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，哈爾濱150028）

0 引言

隨著人們生活水平的提高和健康意識的增強，乳制品作為營養(yǎng)豐富且全面的理想食品，成為現(xiàn)代人的重要膳食，在膳食結構中扮演著越來越重要的角色。鮮奶是經(jīng)過巴氏殺菌、均質(zhì)化后的牛奶，富含人體生長發(fā)育和保持健康所需的全部營養(yǎng)要素，《中國居民膳食指南》中明確建議各年齡人群適當飲用有益骨健康。然而頻繁爆發(fā)的乳制品質(zhì)量安全事件，以及變質(zhì)鮮奶多次在市場上出現(xiàn)，使得人們對國內(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)對鮮奶質(zhì)量安全進行控制，通過HACCP體系進行危害分析后，利用數(shù)理統(tǒng)計技術SPC，將質(zhì)量安全控制中的關鍵控制點（所采集的質(zhì)量特性值）轉化成信息，根據(jù)反饋信息及時發(fā)現(xiàn)過程的變異，采取措施將變異消除，使過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態(tài)，以達到控制鮮奶質(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)的應用

1.1 HACCP體系與SPC方法結合的理論基礎

HACCP（Hazard Analysis Critical Control Point，危害分析與關鍵控制點）是對食品加工環(huán)節(jié)中的潛在危害進行評估，并進行控制的一種預防性的食品安全控制體系。國際標準CAC/RCP-1《食品衛(wèi)生通則1997修訂3版》將其定義為鑒別、評價和控制對食品安全至關重要的危害的一種體系。SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）是一種借助數(shù)理統(tǒng)計方法的過程控制工具。通過對生產(chǎn)過程中反饋回來的數(shù)據(jù)進行分析，辨別產(chǎn)品質(zhì)量的正常波動（即僅受隨機因素影響時）和異常波動（即過程中存在系統(tǒng)因素的影響），及時采取措施消除系統(tǒng)因素，達到控制質(zhì)量的目的[2]。

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

國內(nèi)外學者運用HACCP、SPC對鮮奶質(zhì)量安全問題進行了有益的探索。宋寶娥[5]基于HACCP對乳制品供應鏈質(zhì)量安全進行了研究，D jekic[6]論證了使用HACCP食品質(zhì)量得到的改善。彭煥敏[7]指出運用HACCP可以極大程度地規(guī)避乳制品安全問題。劉燕[8]、劉皓[9]、曹小兵[10]、李翠霞[1]等運用HACCP分別從原奶、加工環(huán)節(jié)、超市以及消費者的角度對乳制品質(zhì)量控制進行了研究。幕靜[11]將HACCP與GSI相結合，建立乳制品供應鏈可追溯系統(tǒng)。張莉[12]指出運用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、銷售等全過程預防與控制可能存在的潛在危害，認為HACCP和SPC相結合是一種專業(yè)技術性強的預防性乳制品安全的方法。Khanitta[14]等分析了采用SPC統(tǒng)計過程控制后牛奶從農(nóng)場到餐桌的全過程保障。

國內(nèi)外學者對乳制品質(zhì)量安全問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。縱觀現(xiàn)有文獻資料，雖然國內(nèi)外學者都充分肯定了HACCP、SPC在食品安全過程控制中的應用很有價值，但鮮少有學者研究HACCP體系和SPC方法結合使用的具體實施步驟，結合特定產(chǎn)品及某一環(huán)節(jié)進行管控更為少見。鑒于此，本文擬從鮮奶加工環(huán)節(jié)出發(fā)研究其質(zhì)量安全管控問題，以期為進一步解決鮮奶質(zhì)量安全問題提供理論基礎和實踐指導。

1.3 HACCP體系與SPC方法的結合應用

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

圖1 實施HACCP體系與SPC方法的流程

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

2.1 鮮奶食品鏈流程

表1 鮮奶加工環(huán)節(jié)HACCP計劃表的建立

2.2 實施危害分析并建立HACCP計劃表

根據(jù)鮮奶食品鏈流程，對每一道工序進行物理、化學、微生物危害分析，采用因子分析法，對其加工工序各影響因子進行評分，最終確定為原奶驗收、降溫冷卻、無菌灌裝為鮮奶加工環(huán)節(jié)中經(jīng)由HACCP體系控制的關鍵控制點（CCP），進而制定出HACCP計劃表，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 確定控制對象

鮮奶是巴氏奶的俗稱，通常是指由原奶經(jīng)過巴氏殺菌、均質(zhì)等一系列工序而成，文中所指為鮮牛奶（不包含羊奶）。新鮮和營養(yǎng)是鮮奶兩大突出特點，因簡易包裝的鮮奶即使在4℃以下也難以保存超過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，但對每一項都進行控制便失去了控制方法本身的意義。因而通過危害分析，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)計過程控制方法中以單一質(zhì)量特征值作為控制要素的特點，以方便對加工環(huán)節(jié)實施控制。根據(jù)國家微生物學標準中的鮮奶菌落總數(shù)應小于≤30 000 g-1，據(jù)此作為菌落總數(shù)關鍵限值的設定。

2.3.2 抽樣及分組

以同一時間、同一臺加工設備生產(chǎn)5個鮮奶成品作為一個樣本（n＝5），同一班次連續(xù)抽樣，以小時為單位，收集并記錄25個樣本的數(shù)據(jù)（k＝5）進行數(shù)據(jù)分析。該時段內(nèi)加工車間的設備和機器運行狀況、工人操作方式及人員沒有太大的變動，若有變動即忽略不計，以確保實驗環(huán)境處于相對穩(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

計算各個樣本的統(tǒng)計量，包括樣本平均值、極差等。計算各統(tǒng)計量的控制界限，畫出控制圖并標出各樣本的統(tǒng)計量。依據(jù)常規(guī)控制圖判異準則（有點出界和界內(nèi)點排列不隨機兩類）判定。計算每組的樣本均值和極差R，即

n為子組大小；σ-X為子組平均值的標準偏差估計值；σ為X單值的標準偏差估計值；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)檢測結果

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、極差及上下限的計算結果如表2所示。

2.3.4 控制圖的繪制

根據(jù)上表的結果，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，控制圖沒有出現(xiàn)異常狀況，說明生產(chǎn)過程已處于統(tǒng)計控制狀態(tài)。

2.3.5 控制圖的判穩(wěn)與改進

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

圖1 均值圖

圖2 極差圖

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

上述結果中，統(tǒng)計過程控制下的過程能力指數(shù)是1.03，有偏移的過程能力指數(shù)是0.45。結合表3綜合考慮兩者可知：過程能力嚴重不足，表示應采取緊急措施和全面檢查，必要時可停工整頓。

根據(jù)對菌落總數(shù)的質(zhì)量要求，確定當前的統(tǒng)計狀態(tài)不滿足設計、工藝和顧客要求的，需對生產(chǎn)過程進行調(diào)整。調(diào)整后，應重新收集數(shù)據(jù)，繪制均值-極差圖，直到過程滿足各方面的要求，如表3所示。

表3 過程能力Cp值的評價參考

2.4 控制用控制圖階段

當過程同時達到統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)和技術穩(wěn)態(tài)后，延長統(tǒng)計過程控制狀態(tài)下的均值-極差圖的控制限，進入控制用控制圖階段，實現(xiàn)對過程的日常控制。

3 結束語

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

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