品、某生产线的质量关注点;第三部分,生产、质量系统的常见问题。
八、验证岗位
验证岗位的目的是改善一次合格率(FTQ)和过程能力,警示作业员过程有变化并知道在什么时候寻求谁的帮助,在问题发生时获得适当的帮助去解决问题,防止缺陷产品流出,作业员参加问题解决以达到改善目标,确保从后工序得到反馈。
验证岗位是一个通过预防,探测和遏制异常情况的在线制造质量系统。对于外部质量投诉的缺陷,报警界限是1,即发现一个不良就应当报警。对于内部质量缺陷,则由质量部门人员按照具体的不良水平设立合理的每班不良数量的报警界限。验证工位的作业人员应当对本班的验证数量和不良情况作好记录。
九、异物控制
异物控制的目的是经过测量,控制和加工处理技术的改进,逐步提高零件清洁度,利用标准化的系统和结构化的方法监控和控制异物源。异物控制的益处是为异物的控制和异物问题的沟通提供了系统的方法;为有效的控制系统提供基础;针对减少异物活动,明确分工职责;支持和建立持续改善的区域.;预防错误的重复发生和减少资源浪费;在组织中向所有负责人传达认知;提升质量指标,减低PPM和保修成本。异物控制要求从人员、过程、设备、材料四个方面入手来控制。
十、供应链管理
供应链管理的目的是提供了一个管理供应链中各级分供方的标准流程,确保供应链中各级分供方都有一个系统和流程进行评估、选择、沟通期望和要求、评测业绩和开发其下级供应商从一级供应商到整个供应链,为最终客户提供高可靠性,高质量的产品和服务。通过应用共同的原则、方法和系统来支持持续改善的努力和目标的实现。改善质量水平,降低PPM以及保修费用。能识别出供应链中所存在的问题,并找到相应的解决措施防止对客户热情带来消极影响。供应链管理要求:潜在供应商评估,制造质量系统评估,QSB审核,特殊过程评估,绩效监控和问题解决跟踪。
十一、结语
QSB代表了通用汽车对其供应商的质量体系要求,通过QSB的培训可以使得中国的汽车零部件供应商可以清楚自己的不足,差距并且有的放矢的改进。