RS系列搖包儀在超高溫滅菌利樂枕牛奶檢測中的運用

文∕石翠娟 王 琴* 任遠慶

（新疆克拉瑪依綠成公司）

1 前言

超高溫滅菌牛奶，俗稱常溫奶，是指牛奶經過超高溫瞬時滅菌（135～150 ℃，4～15 s）的牛奶處理，完全破壞其中可生長的微生物和芽孢。超高溫滅菌奶可在常溫下保藏30 天以上。利樂枕是瑞典利樂公司開發出的一種用于液體食品的包裝產品，是由紙、鋁、塑料組成的7 層復合紙包裝，能夠有效阻隔空氣和光線。采用無菌包裝的超高溫滅菌利樂枕牛奶，常溫保質期可延長至45 天，讓牛奶的消費更加方便、安全。

近年來，我國乳品加工業快速發展，但乳制品質量檢測的技術水平相對滯后，尤其是快速、無損的檢測手段基本上依賴國外技術。為了改變這一狀況，本單位購置了中國農業機械化科學研究院機電所開發的RS系列搖包儀（又稱乳制品質量快速無損檢測儀）（圖1），用于超高溫滅菌利樂枕牛奶的檢測。

圖1 RS 系列搖包儀

超高溫滅菌利樂枕牛奶的無損檢測，是通過測量牛奶的組織狀態變化程度，如脂肪分解程度或蛋白質凝固程度而實現的。傳統的利樂枕牛奶檢測方法開包量大，耗時又耗力，但如果降低抽檢的數量，又會因為代表性不足而影響出廠質量，增加市場投訴率。采用RS系列搖包儀無損檢測手段，可非破壞性地實現產品的快速檢測，并且將會大大降低檢測成本，提高檢測效率和抽檢數量，從而提高產品的質量控制水平。

2 RS系列搖包儀物理學基礎與應用原理

乳制品中的芽孢桿菌、乳酸桿菌、乳酸鏈球菌、放線菌、腸道產氣菌、假單胞桿菌等微生物污染均會引起蛋白質、脂肪的分解及蛋白質凝固等物理性狀的變化；生產過程中的異化因素也會造成乳制品物理性狀的變異。RS系列搖包儀對利樂枕、利樂磚的超高溫滅菌奶產品采用無損檢測技術，將轉動慣量測量原理和計算機頻譜識別技術相結合，可無損檢測出乳制品物理性狀的微小變化。

3 超高溫滅菌利樂枕牛奶的檢測規定

將需要檢測的樣品從保溫室拉回化驗室后，對樣品進行首次溫度測量，待樣品溫度達到該季度的內標溫度要求時，即可進行搖包儀檢測，根據實際恒定溫度選取合適的定標參數。

4 RS系列搖包儀關鍵技術

4.1 采用具有慣性動能的測量裝置，可對不同規格、品種的利樂磚、利樂枕等超高溫滅菌牛奶進行不開包的快速自動檢測。可有效檢測出微生物污染性壞包，檢測準確率高于99%。

4.2 計算機自動檢測、顯示、存儲。

4.3 操作簡便，可靠性高，無需特殊維護。

4.4 主要技術參數如表1所示。

表1 RS 系列搖包儀的主要技術參數

5 RS系列搖包儀檢測過程中的關鍵控制點

5.1 定標溫度分類和定標

嚴格按照定標規程每季度對搖包儀進行至少2 個溫度定標模塊。首先要根據檢測需要進行每季度的定標溫度分類，然后在不同溫度下進行定標。溫度的大致分類為：1）根據每日的檢測流程確定從保溫庫拿到化驗室開始檢測的溫度；2）根據當季度的溫度情況對確定常溫產品和投訴產品的檢測溫度。

定標結果應符合的原則：正常樣品檢測數值服從正態分布；異常樣品概率分布類似“L”型。標準的原則是下限比上限窄（圖2）。

圖2 檢測數據分布圖

5.2 儀器重復性的檢查

儀器的偏差增加會降低檢測的準確性。因檢測的上下限是固定的，偏差的增大會導致好包測成壞包的比例增多，增加檢測成本和檢測時間。若偏差過大，應檢查基線值是否在正常范圍內，托盤的螺絲是否有刮蹭以及松動的現象。

根據檢驗室的檢驗環境對儀器的重復性進行測定，根據儀器重復性標準偏差≤0.3%的要求，確定儀器重復性測定的最小周期數。對28 ℃、34 ℃ 2 個定標模塊，分別進行重復性測定。28 ℃時重復性實驗數據如表2所示。

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從表2數據可以得出，樣品標準偏差為0.09%，均小于儀器要求的重復性標準偏差≤0.3%。此時距校準日期有30 天，說明此儀器在目前定標溫度下，30天內檢測樣品是穩定的。

5.3 基線穩定性的檢測

5.3.1 意義

基線值不穩定會導致儀器的檢測誤差增加，偏差增大，并會導致檢測值總體上移或下移，這樣會增加好包檢測成壞包的機會，增加檢測時間和成本。

5.3.2 方法

每日批量檢測前，檢測1 包產品，每檢測10 次點擊一下“零點”，觀察基線值的變化情況，共做10 次檢測。注意：每次點擊“零點”時，要等到托盤完全停下來，否則基線值并不是在平衡位置的值。

5.3.3 判斷方法

基線值最大值和最小值之間不能超過0.3。每次進行檢測時，點擊“零點”后觀察基線值是否和以前值接近，若認為偏差較大，須用上述方法進行校定。

表2 28 ℃定標模塊下的重復性檢測

6 超高溫滅菌利樂枕牛奶的無損檢測規定

6.1 變形、破損的樣品不得搖包，需開包進行pH值檢測。

6.2 搖包的過程中如發現有報警樣品要進行開包pH值檢測，同時進行口感品嘗，如確認為壞包，則當天該線搖包產品全部開包進行pH值的檢測，同時依據放行規定將壞包樣品進行壞包分析。如復檢取樣檢測合格，則此后連續3 天對該生產線保溫樣品全部開包進行pH值檢測，結果正常后恢復搖包；如復檢取樣仍有壞包，在故障未消除情況下，該線樣品不得進行搖包放行。

6.3 如當天剪包產品中有1 包隨機樣壞包，那么相鄰時間段的搖包產品必須進行剪包，剪包后確認仍有壞包，則當天該線搖包產品全部開包進行pH值檢測；如當天某線剪包產品中有2 包或2 包以上隨機樣壞包，則當天該線搖包產品全部開包進行pH值檢測。依據放行規定對上述壞包樣品進行壞包分析，此后該生產線保溫樣品全部開包進行pH值檢測，待故障消除后恢復正常搖包。

6.4 設備安裝、大修或無菌試驗后生產的產品全部剪包，在生產上連續5 批加強檢查隨機樣無壞包后產品方可搖包檢測。

7 搖包儀在超高溫滅菌利樂枕牛奶檢測中的應用效果

7.1 保證檢測效果

購置搖包儀后，對搖包儀進行了安裝、定標和重復性實驗，隨后對利樂枕牛奶的pH值檢測和搖包儀檢測進行了對比實驗，對異常牛奶的搖包儀檢測進行了跟蹤和數據收集。數據分析結果表明，搖包儀對超高溫滅菌利樂枕牛奶凝固包、漲氣包、嚴重酸包的識別率＞95%。

7.2 降低檢測成本

超高溫滅菌牛奶的質量控制方法，通常是按一定的取樣條件，開展保溫實驗，開包進行微生物菌落總數、pH值的檢測，驗證其是否達到“商業無菌”的要求。開包檢測具有破壞性，除了浪費了包裝，產品也不能回收，檢驗成本很高。

而采用RS系列搖包儀進行無損檢測，檢測正常的產品可直接上市。就新疆克拉瑪依綠成公司現有超高溫滅菌利樂枕牛奶的生產規模，以每天少開300 包計算，每年可降低檢測成本至少15 萬元。同時，RS系列搖包儀也可用于超高溫滅菌利樂磚牛奶的檢測。

7.3 提高產品質量控制水平

在出現大批量產品壞包率較高時，如果直接上市會增加市場投訴，損害企業形象。利用RS系列搖包儀對超高溫滅菌利樂枕牛奶進行檢測，將有問題產品檢出，這樣可以既降低成本又可以保證質量。

7.4 檢測便捷

如果壞包高的產品流通到市場，可以用RS系列搖包儀進行現場檢測，將問題產品檢出。在保質保量的前提下減少運輸成本，降低處理時間。

8 結語

無損檢測方法不破壞乳制品本身，而且可使檢測工作更科學、更準確、更便捷，可提高乳制品質量控制水平，降低檢測成本，對進一步推動我國乳品加工業的快速發展具有重要的理論意義和現實意義。

[1]應以斌，韓東海編著.農產品無損檢測技術.北京：化學工業出版社，2005：3.

[2]程斌，黃星奕編著.食品與農產品品質無損檢測新技術.北京：化學工業出版社，2004：4-5.

[3]馬榮朝，秦文，吳維雄，等.食品電物性在無損檢測中的應用研究進展.農業工程學報，2007，23（5）：278-284.