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品熱穿透測試的方法和過程，對如何根據測試得出的熱分布和熱穿透數據及曲線圖進行分析，對蒸煮工藝規程如何確定評價基準進行評估驗證，對如何根據測試的結果來調整蒸煮關鍵限值或改進蒸煮工藝等方面進行了探討。

關鍵詞：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品，其生產的蒸煮工藝是一種相對嚴格的熱處理，是水產品加工企業進行安全控制的關鍵工序，通常是HACCP計劃的關鍵控制點和HACCP驗證的重要內容，也是國內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）工藝規程進行評估，從而可證實企業的蒸煮工藝和設備是否滿足國內外相關規范的要求。同時，對經評估驗證不符合有關要求的蒸煮工藝，企業將可及時利用測試出來的科學數據，建立和實施糾正措施，從而確保蒸煮工序的有效性和產品的安全性，為水產加工企業開拓和擴大其產品的國內外市場提供一項重要保證。

1對蒸煮機熱分布、蝦產品熱穿透的測試

1.1描述蝦的蒸煮方式：目前單凍熟蝦的生產，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品進行連續加工，蝦產品可以擺放在托盤里或直接擺放在網帶上蒸煮，蒸煮時間一般可以在0.5 ~14 分鐘內調節。由于蒸煮機控制系統、隧道空間、蒸汽管分布、蒸汽噴孔直徑、托盤、壓蓋、蝦產品排列方式等不同，對蒸煮機熱分布、蝦產品熱穿透的測試結果均有不同程度的影響，所以在測試前應進行必要的測量和描述。

1.1.1 蒸煮機控制系統:應記錄控制方式，一般蒸煮機配備自動溫度和電機轉速控制器, 蒸煮機溫度通常設定在100℃，根據不同產品調節控制電機轉速的變頻器，通過控制傳送帶運行速度，控制蝦產品加工時間。當溫度超過設定溫度要求時，自動殺菌控制器會相應調節控制蒸汽的電磁閥，控制蒸煮機內溫度。

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

1.1.3 加工容器描述:應記錄用于生產的容器形狀，如為托盤，應測量其長 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 產品排列方式:一般蝦產品采用平鋪、不重疊、交錯排列，每列之間留有間隔，所有的蝦均經由手工排列在托盤里加壓蓋，也有直接排放在網帶上而不必擺放在托盤里，應記錄測試時蝦產品的擺放方式。

1.2 校正和調試測試儀器設備:一般采用無線系統溫度檢測設備，目前普遍采用丹麥ELLAB熱檢測設備，檢測設備包括：數據收集器、無線可存儲數據探頭，有單探頭和雙探頭，探頭由電池套管和微型存儲芯片組成。通過計算機數據收集程序軟件,可設置無線探頭每隔5秒或6秒收集蒸煮機及蝦產品中心溫度讀數一次，并對加工持續時間進行記錄。無線探頭應是經校準且準確有效,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帶上及蒸煮架上，按照工廠預定的蒸煮程序,將蒸煮機進汽閥門全開，一般設定蒸煮溫度在100℃，同時啟動控制電機轉速的變頻器，使傳送帶運行速度與正常生產時相同，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帶上沒有蝦產品。為確保測試的準確性，應分別重復測試三次，每次均應記錄測試時蒸汽總壓力(Mpa)及蒸煮隧道蒸汽壓力(Mpa)、傳送帶蒸煮機的轉速頻率。

1.4 蝦產品熱穿透的測試：將無線探頭順著蝦身的方向，盡量將針頭插到蝦產品的中心位置，其他步驟與蒸煮機熱分布的測試相同。應該注意，整個測試應是在滿載的情況下，與正常生產情況相同，排放在托盤或網帶上的蝦產品,按照平時生產一樣的情況從進料口不斷的傳送到出料口。測試的蝦產品應是同一規格并連續同樣測三次，不同規格的蝦產品應分別進行熱穿透測試。蝦產品熱穿透的測試應與蒸煮滿載熱分布測試同時進行。

結果分析和評估

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

 

圖1

2.2 評估蒸煮機的熱分布

對蒸煮機的熱分布的評估，一般應分析蒸煮隧道在空載或滿載的情況下，在設定的蒸汽總壓力（Mpa）條件下，蒸煮隧道經過多長時間（min）升溫，所達到的隧道內腔溫度（℃）是否達到預定蒸煮程序所要求的內腔溫度，計算恒溫階段的持續時間(s)是否符合要求，以及溫度滯后點的位置、蒸煮隧道內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，可以發現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品熱穿透曲線在同一時刻，因此可以判定其蒸煮機箱內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，但蒸煮箱內達到預定恒溫階段的持續時間(s)太短，并且兩組曲線的升溫點和降溫點不在同一時刻，蒸煮機內的溫度下降以后產品內部的中心溫度反而在上升，因此可以判定其蒸煮機箱內的滿載熱分布是不合理的。若多次重復測試后曲線基本一樣，首先應重新對無線探頭進行校準，若無線探頭校準后還出現同樣的問題，說明蒸煮機的設計不合理。

 

圖3

 

2.3 評估蝦產品的熱穿透

2.3.1確定評價標準:目標病原體的選擇是關鍵的，確定目標病原體的破壞程度也是關鍵的。蒸煮的目的之一就是消除將要進行有氧包裝的產品中的病原體的營養細胞（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品達到既定的內部溫度的能力，根據對不同規格的蝦產品分別進行的熱穿透測試數據，在參考美國FDA“水產品危害及控制指南”第三版中關于單核細胞增生李斯特氏菌的滅活的數據（P279，表 #A-3），結合水產加工廠對蒸煮工藝的要求，對熱穿透測試的數據進行分析，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/溫度去和測試結果進行對比，也可拿測試結果的產品中心溫度去查表#A-3對應的作用時間進行比較。

 

如圖2所示，在蒸煮機進汽閥門全開，在蒸煮隧道內環境溫度達到99℃的條件下，51－60（只/磅）規格蝦仁產品中心溫度相對低點（LC3）達到73℃以上時的持續時間為54s，根據表 #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，產品內部中心溫度為73℃，對應的滅菌時間應為48秒，而上述產品達到73℃的持續時間是54s，能確保蝦產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℃（應持續24秒）作為評價基準，若某31-40（只/磅）規格蝦仁在不低于99℃的加工溫度下，其產品內部中心溫度經測試到達≥75℃時的加工時間為135秒，則保持其產品內部中心溫度≥75℃的時間應不少于24秒，即在相同的加工溫度下，總的加工時間應不少于159秒。通過比較產品熱穿透數據則可評估該蒸煮工藝是否達到要求。

3 幾點討論

3.1測試結果的重現性是關鍵：不管是測試蒸煮空載熱分布和滿載熱分布，還是測試產品熱穿透，在工廠預定的蒸煮工藝過程中，假如設備和儀器調試穩定且校準良好，三次重復測試的結果必須有相當高的重現性，其結果才是可靠的；若重現性較差，說明操作有誤，或是設備和儀器不穩定，或是無線探頭沒校準好，特別是當蒸汽壓不穩定時，對測度結果的重現性影響更大。若測式結果經評估驗證符合要求，則今后實際生產時，應當按照測試時設定的蒸汽總壓、蒸煮溫度等相同的條件下進行生產，才能確保產品符合要求。所以，當某個規格的熟蝦產品其熱加工工藝等條件或參數有變動，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生變化時，對其蒸煮熱分布和產品熱穿透的情況應進行重新檢測。

3.2 根據測試結果設置蒸煮關鍵限值：蒸煮過程的關鍵因素包括：蒸煮過程的時間和溫度、影響產品加熱速率的產品的初始溫度及產品大小。對一個具體的單凍熟蝦加工廠而言，蝦產品在蒸煮前一般為加冰水保存，其初溫變化不大，在規格已定的情況下，蒸煮關鍵限值只須控制蒸煮過程的時間和溫度。單凍熟蝦的生產一般為連續蒸煮，蒸煮時間/傳送帶轉速、蒸汽溫度一般作為關鍵因素來控制，產品的內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。如果設置了較嚴格的 CL 值，結果就會出現實際上沒有發生影響安全的問題就要采取糾偏行動。另一方面，如果設置了較寬松的 CL 值，會導致不安全產品流到消費者手中。例如，某蝦仁31-40只/磅規格，要求在蒸煮溫度≥99℃時，的蒸煮時間T≥159秒，由于對傳送帶轉速的監控比對蒸煮時間的監控更易于操作，普遍將傳送帶轉速作為關鍵控制點。因此，在已測的蒸煮區域的實際長度L為6.2米，傳動輪半徑R為3.5厘米,則可根據下式算出轉速V(轉/分)。

由V×T×2πR＝L      則V=10.64轉/分

即該規格蝦仁蒸煮的關鍵限值為：蒸煮溫度≥99℃，傳送帶轉速≤10.64轉/分。

3.3 根據測試結果調整蒸煮工藝：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量減少到可接受的水平，又希望能正確設計和操作蒸煮設備，以使每個單位產品接受到最低限度的熱處理，使產品的失水率較低而又能保持固有的商業品質。因此，可通過測試的結果來進調整蒸煮工藝來達到上述目的。

例如，51-60規格養殖單凍熟蝦產品的在某蒸煮機的蒸煮工藝過程中，產品內部溫度達到75℃的持續時間是55秒，查表#A-3知道其有效滅菌時間比規定6D時間24秒長了31秒，因此，可通過調快蒸煮機傳送帶的轉速，在符合要求的范圍內合理減少蝦產品的蒸煮時間，使產品既能保證蒸煮滅菌的要求，又能減少失水率，達到商業上的需要。另如，經測試，某規格蝦產品在某具體蒸煮工藝過程中，產品內部溫度在某一要求溫度的持續時間不夠，比規定的6D時間短，則可通過調慢蒸煮機傳送帶的轉速，來達到有效滅菌要求；也可通過增加蒸汽分布管的數量、增加蒸汽噴孔數量及大小等方法來加快產品的升溫，從而增加滅菌的持續時間，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 中國出口食品衛生注冊管理指南 中國對外經濟貿易出版社 2000