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1. 王锦国
[1]东港市出入境检验检疫局 联系电话：13942506348
2. 丛立生
[2]丹东出入境检验检疫局
联系电话：13841567316
3. 王铁龙
[3]中国检验检疫科学研究院 联系电话：15810291949
摘 要：
食品安全影响着每个人的日常生活和健康。随着近年来重大食品安全问题不断被爆出，食品安全成为了人们关注的焦点。在中国的食品加工企业有
50
多万家，而国内的热加工企业约有
30
万家，占了食品企业的一半以上
.
但是由于热加工不充分造成的食物中毒、被各国的检验检疫部门拒之门外，每个月的损失达到上亿元。因此为了减少由于杀菌不足造成的微生物超标或由于过度杀菌造成产品色、香、味等不可接受的变化，通过分析不同关键的影响，为企业设立更加可靠的杀菌公式提供依据，同时也为企业平时杀菌操作提供更为可靠的监控依据
.
为此。首先我建立了不同的模型，接着对产品进行了实验，对所列关键因子进行分析，进而得出结论。
关键词：杀菌，关键因子，时间
Abstract：Th
e food safety affects everyone’s daily life and healthy. Recent years, The food safety problems continue to be reported, It became the focus of attention. In China, The food enterprise have more than 0.5 million, and domestic heating enterprise approximately 0.3 million, accounted for more than half. It is cause of food poisoning because of the heating is not fully, It is refused by the countries of the department of inspection and quarantine, every month, The loss nearly several millions. in order to reduce the microbial more than standard because of the Sterilization don't fully, but the excessive sterilization caused the product color, fragrance, taste ,so that it is unacceptable , through the analysis of the influence of different critical factor, the enterprise will set up more reliable sterilization formula, and also provide the basis for the enterprise sterilization operation at ordinary times .so, First of all I set up different model, Then experiment to the produce, analyze the key factors listed, and infer that conclusion.
Keywords: sterilization, the critical factor, time
绪
论
1.1
研究目的和意义
食品安全影响着每个人的日常生活和健康。随着近年来重大食品安全问题不断被爆出，食品安全成为了人们关注的焦点。在中国的食品加工企业有50多万家，而国内的热加工企业约有30万家，占了食品企业的一半以上.而食品工厂的食品进行热加工既是对产品进行熟制的过程，有事对产品进行灭菌的过程（即产品要达到商业无菌），因此它是作为企业作为食品危害分析的关键控制点，根据《食品生产企业危害分析与关键控制点（HACCP）管理体系认证管理规定》
[1]、《出口食品生产企业备案管理规定》[2]等文件的规定，在企业进行备案过程中，必须进行热分布、热穿透实验的备案。
同样，如果是食品的热加工不充分，很容易造成产品涨罐、涨袋等，如果是被人误食的话就会造成食物中毒。同样在出口企业如果是产品出现上述问题，可能会被各国的检验检疫部门拒之门外，如果是发生食物中毒的话，那么不仅会产生索赔等问题，还会影响整个行业或是影响国家的形象。若是产品过度杀菌，不仅浪费人力、物力、财力、能源，而且会造成产品的色、香、味等不可接受。我们这里通过分析影响产品热穿透的关键因子，为企业提供建立更加合理的杀菌公式提供依据，同时也为企业平时杀菌操作提供更为可靠的监控依据。
1.2国内外研究现状
国外对此类问题的研究主要的是研究产品的具体特性，比如《
Heat penetration characteristics of mushroom curry packed in retort pouch》[3]、《
Heat penetration characteristics of smoked tuna in oil and brine in retort pouches at different rotational speeds》[4],也有具体研究某一类个产品的关键因子的 《
Effects of maturity and processing variables on heat penetration times, firmness, and drained weight of diced tomatoes (Halley Bos 3155 cv)》[5],但是具体的研究某一类的产品的几乎是没有的。
而国内各个研究机构、大学院所对产品特性的研究都是比较少的，对于某一个产的关键因子的研究更基本上是没有的。
1.3 研究内容和方法
我对最为普遍的对流传热和传导传热两种混合的传热方式的马口铁水产罐头为研究对象，来研究关键因子进行研究，一般的水产罐头的关键因子主要有产品的初温、杀菌温度、杀菌时间、固形物最大装罐量等。
对于常温保存的马口铁水产罐头产品一般的是采用高温高压的杀菌釜来进行灭菌的，根据我们对企业进行的调查，现在水产罐头出口量最大的罐型为7113#，产品主要是沙丁鱼、金枪鱼、鲭鱼三大类。我们选取其中的沙丁鱼和鲭鱼这两类产品为例进行研究，进而推断出相似或是相近产品的关键因子。
我们检测依据主要是美国FDA21 CFR Part 113[6]、IFTPS的规定进行的，首先我们对杀菌锅的热分布性能进行评价，为了更加准确的反应热穿透关键因子的比较，我们在热分布实验的基础上选取热分布性能比较好的杀菌锅进行实验。
在确定热穿透关键因子、热分布相对稳定的基础上。分两组进行试验，一组是正常装罐量的前提下进行的，一组是在产品的最大装罐量的前提下进行的。每组进行八次实验，选取数据相对稳定重合的数据进行分析，分析过程采用的是BALL公式法。
热穿透的试验分析
2.1
试验设计
2.1.1 实验原料
沙丁鱼，鲭鱼各600条，盐水，茄汁适量，7113#空100罐，7113#水罐一杀菌釜
2.1.2仪器
丹麦ELLAB16点无线记录器，电脑，记录笔、本
2.1.3实验分析
水产罐头产品热穿透的关键因子主要有；产品初温（IT），产品的杀菌时间(T)，产品的杀菌温度，固形物最大装罐量。根据以上变量建立模型，以上的变量（产品初温，产品的杀菌时间，产品的杀菌温度，）都可以计算在同一条件下。因此，上述的变量就变成固形物最大装罐量（本实验选用的固形物最大装罐量比正常固形物装罐量大12%），从而成了只有一个变量的方程，在根据实验要求，进行对比试验（即正常装罐量下的热穿透实验、固形物最大装罐量下的实验，在达到同一杀菌效果下，进行时间对比）。但通过Ball公式法的可计算的条件，
2.1.3实验过程
首先对杀菌锅设备及硬件按照美国FDA21 CFR Part 113、
SN/T 0400.6-2005[8]的要求进行评估，若杀菌锅满足要求，进行下一步工作，按照IFTPS的要求，对某工厂3口杀菌锅中的每一口进行一次热分布测试，根据检测结果，选取热分布情况最好的杀菌锅进行第二、三次热分布测试。根据热分布检测结果,找出杀菌锅内温度相对低点位置。
在杀菌锅温度相对低点位置进行热穿透检测，检测分为四次进行，第一次检测用于确定产品的相对低点位置，在7113#产品侧壁从底部到上部每个2cm打一个孔，探针穿入深度为36.5mm(即中心位置)，进行两次测试。进过两侧测试找出罐头产品的温度低点。在进行正式的热穿透检测，把探针都集中在罐头产品中心温度相对低点位置进行测试，分为正常装罐量和最大装罐量分别进行测试，进行收据收集。待收集完数据之后进行整理分析。
2.2数据分析
在正常装罐量的条件下产品热穿透的检测结论记为N；在固形物最大装罐量的条件下产品的热穿透的检测结论记为M。
2.2.1沙丁鱼罐头产品数据分析
2.2.1.1盐水沙丁鱼罐头产品热穿透检测
正常装罐量的热穿透数据分析结论N1
|
产品初温（℃）
|
杀菌温度（℃）
|
杀菌时间（min
）
|
F0
值
|
|
30
|
116
|
42.11
|
8.0
|
|
117
|
36.95
|
||
|
118
|
32.76
|
||
|
40
|
116
|
41.42
|
|
|
117
|
36.26
|
||
|
118
|
32.09
|
最大装罐量的热穿透数据分析结论
M1
|
产品初温（℃）
|
杀菌温度（℃）
|
杀菌时间（min）
|
F0值
|
|
30
|
116
|
45.55
|
8.0
|
|
117
|
40.53
|
||
|
118
|
36.09
|
||
|
40
|
116
|
44.80
|
|
|
117
|
39.80
|
||
|
118
|
35.36
|
根据以上结果分析得出：
在同一初温、不同杀菌温度的条件下，杀菌温度每降低一摄氏度，杀菌时间延长大约4-5分钟，而且产品在正常装罐量的条件下需要延长的时间大于最大装罐量需要延长的时间。并且同一初温、产品的热加工温度越低，每变化一摄氏度需要延长的时间越长。
在不同初温、同一杀菌温度条件下，温度每变化十摄氏度，杀菌时间需要延长1-2分钟，而且产品在正常装罐量的条件下需要延长的时间小于最大装罐量需要延长的时间。在同一杀菌温度、产品初温越高，每变化十摄氏度需要的时间越短。
2.2.1.2茄汁沙丁鱼罐头产品热穿透检测
正常装罐量的热穿透数据分析结论N2
|
产品初温（℃）
|
杀菌温度（℃）
|
杀菌时间（min）
|
F0值
|
|
30
|
116
|
91.14
|
8.0
|
|
117
|
84.32
|
||
|
118
|
78.44
|
||
|
40
|
116
|
88.30
|
|
|
117
|
81.51
|
||
|
118
|
75.67
|
最大装罐量的热穿透数据分析结论
M2
|
产品初温（℃）
|
杀菌温度（℃）
|
杀菌时间（min）
|
F0值
|
|
30
|
116
|
99.46
|
8.0
|
|
117
|
92.90
|
||
|
118
|
87.26
|
||
|
40
|
116
|
96.94
|
|
|
117
|
90.41
|
||
|
118
|
84.80
|
根据以上结果分析得出：
在同一初温、不同杀菌温度的条件下，杀菌温度每降低一摄氏度，杀菌时间延长大约6-7分钟，而且产品在正常装罐量的条件下需要延长的时间大于最大装罐量需要延长的时间。并且同一初温、产品的热加工温度越低，每变化一摄氏度需要延长的时间越长，
在不同初温、同一杀菌温度条件下，温度每变化十摄氏度，杀菌时间需要延长2-3分钟，而且产品在正常装罐量的条件下需要延长的时间大于最大装罐量需要延长的时间。在同一杀菌温度、产品初温越高，每变化十摄氏度需要的时间越短。
2.2.2鲭鱼罐头产品数据分析
2.2.1.1盐水鲭鱼罐头产品热穿透检测
正常装罐量的热穿透数据分析结论N3
|
产品初温（℃）
|
杀菌温度（℃）
|
杀菌时间（min）
|
F0值
|
|
30
|
116
|
49.56
|
8.0
|
|
117
|
43.98
|
||
|
118
|
39.47
|
||
|
40
|
116
|
48.62
|
|
|
117
|
43.05
|
||
|
118
|
38.55
|
最大装罐量的热穿透数据分析结论
M3
|
产品初温（℃）
|
杀菌温度（℃）
|
杀菌时间（min）
|
F0值
|
|
30
|
116
|
55.14
|
8.0
|
|
117
|
49.49
|
||
|
118
|
44.88
|
||
|
40
|
116
|
53.86
|
|
|
117
|
48.22
|
||
|
118
|
43.63
|
根据以上结果分析得出：
在同一初温、不同杀菌温度的条件下，杀菌温度每降低一摄氏度，杀菌时间延长大约5-6分钟，而且产品在正常装罐量的条件下需要延长的时间大于最大装罐量需要延长的时间。并且同一初温、产品的热加工温度越低，每变化一摄氏度需要延长的时间越长。
在不同初温、同一杀菌温度条件下，温度每变化十摄氏度，杀菌时间需要延长1-2分钟，而且产品在正常装罐量的条件下需要延长的时间小于最大装罐量需要延长的时间。在同一杀菌温度、产品初温越高，每变化十摄氏度需要的时间越短。
2.2.1.2茄汁鲭鱼罐头产品热穿透检测
正常装罐量的热穿透数据分析结论N4
|
产品初温
|
杀菌温度
|
杀菌时间
|
F0值
|
|
30
|
116
|
98.06
|
8.0
|
|
117
|
91.66
|
||
|
118
|
86.14
|
||
|
40
|
116
|
95.72
|
|
|
117
|
89.32
|
||
|
118
|
83.83
|
最大装罐量的热穿透数据分析结论M4
|
产品初温
|
杀菌温度
|
杀菌时间
|
F0值
|
|
30
|
116
|
107.60
|
8.0
|
|
117
|
101.02
|
||
|
118
|
95.37
|
||
|
40
|
116
|
105.06
|
|
|
117
|
98.51
|
||
|
118
|
92.89
|
根据以上结果分析得出：
在同一初温、不同杀菌温度的条件下，杀菌温度每降低一摄氏度，杀菌时间延长大约6-7分钟，而且产品在正常装罐量的条件下需要延长的时间小于最大装罐量需要延长的时间。并且同一初温、产品的热加工温度越低，每变化一摄氏度需要延长的时间越长，
在不同初温、同一杀菌温度条件下，温度每变化十摄氏度，杀菌时间需要延长3-4分钟，而且产品在正常装罐量的条件下需要延长的时间小于最大装罐量需要延长的时间。在同一杀菌温度、产品初温越高，每变化十摄氏度需要的时间越短。
结论与建议
本文主要以水产里面最常见的沙丁鱼和鲭鱼罐头产品为例进行的实验。在选择内容物的时候是选择了热穿透效果比较差的条状产品，在传热的介质上，我们选择了热传导系数最大的盐水产品，热传导系数最小的茄汁产品为研究对象，所以基本上能够涵盖其他类的水产罐头食品。
基于以上检测数据分析，我们能够得出：
1.
对于盐水类的水产罐头产品：
当I一定时， =1时， ＜ ，并且T越低， 越长
当T一定时， =10时， ＜ ，并且I越低， 越长
当T，I一定时， ＜ ，并且T越低， 越大
2.
对于茄汁类的水产罐头产品：
当I一定时， =1时， ＜ ，并且T越低， 越长
当T一定时， =10时， ＜ ，并且I越低， 越长
当T，I一定时， ＜
3.
对于水产罐头产品：
当I一定时， =1时， ＜ ，并且T越低， 越长
当T一定时， =10时， ＜ ，并且I越低， 越长
当T，I一定时， ＜
4.
对于水产罐头产品中得关键因子I,T,S
：
初温变化（ ）影响产品热穿透的变化时间大约是： ≈1-3min
杀菌温度变化（ ）影响产品热穿透的变化时间大约是： ≈4-7min
固形物最大装罐量变化（ ）影响产品热穿透的时间变化大约是： ≈3-10min
也就是说，有些情况下产品的温度变化（ ）和最大装罐量变化（ ）影响产品热穿透的变化时间有时候是相当的。但是一般的情况下，产品的杀菌温度变化（ ）是小于最大装罐量变化（ ）影响产品热穿透的时间变化有，因此，我们认为在平时我们关注的水产罐头产品热穿透的关键因子顺序因该是： ≥ ＞
因此在我们平时工厂生产中，我们应该严格控制产品的最大装罐量，一定不能够超过企业设定的固形物装罐量的上限，如果是超过了上限一般的时候就会造成杀菌不充分，因此建议企业设立人员应该定期检查产品固形物装罐量的，并作记录。如果是在实际生产过程中，产品初始温度低于企业设定初温的的话，根据上面的产品的杀菌温度的变化 引起的杀菌时间的变化是产品的初温变化 的2倍以上，因此，可以通过适当调高杀菌温度来弥补由于初温过低造成的杀菌不足。
参考文献
[1] 国家认监委2002年第3号公告.食品生产企业危害分析与关键控制点（HACCP）管理体系认证管理规定，2002年3月20日
[2] 质检总局令第142号.出口食品生产企业备案管理规定.2011
年6月21日
[3] Bindu, J.；Srinivasa Gopal, T. K.
Heat penetration characteristics of mushroom curry packed in retort pouch.Journal of Food Processing and Preservation. 2008 .2
[4] Diemer F；Sinan A.
Heat penetration characteristics of smoked tuna in oil and brine in retort pouches at different rotational speeds.International journal of postharvest technology and innovation. 2008. 3
[5]Ma WH；Barrett DM.
Effects of maturity and processing variables on heat penetration times, firmness, and drained weight of diced tomatoes (Halley Bos 3155 cv).Journal of Food Processing and Preservation, 2002. 2
[7]Ball, C.O.,.Themal process time for canned foods. national Research Council 7-1(37) .1923