趙桂林 （汕頭出入境檢驗檢疫局515041）

 

摘要：本文介紹了單凍熟蝦蒸煮熱分布和產(chǎn)品熱穿透測試的方法和過程，對如何根據(jù)測試得出的熱分布和熱穿透數(shù)據(jù)及曲線圖進行分析，對蒸煮工藝規(guī)程如何確定評價基準進行評估驗證，對如何根據(jù)測試的結(jié)果來調(diào)整蒸煮關(guān)鍵限值或改進蒸煮工藝等方面進行了探討。

關(guān)鍵詞：單凍熟蝦 蒸煮 熱分布 熱穿透 測試 評估

 

單凍熟蝦作為一種出口量越來越多的深加工即食水產(chǎn)品，其生產(chǎn)的蒸煮工藝是一種相對嚴格的熱處理，是水產(chǎn)品加工企業(yè)進行安全控制的關(guān)鍵工序，通常是HACCP計劃的關(guān)鍵控制點和HACCP驗證的重要內(nèi)容，也是國內(nèi)外政府食品安全管理部門檢查的重點。蒸煮過程是否科學合理，應(yīng)通過科學的測試來確定。從單凍熟蝦的蒸煮工藝來說，對蒸煮機的熱分布和熱穿透性能進行測試確認，進而對蒸煮（熱處理殺菌）工藝規(guī)程進行評估，從而可證實企業(yè)的蒸煮工藝和設(shè)備是否滿足國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范的要求。同時，對經(jīng)評估驗證不符合有關(guān)要求的蒸煮工藝，企業(yè)將可及時利用測試出來的科學數(shù)據(jù)，建立和實施糾正措施，從而確保蒸煮工序的有效性和產(chǎn)品的安全性，為水產(chǎn)加工企業(yè)開拓和擴大其產(chǎn)品的國內(nèi)外市場提供一項重要保證。

1對蒸煮機熱分布、蝦產(chǎn)品熱穿透的測試

1.1描述蝦的蒸煮方式：目前單凍熟蝦的生產(chǎn)，普遍是通過蒸煮機的蒸汽對人工去頭、去殼、去腸等前處理過的蝦進行蒸煮，一般采用傳送帶對產(chǎn)品進行連續(xù)加工，蝦產(chǎn)品可以擺放在托盤里或直接擺放在網(wǎng)帶上蒸煮，蒸煮時間一般可以在0.5 ~14 分鐘內(nèi)調(diào)節(jié)。由于蒸煮機控制系統(tǒng)、隧道空間、蒸汽管分布、蒸汽噴孔直徑、托盤、壓蓋、蝦產(chǎn)品排列方式等不同，對蒸煮機熱分布、蝦產(chǎn)品熱穿透的測試結(jié)果均有不同程度的影響，所以在測試前應(yīng)進行必要的測量和描述。

1.1.1 蒸煮機控制系統(tǒng):應(yīng)記錄控制方式，一般蒸煮機配備自動溫度和電機轉(zhuǎn)速控制器, 蒸煮機溫度通常設(shè)定在100℃，根據(jù)不同產(chǎn)品調(diào)節(jié)控制電機轉(zhuǎn)速的變頻器，通過控制傳送帶運行速度，控制蝦產(chǎn)品加工時間。當溫度超過設(shè)定溫度要求時，自動殺菌控制器會相應(yīng)調(diào)節(jié)控制蒸汽的電磁閥，控制蒸煮機內(nèi)溫度。

1.1.2 蒸煮隧道:應(yīng)測量蒸煮隧道的長度、寬度,蒸煮區(qū)域的實際長度、寬度，高度,傳送帶上條與條間距；對蒸汽進汽管的直徑, 蒸汽分布管的數(shù)量、直徑、長度， 蒸汽噴孔直徑, 每條蒸汽分布管噴孔數(shù)量。若采用網(wǎng)帶上放蝦產(chǎn)品直接進行蒸煮，還應(yīng)記錄網(wǎng)帶孔型，過汽孔大小及過汽量所占比例等。

1.1.3 加工容器描述:應(yīng)記錄用于生產(chǎn)的容器形狀，如為托盤，應(yīng)測量其長 寬高，是否由不銹鋼材料制作，是否在托盤上加壓蓋，壓蓋數(shù)量，托盤底部及壓蓋過汽孔分布是否均勻，孔徑大小，托盤與壓蓋過汽孔數(shù)量， 過汽量分別占多少比例，壓蓋與托盤是否緊密封合。

1.1.4 產(chǎn)品排列方式:一般蝦產(chǎn)品采用平鋪、不重疊、交錯排列，每列之間留有間隔，所有的蝦均經(jīng)由手工排列在托盤里加壓蓋，也有直接排放在網(wǎng)帶上而不必擺放在托盤里，應(yīng)記錄測試時蝦產(chǎn)品的擺放方式。

1.2 校正和調(diào)試測試儀器設(shè)備:一般采用無線系統(tǒng)溫度檢測設(shè)備，目前普遍采用丹麥ELLAB熱檢測設(shè)備，檢測設(shè)備包括：數(shù)據(jù)收集器、無線可存儲數(shù)據(jù)探頭，有單探頭和雙探頭，探頭由電池套管和微型存儲芯片組成。通過計算機數(shù)據(jù)收集程序軟件,可設(shè)置無線探頭每隔5秒或6秒收集蒸煮機及蝦產(chǎn)品中心溫度讀數(shù)一次，并對加工持續(xù)時間進行記錄。無線探頭應(yīng)是經(jīng)校準且準確有效,一般在使用前再用已校準水銀溫度計進行再次校準。

1.3 測試蒸煮機熱分布：將無線探頭編號，在與傳送帶運送方向垂直的方向上均勻布點，將探頭固定在托盤或網(wǎng)帶上及蒸煮架上，按照工廠預(yù)定的蒸煮程序,將蒸煮機進汽閥門全開，一般設(shè)定蒸煮溫度在100℃，同時啟動控制電機轉(zhuǎn)速的變頻器，使傳送帶運行速度與正常生產(chǎn)時相同，當無線探頭被傳送帶從進料口運行至出料口時，即完成了一次熱分布測試。蒸煮機熱分布的測試，應(yīng)分別測試空載熱分布和滿載熱分布兩種情況，空載熱分布測試時，與滿載熱分布測試唯一不同的是托盤或網(wǎng)帶上沒有蝦產(chǎn)品。為確保測試的準確性，應(yīng)分別重復(fù)測試三次，每次均應(yīng)記錄測試時蒸汽總壓力(Mpa)及蒸煮隧道蒸汽壓力(Mpa)、傳送帶蒸煮機的轉(zhuǎn)速頻率。

1.4 蝦產(chǎn)品熱穿透的測試：將無線探頭順著蝦身的方向，盡量將針頭插到蝦產(chǎn)品的中心位置，其他步驟與蒸煮機熱分布的測試相同。應(yīng)該注意，整個測試應(yīng)是在滿載的情況下，與正常生產(chǎn)情況相同，排放在托盤或網(wǎng)帶上的蝦產(chǎn)品,按照平時生產(chǎn)一樣的情況從進料口不斷的傳送到出料口。測試的蝦產(chǎn)品應(yīng)是同一規(guī)格并連續(xù)同樣測三次，不同規(guī)格的蝦產(chǎn)品應(yīng)分別進行熱穿透測試。蝦產(chǎn)品熱穿透的測試應(yīng)與蒸煮滿載熱分布測試同時進行。

結(jié)果分析和評估

2.1整理數(shù)據(jù)并繪制曲線圖: 分別將對蒸煮機熱分布、各個規(guī)格的蝦產(chǎn)品蒸煮的熱穿透的三次測試所得的數(shù)據(jù)進行整理并繪制曲線圖，看曲線是否重疊，若曲線重疊性好，說明空載熱分布、蝦產(chǎn)品的熱穿透的重現(xiàn)性較好。如圖1為某蒸煮機空載熱分布圖。其曲線的重疊性較高。若三條曲線出現(xiàn)明顯偏離，應(yīng)重新進行測試確認。分別計算升溫的時間（min）、空載熱分布的恒溫階段的持續(xù)時間(s)，以及溫度滯后點的位置、蒸煮隧道內(nèi)各檢測點位在同一時刻的最大溫差δmax=(Tmax,t-Tmin,t)max；對各個規(guī)格蝦產(chǎn)品的熱穿透數(shù)據(jù)，應(yīng)計算產(chǎn)品達到預(yù)定的內(nèi)部中心溫度的持續(xù)時間。

 

圖1

2.2 評估蒸煮機的熱分布

對蒸煮機的熱分布的評估，一般應(yīng)分析蒸煮隧道在空載或滿載的情況下，在設(shè)定的蒸汽總壓力（Mpa）條件下，蒸煮隧道經(jīng)過多長時間（min）升溫，所達到的隧道內(nèi)腔溫度（℃）是否達到預(yù)定蒸煮程序所要求的內(nèi)腔溫度，計算恒溫階段的持續(xù)時間(s)是否符合要求，以及溫度滯后點的位置、蒸煮隧道內(nèi)各檢測點位在同一時刻的最大溫差δmax=(Tmax,t-Tmin,t)max。

通過分析蒸煮機熱分布測試曲線圖，可以發(fā)現(xiàn)蒸煮機的熱分布是否均勻。如圖1是一個蒸煮機空載熱分布圖，從曲線的形狀可以判定其蒸煮機箱內(nèi)的空載熱分布均勻度比較高；圖2是另一個蒸煮機滿載熱分布及蝦產(chǎn)品熱穿透測試圖，圖上方為蒸煮機滿載熱分布曲線，其曲線相對平行且重疊，并且曲線的升溫點和降溫點與圖下方的產(chǎn)品熱穿透曲線在同一時刻，因此可以判定其蒸煮機箱內(nèi)的滿載熱分布均勻度是合理的。

 

圖2

圖3是某一個蒸煮機滿載熱分布及蝦產(chǎn)品熱穿透測試圖，雖然其熱分布和熱穿透曲線也基本重疊，但蒸煮箱內(nèi)達到預(yù)定恒溫階段的持續(xù)時間(s)太短，并且兩組曲線的升溫點和降溫點不在同一時刻，蒸煮機內(nèi)的溫度下降以后產(chǎn)品內(nèi)部的中心溫度反而在上升，因此可以判定其蒸煮機箱內(nèi)的滿載熱分布是不合理的。若多次重復(fù)測試后曲線基本一樣，首先應(yīng)重新對無線探頭進行校準，若無線探頭校準后還出現(xiàn)同樣的問題，說明蒸煮機的設(shè)計不合理。

 

圖3

 

2.3 評估蝦產(chǎn)品的熱穿透

2.3.1確定評價標準:目標病原體的選擇是關(guān)鍵的，確定目標病原體的破壞程度也是關(guān)鍵的。蒸煮的目的之一就是消除將要進行有氧包裝的產(chǎn)品中的病原體的營養(yǎng)細胞（或降低到可接受的水平）而不是其芽孢，目標病原體一般選擇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氏菌。選擇蒸煮對目標病原體的破壞程度，一般對其污染水平的6級對數(shù)下降是合適的。

2.3.2評估驗證：蒸煮工藝過程的時間和溫度是使蝦產(chǎn)品達到既定的內(nèi)部溫度的能力，根據(jù)對不同規(guī)格的蝦產(chǎn)品分別進行的熱穿透測試數(shù)據(jù)，在參考美國FDA“水產(chǎn)品危害及控制指南”第三版中關(guān)于單核細胞增生李斯特氏菌的滅活的數(shù)據(jù)（P279，表 #A-3），結(jié)合水產(chǎn)加工廠對蒸煮工藝的要求，對熱穿透測試的數(shù)據(jù)進行分析，選擇合適的滅菌溫度和時間作為評價基準。可按表#A-3提供的不同組合的時間/溫度去和測試結(jié)果進行對比，也可拿測試結(jié)果的產(chǎn)品中心溫度去查表#A-3對應(yīng)的作用時間進行比較。

 

如圖2所示，在蒸煮機進汽閥門全開，在蒸煮隧道內(nèi)環(huán)境溫度達到99℃的條件下，51－60（只/磅）規(guī)格蝦仁產(chǎn)品中心溫度相對低點（LC3）達到73℃以上時的持續(xù)時間為54s，根據(jù)表 #A-3 提供的對于一定范圍的蒸煮溫度以單核細胞增生李斯特氏菌為目標病原體的6D 處理的時間，產(chǎn)品內(nèi)部中心溫度為73℃，對應(yīng)的滅菌時間應(yīng)為48秒，而上述產(chǎn)品達到73℃的持續(xù)時間是54s，能確保蝦產(chǎn)品達到要求的滅菌要求，因此可證明該蒸煮工藝過程是符合要求的。

又如，選擇75℃（應(yīng)持續(xù)24秒）作為評價基準，若某31-40（只/磅）規(guī)格蝦仁在不低于99℃的加工溫度下，其產(chǎn)品內(nèi)部中心溫度經(jīng)測試到達≥75℃時的加工時間為135秒，則保持其產(chǎn)品內(nèi)部中心溫度≥75℃的時間應(yīng)不少于24秒，即在相同的加工溫度下，總的加工時間應(yīng)不少于159秒。通過比較產(chǎn)品熱穿透數(shù)據(jù)則可評估該蒸煮工藝是否達到要求。

3 幾點討論

3.1測試結(jié)果的重現(xiàn)性是關(guān)鍵：不管是測試蒸煮空載熱分布和滿載熱分布，還是測試產(chǎn)品熱穿透，在工廠預(yù)定的蒸煮工藝過程中，假如設(shè)備和儀器調(diào)試穩(wěn)定且校準良好，三次重復(fù)測試的結(jié)果必須有相當高的重現(xiàn)性，其結(jié)果才是可靠的；若重現(xiàn)性較差，說明操作有誤，或是設(shè)備和儀器不穩(wěn)定，或是無線探頭沒校準好，特別是當蒸汽壓不穩(wěn)定時，對測度結(jié)果的重現(xiàn)性影響更大。若測式結(jié)果經(jīng)評估驗證符合要求，則今后實際生產(chǎn)時，應(yīng)當按照測試時設(shè)定的蒸汽總壓、蒸煮溫度等相同的條件下進行生產(chǎn)，才能確保產(chǎn)品符合要求。所以，當某個規(guī)格的熟蝦產(chǎn)品其熱加工工藝等條件或參數(shù)有變動，即其具體的蒸煮隧道、蒸煮工藝、蒸煮容器、蒸汽分布管、蒸汽孔大小、蒸汽壓等蒸煮的條件發(fā)生變化時，對其蒸煮熱分布和產(chǎn)品熱穿透的情況應(yīng)進行重新檢測。

3.2 根據(jù)測試結(jié)果設(shè)置蒸煮關(guān)鍵限值：蒸煮過程的關(guān)鍵因素包括：蒸煮過程的時間和溫度、影響產(chǎn)品加熱速率的產(chǎn)品的初始溫度及產(chǎn)品大小。對一個具體的單凍熟蝦加工廠而言，蝦產(chǎn)品在蒸煮前一般為加冰水保存，其初溫變化不大，在規(guī)格已定的情況下，蒸煮關(guān)鍵限值只須控制蒸煮過程的時間和溫度。單凍熟蝦的生產(chǎn)一般為連續(xù)蒸煮，蒸煮時間/傳送帶轉(zhuǎn)速、蒸汽溫度一般作為關(guān)鍵因素來控制，產(chǎn)品的內(nèi)部溫度由于在蒸煮過程中，每個時間單位不同而不適合作關(guān)鍵限值。

對蒸煮步驟，必須確定一個控制加工過程的最大或最小的特征值，以便控制危害。如果設(shè)置了較嚴格的 CL 值，結(jié)果就會出現(xiàn)實際上沒有發(fā)生影響安全的問題就要采取糾偏行動。另一方面，如果設(shè)置了較寬松的 CL 值，會導(dǎo)致不安全產(chǎn)品流到消費者手中。例如，某蝦仁31-40只/磅規(guī)格，要求在蒸煮溫度≥99℃時，的蒸煮時間T≥159秒，由于對傳送帶轉(zhuǎn)速的監(jiān)控比對蒸煮時間的監(jiān)控更易于操作，普遍將傳送帶轉(zhuǎn)速作為關(guān)鍵控制點。因此，在已測的蒸煮區(qū)域的實際長度L為6.2米，傳動輪半徑R為3.5厘米,則可根據(jù)下式算出轉(zhuǎn)速V(轉(zhuǎn)/分)。

由V×T×2πR＝L      則V=10.64轉(zhuǎn)/分

即該規(guī)格蝦仁蒸煮的關(guān)鍵限值為：蒸煮溫度≥99℃，傳送帶轉(zhuǎn)速≤10.64轉(zhuǎn)/分。

3.3 根據(jù)測試結(jié)果調(diào)整蒸煮工藝：加工廠一般都希望既能建立一套科學的蒸煮程序以消除病原體或使其數(shù)量減少到可接受的水平，又希望能正確設(shè)計和操作蒸煮設(shè)備，以使每個單位產(chǎn)品接受到最低限度的熱處理，使產(chǎn)品的失水率較低而又能保持固有的商業(yè)品質(zhì)。因此，可通過測試的結(jié)果來進調(diào)整蒸煮工藝來達到上述目的。

例如，51-60規(guī)格養(yǎng)殖單凍熟蝦產(chǎn)品的在某蒸煮機的蒸煮工藝過程中，產(chǎn)品內(nèi)部溫度達到75℃的持續(xù)時間是55秒，查表#A-3知道其有效滅菌時間比規(guī)定6D時間24秒長了31秒，因此，可通過調(diào)快蒸煮機傳送帶的轉(zhuǎn)速，在符合要求的范圍內(nèi)合理減少蝦產(chǎn)品的蒸煮時間，使產(chǎn)品既能保證蒸煮滅菌的要求，又能減少失水率，達到商業(yè)上的需要。另如，經(jīng)測試，某規(guī)格蝦產(chǎn)品在某具體蒸煮工藝過程中，產(chǎn)品內(nèi)部溫度在某一要求溫度的持續(xù)時間不夠，比規(guī)定的6D時間短，則可通過調(diào)慢蒸煮機傳送帶的轉(zhuǎn)速，來達到有效滅菌要求；也可通過增加蒸汽分布管的數(shù)量、增加蒸汽噴孔數(shù)量及大小等方法來加快產(chǎn)品的升溫，從而增加滅菌的持續(xù)時間，來達到有效的滅菌溫度和時間。當然，蒸煮工藝改進以后，應(yīng)重新進行測試評估才能確定其符合性和有效性。

 

參考文獻：

[1] 程方等編 水產(chǎn)品HACCP實施指南 福建人民出版社 2003

[2] 王鳳清等編 中國出口食品衛(wèi)生注冊管理指南 中國對外經(jīng)濟貿(mào)易出版社 2000