彭云霞

              （云南出入境檢驗檢疫局    云南昆明   650228）

 

  摘要：預測微生物學是運用微生物學、工程數(shù)學以及統(tǒng)計學原理進行數(shù)學建模，利用所建模型，通過計算機及其配套軟件，預測和描述處在特定的環(huán)境下微生物的生長和死亡。本文將從HACCP體系管理的實質出發(fā)探討如何應用預測微生物學技術分析、評估和控制食品中的微生物危害，建立確保HACCP體系有效應行的科學技術基礎問題。

 

  關鍵詞：HACCP 管理實質 預測微生物學   技術基礎

 

根據(jù)GB/T15091-1994《食品工業(yè)基本術語》定義，HACCP體系是“生產(chǎn)（加工）安全食品的一種控制手段，對原料、關鍵生產(chǎn)工序及影響產(chǎn)品安全的人為因素進行分析，確定加工過程中的關鍵環(huán)節(jié)，建立、完善監(jiān)控程序和監(jiān)控標準，采取規(guī)范的糾正措施。” HACCP體系是一種在特定生產(chǎn)環(huán)境下鑒別并消除潛在的危害產(chǎn)生的根源，實現(xiàn)事前控制的預防性管理措施。在政府職能部門的積極引導之下，目前大部份出口食品生產(chǎn)企業(yè)都已建立了HACCP體系，但實際運行的效果卻差異較大，原因就在于部分企業(yè)只是形式上甚至只是紙面上構建了HACCP體系的管理框架，未真正了解HACCP體系管理的實質，對相關食品安全危害控制和加工工藝上的控制措施缺乏必要的技術分析評估和控制有效性論證，從而影響了HACCP體系運行的充分性，適宜性和有效性。

 

一、重點控制、科學論證、精細管理、持續(xù)改進是HACCP體系管理的實質

HACCP體系管理實質就是要針對具體食品加工生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)環(huán)境，進行相關食品危害的科學分析論證后，制定出科學可靠、運行有效的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設備、生產(chǎn)人員、生產(chǎn)物料的管理控制規(guī)范要求，達到以最小的管理成本實現(xiàn)最大限度地預防食品危害產(chǎn)生和保障食品安全的控制要求。

食品生產(chǎn)的通用衛(wèi)生要求和HACCP控制管理要求的區(qū)別

SN/T1443.1-2004《食品安全管理體系 要求》把食品安全管理中的衛(wèi)生管理標準分為三類：HACCP前提計劃其包括食品生產(chǎn)加工的基礎衛(wèi)生控制和產(chǎn)品類別性衛(wèi)生控制、HACCP計劃中的CCP點控制和HACCP后續(xù)計劃其包括各類食品安全應急事件的處置要求。其中基礎衛(wèi)生控制和HACCP后續(xù)計劃針對是食品生產(chǎn)加工的通用衛(wèi)生管理要求；而產(chǎn)品類別性衛(wèi)生控制和CCP點控制則是針對特定產(chǎn)品和特定生產(chǎn)工藝制定的加工工藝管理規(guī)范，其控制對象都是潛在的食品安全危害。但是CCP點控制的是顯著危害。其控制管理要求最為嚴格，要求實行精細管理既PDCA過程管理和開展相關的驗證評估，其投入管理成本最高和對應的科學技術含量也最高。從技術層面來說，產(chǎn)品類別性衛(wèi)生控制要求只是在一定范圍內(nèi)的定性性質的模糊控制層次，而CCP點的控制要求一般說來要有確定的量化控制指標，其可以有效消除或降低食品中顯著危害到可接受水平，并且還要求建立有效的監(jiān)督管理機制，實現(xiàn)在線性質的過程監(jiān)控管理而不是事后檢驗監(jiān)督控制。

 

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 作者簡介：彭云霞 女 云南出入境檢驗檢疫局技術中心 大學 食品檢驗

2、建立HACCP體系的技術支撐要求是確保HACCP體系有效運行和實現(xiàn)科學管理的基礎

根據(jù)SN/T1443.1-2004《食品安全管理體系 要求》中提出的食品安全管理原則和8.2.2條款的相關要求，在CCP點的確定、控制措施的采用、監(jiān)控手段的實施等方面都要求提供科學的依據(jù)。因此要保證HACCP體系運行的有效性，必須有堅實的技術支撐基礎。這種技術支撐主要應解決以下問題：

對食品生產(chǎn)中的三種危害因素既特定產(chǎn)品、特定環(huán)境、特定操作進行食品潛在危害的風險等級評估，確定CCP點；

在科學評估論證的基礎上對顯著危害制訂出合理的控制措施，確保其實施后能消除或降低食品中的顯著危害；

采用科學的合格評定方法包括抽樣檢驗在內(nèi)對控制措施的實施效果進行驗證，必要時要進行工藝調整，實現(xiàn)可持續(xù)改進。

二、食品加工中HACCP管理控制控制微生物危害的基本要求

食品原料包括植物性原料和動物性食品原料，它們總是帶有微生物的。食品加工的目的就是要控制腐敗和病源微生物的活動，以防止食品變質和病原菌污染的食品引起的病害。這些微生物的污染途徑有水、空氣、人及動物、工器具等，建立食品加工的SSOP管理就是為食品生產(chǎn)提供適宜的達到衛(wèi)生要求的生產(chǎn)環(huán)境，避免不良環(huán)境對加工品造成的腐敗和病源微生物污染。而要消除和控制食品原料存在的內(nèi)源性微生物產(chǎn)生的危害則要采用包括清洗、加溫消毒或滅菌等系統(tǒng)性的工藝措施，而HACCP的管理就是在充分調查原材料的微生物含量情況的基礎上，進行腐敗微生物、病源微生物和微生物增殖可能性的科學評估，從而科學地制定防止和控制危害發(fā)生的CCP點管理措施，建立能評價微生物殺滅效果的理化或感官在線檢查方法實施CCP點監(jiān)控管理，如溫度、時間、PH、水活度、酸度檢查等并在相關指標出現(xiàn)偏離時實施糾偏措施。隨著科學技術的發(fā)展，采用預測微生物學等相關科學評估方法確定CCP的控制措施，將能按照加工品中微生物的生長規(guī)律有效控制食品加工中微生物危害并降低生產(chǎn)管理成本，確保食品的安全衛(wèi)生。

預測微生物學通常采用的研究模式

預測微生物學的研究模式包括三個層次的模型建立：初級、二級、三級。三個層次依次解決：微生物生長過程與時間的關系、考慮了環(huán)境因素的微生物生長模型和計算機軟件程序或稱專家系統(tǒng)的建立。

初級是表征微生物數(shù)量與時間的關系。表征微生物響應的模型響應參數(shù)有直接響應參數(shù)和間接響應參數(shù)兩種。直接參數(shù)有：每毫升的菌落形成單位數(shù)、毒素產(chǎn)生、底物濃度以及代謝產(chǎn)物；間接參數(shù)則包括：電阻抗和吸光率。近年來，研究者提出不少描述微生物動力學生長的數(shù)學方程，包括Logistic方程、Gompertz方程、Richards方程、Stannard方程、Schnute方程等。其中Logistic方程和Gompertz方程能有效描述微生物生長，且使用方便，在細菌生長動力學研究的文獻中被廣泛使用。

二級側重描述環(huán)境因子的變化如何影響初級模型中的參數(shù)(例如：Gompertz function 中A、C、B和M)。二級模型主要包括：反應面方程(Response surface equation)、Arrhenius relationship和平方根方程(square root model)。

三級是計算機程序，是將初級模型和二級模型轉換成計算機共享軟件(預測微生物軟件)。其主要功能為：計算由于環(huán)境因子的改變，微生物所做出的響應；比較各環(huán)境因子對微生物的影響；相同環(huán)境因子下，不同微生物之間的差別。這些程序可以計算條件變化與微生物反應的對應關系，比較不同條件的影響或對比一些微生物的行為。它使得非專業(yè)人士一樣可以獲得來自預測微生物學的專業(yè)指導。

預測微生物學在HACCP體系中的應用

1、危害分析     

采用預測微生物學進行危害分析通常很簡明，定量微生物風險評估主要步驟為污染評估、劑量反應分析、危害風險特性。危害分析就是在風險評估的基礎上確定主要控制微生物的數(shù)量，包括傳染率(無明顯病狀) 、發(fā)病率和死亡率。
1.1 　污染評估

  污染評估的目的是確定供直接消費的食品中微生物劑量, 應用預測微生物學評估工具能指出不同食品在貯藏、加工和烹調時微生物的生長、存活和失活情況。
1.2　劑量反應分析

  應用預測微生物學評估工具能開展微生物對人體劑量反應研究, 這可用于評估低水平污染對人體的影響, 有兩種半機械模型可充分描述這些研究。其中指數(shù)模型是單一生物體在初始污染等概率情況下, 由微生物的隨機發(fā)生評估獲得的。

危害風險特性

危害風險特性就是將污染和劑量反應的信息聯(lián)系起來進行可逆結果概率的評估。這可通過兩種方法來進行: 

(1) 污染的單一點評估(攝食數(shù)種微生物)與劑量反應參數(shù)的單一點評估相結合計算出風險評估的值。這可用最佳評估模型(用以獲得中心值)或極值評估模型(用以獲得更多不利環(huán)境因素影響的結果) 來完成。

(2) 替代方法, 這種方法越來越受歡迎。描述污染和劑量反應特性曲線并用不同的工具將它們結合, 使之成為風險分布。這種方法說明了風險評估不精確性的重要信息及中心值和極值的測定。

2、CCP點控制

預測微生物學為CCP 管理的發(fā)展提供了控制的步驟和目標。在對要控制的微生物污染程度、生長機會、傳染劑量進行風險評估的基礎上, 確定關鍵控制點(CCP) , 而不必采取一些極端措施造成食用特性的損失，尤其是對熱敏性食品(如蛋) , 加熱時間過長會導致生物活性喪失。風險評估并不能提供食品是否安全的答案, 但它可組織相關數(shù)據(jù), 通過輸入的參數(shù)對模型進行測試,使人們了解參數(shù)和加工步驟是如何影響食品安全的。如某一特定溫度能殺死原料成分中的正常水平的致病菌, 但不能全部殺死污染程度較高的原料中的致病菌, 模型將闡明溫度控制的重要性。

預測微生物學在食品生產(chǎn)中的應用

ATIEN et al (1997) 研究了嗜熱桿菌在腌蘿卜中的產(chǎn)生、生長、滯留時間( GOL) 、對數(shù)生長率(EGR) , 此菌在罐裝食品的平酸酸敗中經(jīng)常出現(xiàn),他將pH (5.5～7.0) 、T (45～60 ℃) 、Nacl (0 %～1 %) 作為因子。96 %的實驗用Gompertz 方程分析:EGR 和GOL 用二次多項式模型計算機; 最佳T、pH、NaCl 濃度由界面反應分析產(chǎn)生。結果表明GOL 和EGR 的r2 值分別為01917 和01916。Davey 探討了微生物預測模型在食品加工中的應用, 如: 乳酸乳桿菌(Lactobacillus lactis) 的生長和乳酸發(fā)酵模型以及植物乳桿菌( lactobacillus plantarum) 在黃瓜提取液比生長速率的模型。另外微生物預測模型還可應用于食品配方, 預測配料及其組合可能出現(xiàn)的微生物污染, 選擇出替代物或加強滅菌措施。

 

盡管預測微生物在評估控制食品的安全上的優(yōu)越性非常突出, 但由于食品成分復雜, 各種細菌的特性千差萬別, 預測微生物學在HACCP體系中的具體運用上還有待結合生產(chǎn)實際而進行深入研究。但有一點是可以肯定的，在HACCP管理體系中引入預測微生物學控制技術將顯著提高我國食品行業(yè)HACCP管理的應用水平，有效控制食品中的腐敗微生物和病源微生物的危害。

 

 

                              參考文獻

肉品工業(yè) 預測微生物學的概述及應用

中國檢科院 食品安全管理體系建立與實施指南