郭清坤

（福建勝基食品飲料有限公司，福建 福州 350101）

近年來，隨著人均飲料消費量的逐漸提升，我國果汁飲料市場呈持續(xù)增長的發(fā)展態(tài)勢。在果汁飲料產(chǎn)品質(zhì)量安全問題方面，國內(nèi)外學(xué)者做了許多探索和研究，已經(jīng)形成一套比較完整的系統(tǒng)理論[1-7]，然而縱觀現(xiàn)有文獻資料，雖然國內(nèi)外學(xué)者都充分肯定了HACCP（Hazard Analysis Critical Control Point，危害分析與關(guān)鍵控制點）、SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）在食品安全過程控制中應(yīng)用的巨大作用[8-13]，但仍較少學(xué)者研究HACCP體系和SPC方法結(jié)合使用的具體實施應(yīng)用[14]，特別是在PET瓶熱灌裝果汁飲料產(chǎn)品生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的應(yīng)用尚無報道。

鑒于此，本文以在PET瓶熱灌裝果汁飲料生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)中，研究通過HACCP體系進行危害分析，并利用SPC方法將質(zhì)量安全控制中的關(guān)鍵控制點（所采集的質(zhì)量特性值）轉(zhuǎn)化成信息，根據(jù)反饋信息及時發(fā)現(xiàn)過程的變異，并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)，以達到控制果汁飲料產(chǎn)品質(zhì)量安全的目的，確保產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)要求，以期為進一步解決果汁飲料產(chǎn)品質(zhì)量安全問題提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試劑與材料

果汁飲料產(chǎn)品由果漿（大連海升果業(yè)有限責(zé)任公司）、果葡糖漿（嘉吉食品[天津]有限公司）、白砂糖（山東星光糖業(yè)有限公司）、檸檬酸（中糧生化能源[榆樹]有限公司）、羧甲基纖維素鈉（上海申光食用化學(xué)品有限公司）、黃原膠（鄂爾多斯市中軒生化股份有限公司）等原輔料調(diào)配加工而成。

1.2 儀器與設(shè)備

PET 瓶熱灌裝生產(chǎn)線：本公司飲料生產(chǎn)線（其中UHT設(shè)備廠家為APV，型號為HTP/C88-t 6-12T/h）。

1.3 HACCP 體系與SPC方法結(jié)合應(yīng)用的理論基礎(chǔ)

HACCP 體系與SPC方法結(jié)合應(yīng)用的理論基礎(chǔ)，國內(nèi)外已有一些專家學(xué)者在保健品以及牛奶、啤酒等食品領(lǐng)域的應(yīng)用進行研究，并取得較好的效果[14-18]，但在PET瓶熱灌裝果汁飲料生產(chǎn)中的應(yīng)用研究未見報道，有必要在PET瓶熱灌裝果汁飲料生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行深入的研究和應(yīng)用，為整個PET瓶熱灌裝果汁飲料行業(yè)質(zhì)量安全控制提供幫助，提高該行業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量管理水平。

HACCP 通過分析原輔材料、生產(chǎn)加工、倉儲物流、市場銷售等各環(huán)節(jié)中影響產(chǎn)品安全的各種因素，辨別食品生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵控制點，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，但其無法精確地把控趨勢和穩(wěn)定性，并以此制定有效的糾正預(yù)防措施使產(chǎn)品質(zhì)量安全，而SPC方法恰好可以解決這一問題。

SPC 的兩個核心工具分別是過程能力分析和控制圖[19]。過程能力也稱工序能力，一般是指在穩(wěn)定狀態(tài)下過程波動范圍的大小。過程能力指數(shù)Cp（Process Capability index）表示過程能力滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的程度，通過計算Cp和Cpk（Complex Process Capability index，有偏移的過程能力指數(shù)）可以評定過程能力的強弱以及進一步判斷過程能力滿足質(zhì)量要求的程度?？刂茍D作為SPC方法的重要手段，是對過程質(zhì)量特性值進行測定、記錄和評估，從而監(jiān)測過程是否處于受控狀態(tài)[20]?？刂茍D由上控制限（upper control limit，UCL）、中心線（central line，CL）、下控制限（lower control limit，LCL）和根據(jù)按時間順序抽樣采集的數(shù)據(jù)所描的點組成，所描的點落在上、下控制線之外或排列不隨機，則說明過程存在異常，需要調(diào)查原因并采取相應(yīng)改善措施。

1.4 實驗方法

利用HACCP體系和SPC方法相結(jié)合，對PET瓶熱灌裝果汁飲料產(chǎn)品的原輔料驗收、調(diào)配、脫氣、均質(zhì)、殺菌、熱灌裝及封蓋、包裝入庫等生產(chǎn)過程進行風(fēng)險分析，確定關(guān)鍵控制點，制定關(guān)鍵限值并采取有效的糾正預(yù)防措施，對本公司果汁飲料生產(chǎn)進行全方位監(jiān)控和控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量安全。

2 結(jié)果與分析

2.1 PET 瓶熱灌裝果汁飲料生產(chǎn)工藝流程

2.2 實施危害分析并建立HACCP計劃表

根據(jù)PET瓶熱灌裝果汁飲料生產(chǎn)流程，對每一道工序進行物理、化學(xué)、微生物危害分析，采用因子分析法（詳見表1），對其生產(chǎn)加工工序各影響因素進行評價，最終確定為原輔料及包材驗收、調(diào)配、UHT殺菌、瓶及蓋清洗消毒、熱灌裝及封蓋和CIP清洗為PET瓶熱灌裝果汁飲料生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)中經(jīng)由HACCP體系控制的關(guān)鍵控制點（CCP），進而制定出HACCP計劃表，如表2所示。

2.3 關(guān)鍵控制點的確定和分析

2.3.1 確定控制對象

表2 PET瓶熱灌裝果汁飲料生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)HACCP計劃表的建立

影響PET瓶熱灌裝果汁飲料生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)質(zhì)量安全的因素有很多，主要可概括為5M1E，即受人（Man/Manpower）、機器（Machine）、材料（Material）、方法（Method）、測量（Measurement）和環(huán)境（Environment）等因素影響，因而通過危害風(fēng)險分析，確定生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)過程中的關(guān)鍵控制點，實施統(tǒng)計過程控制方法，以保障產(chǎn)品質(zhì)量安全。由于文章篇幅的原因，本文著重以生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)關(guān)鍵控制點中的UHT殺菌工序的殺菌溫度為例實施統(tǒng)計過程控制方法，通過控制圖法分析UHT溫度波動特性，確定影響波動的因素，提出相應(yīng)的控制方法和控制參數(shù)，并對控制效果進行評估；其他關(guān)鍵控制點以此類推，同樣可以實施統(tǒng)計過程控制方法，可以幫助生產(chǎn)企業(yè)改進生產(chǎn)工藝、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，為企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求制定工藝及質(zhì)量控制參數(shù)提供依據(jù)。

根據(jù)生產(chǎn)工藝控制標(biāo)準(zhǔn)要求，UHT殺菌溫度應(yīng)≥125 ℃，UHT溫度會受蒸汽壓力波動、環(huán)境溫度變化、灌裝料液回流等因素波動，且為了產(chǎn)品風(fēng)味減少受太高溫度影響，UHT殺菌溫度設(shè)置為（126±1）℃，因此以126 ℃作為UHT殺菌溫度關(guān)鍵限值的設(shè)定。

2.3.2 抽樣、分組及數(shù)據(jù)記錄

以每10 min記錄一次UHT殺菌溫度，每小時記錄6次為一個樣本（n=6），以小時為單位，連續(xù)收集并記錄25個樣本的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析。該時段內(nèi)生產(chǎn)設(shè)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。數(shù)據(jù)記錄詳見表3。

2.3.3 控制圖的繪制、判穩(wěn)分析及糾偏改善

根據(jù)表3的數(shù)據(jù)，利用Minitab軟件做“均值—極差圖”“過程能力分析圖”，見圖1、圖2。由圖1、圖2可知，個別時間段UHT殺菌溫度甚至低于125 ℃，該時間UHT料液將自動關(guān)閉輸送往灌裝而處于自循環(huán)直至溫度達到125 ℃以上，灌裝將因料液不足停機等待，且存在料液風(fēng)味變差、殺菌不徹底的風(fēng)險；控制圖出現(xiàn)異常狀況，說明生產(chǎn)過程UHT溫度波動偏大，統(tǒng)計過程控制下的過程能力指數(shù)Cp是0.76，有偏移的過程能力指數(shù)Cpk是0.73，結(jié)合表4綜合考慮可知：過程能力不足，表示技術(shù)管理能力已很差，應(yīng)采取措施立即改善，設(shè)法提高過程能力等級。

表3 UHT殺菌溫度檢測結(jié)果 單位：℃

利用HACCP體系與統(tǒng)計過程控制的原理將制定的改進措施結(jié)合，落實到實際生產(chǎn)操作過程中監(jiān)督執(zhí)行，該工廠在生產(chǎn)時考慮各工序風(fēng)險和過程能力如表4，并從5M1E等6個方面進行分析和控制，從根本上預(yù)防UHT殺菌溫度控制的不受控（表5），以及控制圖（圖3）、過程能力指數(shù)（圖4），有效地保證UHT殺菌溫度波動穩(wěn)定性，保障產(chǎn)品質(zhì)量安全。

圖1 UHT殺菌溫度X—R控制圖

圖2 UHT殺菌溫度控制的過程能力分析

表4 過程能力Cp值的評價參考

表5 UHT殺菌溫度控制的糾正預(yù)防措施

圖3 采取改進措施后UHT殺菌溫度X—R控制圖

圖4 采取改進措施后UHT殺菌溫度控制的過程能力分析

2.4 控制效果確認與跟蹤

由圖3、圖4可見，將HACCP計劃控制措施與統(tǒng)計過程控制原理結(jié)合，落實到實際生產(chǎn)過程中監(jiān)督執(zhí)行，經(jīng)過持續(xù)改進，通過對改進前后的數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)樣本平均值的上下控制限縮窄了48.8%，Cp由0.76上升到1.46，Cpk由0.73上升到1.37，過程能力級別從第Ⅳ級提高到第Ⅱ級，即過程能力充分，技術(shù)管理能力很強，改進后的過程能力指數(shù)相對改善前提高了將近1倍，說明改進后UHT殺菌溫度更穩(wěn)定，波動更小，過程更受控，產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定。

3 結(jié)論

從上述事例看出，所有UHT殺菌溫度檢測值基本能滿足（126±1）℃控制要求，若僅用HACCP體系判斷，關(guān)鍵控制點在控制范圍（關(guān)鍵限值）內(nèi)。但由統(tǒng)計過程控制分析中看出其過程能力不足，技術(shù)管理能力已為很差，需采取措施，提高過程管理能力等級，以實現(xiàn)達到控制更精密、穩(wěn)定。 HACCP 是迄今為止最廣泛的食品加工過程安全控制體系，而SPC是現(xiàn)代質(zhì)量管理的重要工具之一。本文以實例的形式對HACCP系統(tǒng)和統(tǒng)計過程控制基本原理進行了綜合考慮，然后根據(jù)兩者特點進行了實操和論述，說明了SPC方法在HACCP體系中補充完善作用和應(yīng)用價值。在本公司長期生產(chǎn)質(zhì)量控制實踐中發(fā)現(xiàn)，HACCP體系和SPC方法相結(jié)合對調(diào)配過程理化指標(biāo)、瓶和蓋清洗氯水濃度與水壓、熱灌裝中心溫度、旋蓋扭力以及凈含量等關(guān)鍵控制點的質(zhì)量控制均能起到有效作用，大大提高了生產(chǎn)效率，有效保障了產(chǎn)品質(zhì)量安全，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)市場競爭力。由此可見，將HACCP體系和SPC方法有效結(jié)合應(yīng)用于PET瓶熱灌裝果汁飲料行業(yè)生產(chǎn)管理中，是對該行業(yè)質(zhì)量安全控制的一次創(chuàng)新，具有重要指導(dǎo)意義。