基于HACCP和SPC的鮮奶加工環(huán)節(jié)質(zhì)量安全控制研究

霍紅，崔天天

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)，哈爾濱150028）

0 引言

隨著人們生活水平的提高和健康意識(shí)的增強(qiáng)，乳制品作為營(yíng)養(yǎng)豐富且全面的理想食品，成為現(xiàn)代人的重要膳食，在膳食結(jié)構(gòu)中扮演著越來(lái)越重要的角色。鮮奶是經(jīng)過(guò)巴氏殺菌、均質(zhì)化后的牛奶，富含人體生長(zhǎng)發(fā)育和保持健康所需的全部營(yíng)養(yǎng)要素，《中國(guó)居民膳食指南》中明確建議各年齡人群適當(dāng)飲用有益骨健康。然而頻繁爆發(fā)的乳制品質(zhì)量安全事件，以及變質(zhì)鮮奶多次在市場(chǎng)上出現(xiàn)，使得人們對(duì)國(guó)內(nèi)鮮奶的質(zhì)量安全狀況心存疑慮[1]。本文立足于鮮奶加工環(huán)節(jié)對(duì)鮮奶質(zhì)量安全進(jìn)行控制，通過(guò)HACCP體系進(jìn)行危害分析后，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)SPC，將質(zhì)量安全控制中的關(guān)鍵控制點(diǎn)（所采集的質(zhì)量特性值）轉(zhuǎn)化成信息，根據(jù)反饋信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)程的變異，采取措施將變異消除，使過(guò)程維持在僅受隨機(jī)性因素影響的受控狀態(tài)，以達(dá)到控制鮮奶質(zhì)量安全的目的，確保產(chǎn)品符合規(guī)定的要求。

1 HACCP與SPC在鮮奶加工環(huán)節(jié)的應(yīng)用

1.1 HACCP體系與SPC方法結(jié)合的理論基礎(chǔ)

HACCP（Hazard Analysis Critical Control Point，危害分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)）是對(duì)食品加工環(huán)節(jié)中的潛在危害進(jìn)行評(píng)估，并進(jìn)行控制的一種預(yù)防性的食品安全控制體系。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CAC/RCP-1《食品衛(wèi)生通則1997修訂3版》將其定義為鑒別、評(píng)價(jià)和控制對(duì)食品安全至關(guān)重要的危害的一種體系。SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制）是一種借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的過(guò)程控制工具。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中反饋回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，辨別產(chǎn)品質(zhì)量的正常波動(dòng)（即僅受隨機(jī)因素影響時(shí)）和異常波動(dòng)（即過(guò)程中存在系統(tǒng)因素的影響），及時(shí)采取措施消除系統(tǒng)因素，達(dá)到控制質(zhì)量的目的[2]。

HACCP雖然是目前公認(rèn)最有效的食品安全管理方法[3]，但在其實(shí)際使用過(guò)程中收集到的數(shù)據(jù)僅以“好”（關(guān)鍵限值內(nèi)）和“壞”（超出關(guān)鍵限值）進(jìn)行區(qū)分，波動(dòng)的變化無(wú)法得到有效監(jiān)測(cè)。而SPC方法能夠通過(guò)對(duì)加工環(huán)節(jié)中反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆并采取措施消除影響，確保過(guò)程始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。將兩種方法結(jié)合使用，更能增強(qiáng)HACCP體系效力[4]。

1.2 HACCP體系和SPC方法的鮮奶質(zhì)量安全管控概述

國(guó)內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用HACCP、SPC對(duì)鮮奶質(zhì)量安全問(wèn)題進(jìn)行了有益的探索。宋寶娥[5]基于HACCP對(duì)乳制品供應(yīng)鏈質(zhì)量安全進(jìn)行了研究，D jekic[6]論證了使用HACCP食品質(zhì)量得到的改善。彭煥敏[7]指出運(yùn)用HACCP可以極大程度地規(guī)避乳制品安全問(wèn)題。劉燕[8]、劉皓[9]、曹小兵[10]、李翠霞[1]等運(yùn)用HACCP分別從原奶、加工環(huán)節(jié)、超市以及消費(fèi)者的角度對(duì)乳制品質(zhì)量控制進(jìn)行了研究。幕靜[11]將HACCP與GSI相結(jié)合，建立乳制品供應(yīng)鏈可追溯系統(tǒng)。張莉[12]指出運(yùn)用SPC可以最大限度監(jiān)控豆制品質(zhì)量安全并形成完善的監(jiān)控體系。吳絨[13]分析了乳制品從原料奶生產(chǎn)加工到貯運(yùn)、銷售等全過(guò)程預(yù)防與控制可能存在的潛在危害，認(rèn)為HACCP和SPC相結(jié)合是一種專業(yè)技術(shù)性強(qiáng)的預(yù)防性乳制品安全的方法。Khanitta[14]等分析了采用SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制后牛奶從農(nóng)場(chǎng)到餐桌的全過(guò)程保障。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)乳制品質(zhì)量安全問(wèn)題做了許多研究和探索，已經(jīng)形成一套比較完整的理論體系，為后續(xù)研究提供了有益的理論和方法基礎(chǔ)?？v觀現(xiàn)有文獻(xiàn)資料，雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者都充分肯定了HACCP、SPC在食品安全過(guò)程控制中的應(yīng)用很有價(jià)值，但鮮少有學(xué)者研究HACCP體系和SPC方法結(jié)合使用的具體實(shí)施步驟，結(jié)合特定產(chǎn)品及某一環(huán)節(jié)進(jìn)行管控更為少見(jiàn)。鑒于此，本文擬從鮮奶加工環(huán)節(jié)出發(fā)研究其質(zhì)量安全管控問(wèn)題，以期為進(jìn)一步解決鮮奶質(zhì)量安全問(wèn)題提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1.3 HACCP體系與SPC方法的結(jié)合應(yīng)用

HACCP通過(guò)分析原料、生產(chǎn)加工、流通、銷售各工序中影響產(chǎn)品安全的各種因素，識(shí)別食品生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵控制點(diǎn)，并采取有效的控制措施預(yù)防危害的發(fā)生或降低發(fā)生概率，以確保食品加工者能為消費(fèi)者提供更安全的食品[5]。SPC強(qiáng)調(diào)全過(guò)程監(jiān)控、全系統(tǒng)參與，并且強(qiáng)調(diào)用科學(xué)方法來(lái)保證全過(guò)程的預(yù)防。SPC不僅適用于質(zhì)量管控，更可應(yīng)用于一切管理過(guò)程，正是這種全員參與和管理質(zhì)量的思想，使得實(shí)施SPC可以幫助企業(yè)在質(zhì)量安全管控上真正做到“事前”預(yù)防。HACCP體系與SPC方法結(jié)合作為鮮奶質(zhì)量安全管控方法的重要意義在于它對(duì)加工環(huán)節(jié)的工藝和加工過(guò)程進(jìn)行危害性分析后做出HACCP計(jì)劃表，將關(guān)鍵控制點(diǎn)收集到的質(zhì)量特性值轉(zhuǎn)化成信息，利用SPC方法判斷加工過(guò)程是否失控和過(guò)程是否有能力；為加工過(guò)程提供一個(gè)早期的報(bào)警系統(tǒng)，及時(shí)監(jiān)控過(guò)程情況以防止不合格巴氏殺菌乳的發(fā)生。將HACCP體系與SPC方法結(jié)合使用凝練起來(lái)包括以下幾個(gè)步驟：①危害分析；②建立HACCP計(jì)劃表；③確定控制對(duì)象；④抽樣及分組；⑤整理數(shù)據(jù)并進(jìn)行記錄；⑥判穩(wěn)及調(diào)整；⑦控制圖的改進(jìn)。SPC實(shí)施步驟如圖1所示。

圖1 實(shí)施HACCP體系與SPC方法的流程

2 HACCP體系和SPC方法結(jié)合在鮮奶加工環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

2.1 鮮奶食品鏈流程

表1 鮮奶加工環(huán)節(jié)HACCP計(jì)劃表的建立

2.2 實(shí)施危害分析并建立HACCP計(jì)劃表

根據(jù)鮮奶食品鏈流程，對(duì)每一道工序進(jìn)行物理、化學(xué)、微生物危害分析，采用因子分析法，對(duì)其加工工序各影響因子進(jìn)行評(píng)分，最終確定為原奶驗(yàn)收、降溫冷卻、無(wú)菌灌裝為鮮奶加工環(huán)節(jié)中經(jīng)由HACCP體系控制的關(guān)鍵控制點(diǎn)（CCP），進(jìn)而制定出HACCP計(jì)劃表，如表1所示。

2.3 HACCP與SPC的鮮奶加工環(huán)節(jié)質(zhì)量安全控制

2.3.1 確定控制對(duì)象

鮮奶是巴氏奶的俗稱，通常是指由原奶經(jīng)過(guò)巴氏殺菌、均質(zhì)等一系列工序而成，文中所指為鮮牛奶（不包含羊奶）。新鮮和營(yíng)養(yǎng)是鮮奶兩大突出特點(diǎn)，因簡(jiǎn)易包裝的鮮奶即使在4℃以下也難以保存超過(guò)48 h。影響鮮奶加工環(huán)節(jié)質(zhì)量安全的因素有很多，如：人員、環(huán)境、車間衛(wèi)生等，但對(duì)每一項(xiàng)都進(jìn)行控制便失去了控制方法本身的意義。因而通過(guò)危害分析，將菌落總數(shù)提取為鮮奶加工環(huán)節(jié)的質(zhì)量安全特征值，符合統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制方法中以單一質(zhì)量特征值作為控制要素的特點(diǎn)，以方便對(duì)加工環(huán)節(jié)實(shí)施控制。根據(jù)國(guó)家微生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)中的鮮奶菌落總數(shù)應(yīng)小于≤30 000 g-1，據(jù)此作為菌落總數(shù)關(guān)鍵限值的設(shè)定。

2.3.2 抽樣及分組

以同一時(shí)間、同一臺(tái)加工設(shè)備生產(chǎn)5個(gè)鮮奶成品作為一個(gè)樣本（n＝5），同一班次連續(xù)抽樣，以小時(shí)為單位，收集并記錄25個(gè)樣本的數(shù)據(jù)（k＝5）進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。該時(shí)段內(nèi)加工車間的設(shè)備和機(jī)器運(yùn)行狀況、工人操作方式及人員沒(méi)有太大的變動(dòng)，若有變動(dòng)即忽略不計(jì)，以確保實(shí)驗(yàn)環(huán)境處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，數(shù)據(jù)樣本符合正態(tài)分布規(guī)律。

2.3.3 數(shù)據(jù)分析

計(jì)算各個(gè)樣本的統(tǒng)計(jì)量，包括樣本平均值、極差等。計(jì)算各統(tǒng)計(jì)量的控制界限，畫出控制圖并標(biāo)出各樣本的統(tǒng)計(jì)量。依據(jù)常規(guī)控制圖判異準(zhǔn)則（有點(diǎn)出界和界內(nèi)點(diǎn)排列不隨機(jī)兩類）判定。計(jì)算每組的樣本均值和極差R，即

n為子組大??；σ-X為子組平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值；σ為X單值的標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值；d2為修偏系數(shù)；A2為控制圖系數(shù)。

R圖的中心線及上下控制限為

表2 菌落總數(shù)檢測(cè)結(jié)果

式中： 為 圖上控制2限； 為 圖下UCLRR LCLRR控制限；CLR為R圖中心控制限；d2,d3為修偏系數(shù)；D3，D4為控制圖系數(shù)。

均值、極差及上下限的計(jì)算結(jié)果如表2所示。

2.3.4 控制圖的繪制

根據(jù)上表的結(jié)果，利用EXCEL做均值-極差圖，如圖1所示（均值圖）、圖2所示（極差圖）。

由圖1和圖2可知，控制圖沒(méi)有出現(xiàn)異常狀況，說(shuō)明生產(chǎn)過(guò)程已處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)。

2.3.5 控制圖的判穩(wěn)與改進(jìn)

已知細(xì)菌總數(shù)公差限：TU=30 000 g-1，計(jì)算得知統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下的，R=15721.2，-計(jì)算過(guò)程能力指數(shù)為

圖1 均值圖

圖2 極差圖

有偏移的過(guò)程能力指數(shù)為Cpk=（1-K）Cp=（1-0.56）×1.03=0.45。

上述結(jié)果中，統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制下的過(guò)程能力指數(shù)是1.03，有偏移的過(guò)程能力指數(shù)是0.45。結(jié)合表3綜合考慮兩者可知：過(guò)程能力嚴(yán)重不足，表示應(yīng)采取緊急措施和全面檢查，必要時(shí)可停工整頓。

根據(jù)對(duì)菌落總數(shù)的質(zhì)量要求，確定當(dāng)前的統(tǒng)計(jì)狀態(tài)不滿足設(shè)計(jì)、工藝和顧客要求的，需對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后，應(yīng)重新收集數(shù)據(jù)，繪制均值-極差圖，直到過(guò)程滿足各方面的要求，如表3所示。

表3 過(guò)程能力Cp值的評(píng)價(jià)參考

2.4 控制用控制圖階段

當(dāng)過(guò)程同時(shí)達(dá)到統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)和技術(shù)穩(wěn)態(tài)后，延長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制狀態(tài)下的均值-極差圖的控制限，進(jìn)入控制用控制圖階段，實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程的日常控制。

3 結(jié)束語(yǔ)

從上述事例看出，所有細(xì)菌總數(shù)結(jié)果均滿足≤30 000 g-1，若僅用HACCP體系判斷，關(guān)鍵控制點(diǎn)在控制范圍（關(guān)鍵限值）內(nèi)。但由統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制分析中看出其過(guò)程能力嚴(yán)重不足，需采取緊急措施和全面檢查，必要時(shí)需停工整頓。單一地使用任何一種方法都無(wú)法達(dá)到效果。由此可見(jiàn)HACCP體系和SPC方法的有效結(jié)合對(duì)鮮奶加工環(huán)節(jié)的質(zhì)量安全控制有重要意義。

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