基于HACCP和SPC的鲜奶加工环节质量安全控制研究

霍红，崔天天

（哈尔滨商业大学，哈尔滨150028）

0 引言

随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，乳制品作为营养丰富且全面的理想食品，成为现代人的重要膳食，在膳食结构中扮演着越来越重要的角色。鲜奶是经过巴氏杀菌、均质化后的牛奶，富含人体生长发育和保持健康所需的全部营养要素，《中国居民膳食指南》中明确建议各年龄人群适当饮用有益骨健康。然而频繁爆发的乳制品质量安全事件，以及变质鲜奶多次在市场上出现，使得人们对国内鲜奶的质量安全状况心存疑虑[1]。本文立足于鲜奶加工环节对鲜奶质量安全进行控制，通过HACCP体系进行危害分析后，利用数理统计技术SPC，将质量安全控制中的关键控制点（所采集的质量特性值）转化成信息，根据反馈信息及时发现过程的变异，采取措施将变异消除，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制鲜奶质量安全的目的，确保产品符合规定的要求。

1 HACCP与SPC在鲜奶加工环节的应用

1.1 HACCP体系与SPC方法结合的理论基础

HACCP（Hazard Analysis Critical Control Point，危害分析与关键控制点）是对食品加工环节中的潜在危害进行评估，并进行控制的一种预防性的食品安全控制体系。国际标准CAC/RCP-1《食品卫生通则1997修订3版》将其定义为鉴别、评价和控制对食品安全至关重要的危害的一种体系。SPC（Statistical Process Control，统计过程控制）是一种借助数理统计方法的过程控制工具。通过对生产过程中反馈回来的数据进行分析，辨别产品质量的正常波动（即仅受随机因素影响时）和异常波动（即过程中存在系统因素的影响），及时采取措施消除系统因素，达到控制质量的目的[2]。

HACCP虽然是目前公认最有效的食品安全管理方法[3]，但在其实际使用过程中收集到的数据仅以“好”（关键限值内）和“坏”（超出关键限值）进行区分，波动的变化无法得到有效监测。而SPC方法能够通过对加工环节中反馈的数据进行定量分析，及时发现系统性因素出现的征兆并采取措施消除影响，确保过程始终处于稳定状态。将两种方法结合使用，更能增强HACCP体系效力[4]。

1.2 HACCP体系和SPC方法的鲜奶质量安全管控概述

国内外学者运用HACCP、SPC对鲜奶质量安全问题进行了有益的探索。宋宝娥[5]基于HACCP对乳制品供应链质量安全进行了研究，D jekic[6]论证了使用HACCP食品质量得到的改善。彭焕敏[7]指出运用HACCP可以极大程度地规避乳制品安全问题。刘燕[8]、刘皓[9]、曹小兵[10]、李翠霞[1]等运用HACCP分别从原奶、加工环节、超市以及消费者的角度对乳制品质量控制进行了研究。幕静[11]将HACCP与GSI相结合，建立乳制品供应链可追溯系统。张莉[12]指出运用SPC可以最大限度监控豆制品质量安全并形成完善的监控体系。吴绒[13]分析了乳制品从原料奶生产加工到贮运、销售等全过程预防与控制可能存在的潜在危害，认为HACCP和SPC相结合是一种专业技术性强的预防性乳制品安全的方法。Khanitta[14]等分析了采用SPC统计过程控制后牛奶从农场到餐桌的全过程保障。

国内外学者对乳制品质量安全问题做了许多研究和探索，已经形成一套比较完整的理论体系，为后续研究提供了有益的理论和方法基础。纵观现有文献资料，虽然国内外学者都充分肯定了HACCP、SPC在食品安全过程控制中的应用很有价值，但鲜少有学者研究HACCP体系和SPC方法结合使用的具体实施步骤，结合特定产品及某一环节进行管控更为少见。鉴于此，本文拟从鲜奶加工环节出发研究其质量安全管控问题，以期为进一步解决鲜奶质量安全问题提供理论基础和实践指导。

1.3 HACCP体系与SPC方法的结合应用

HACCP通过分析原料、生产加工、流通、销售各工序中影响产品安全的各种因素，识别食品生产过程中的关键控制点，并采取有效的控制措施预防危害的发生或降低发生概率，以确保食品加工者能为消费者提供更安全的食品[5]。SPC强调全过程监控、全系统参与，并且强调用科学方法来保证全过程的预防。SPC不仅适用于质量管控，更可应用于一切管理过程，正是这种全员参与和管理质量的思想，使得实施SPC可以帮助企业在质量安全管控上真正做到“事前”预防。HACCP体系与SPC方法结合作为鲜奶质量安全管控方法的重要意义在于它对加工环节的工艺和加工过程进行危害性分析后做出HACCP计划表，将关键控制点收集到的质量特性值转化成信息，利用SPC方法判断加工过程是否失控和过程是否有能力；为加工过程提供一个早期的报警系统，及时监控过程情况以防止不合格巴氏杀菌乳的发生。将HACCP体系与SPC方法结合使用凝练起来包括以下几个步骤：①危害分析；②建立HACCP计划表；③确定控制对象；④抽样及分组；⑤整理数据并进行记录；⑥判稳及调整；⑦控制图的改进。SPC实施步骤如图1所示。

图1 实施HACCP体系与SPC方法的流程

2 HACCP体系和SPC方法结合在鲜奶加工环节中的应用

2.1 鲜奶食品链流程

表1 鲜奶加工环节HACCP计划表的建立

2.2 实施危害分析并建立HACCP计划表

根据鲜奶食品链流程，对每一道工序进行物理、化学、微生物危害分析，采用因子分析法，对其加工工序各影响因子进行评分，最终确定为原奶验收、降温冷却、无菌灌装为鲜奶加工环节中经由HACCP体系控制的关键控制点（CCP），进而制定出HACCP计划表，如表1所示。

2.3 HACCP与SPC的鲜奶加工环节质量安全控制

2.3.1 确定控制对象

鲜奶是巴氏奶的俗称，通常是指由原奶经过巴氏杀菌、均质等一系列工序而成，文中所指为鲜牛奶（不包含羊奶）。新鲜和营养是鲜奶两大突出特点，因简易包装的鲜奶即使在4℃以下也难以保存超过48 h。影响鲜奶加工环节质量安全的因素有很多，如：人员、环境、车间卫生等，但对每一项都进行控制便失去了控制方法本身的意义。因而通过危害分析，将菌落总数提取为鲜奶加工环节的质量安全特征值，符合统计过程控制方法中以单一质量特征值作为控制要素的特点，以方便对加工环节实施控制。根据国家微生物学标准中的鲜奶菌落总数应小于≤30 000 g-1，据此作为菌落总数关键限值的设定。

2.3.2 抽样及分组

以同一时间、同一台加工设备生产5个鲜奶成品作为一个样本（n＝5），同一班次连续抽样，以小时为单位，收集并记录25个样本的数据（k＝5）进行数据分析。该时段内加工车间的设备和机器运行状况、工人操作方式及人员没有太大的变动，若有变动即忽略不计，以确保实验环境处于相对稳定的状态，数据样本符合正态分布规律。

2.3.3 数据分析

计算各个样本的统计量，包括样本平均值、极差等。计算各统计量的控制界限，画出控制图并标出各样本的统计量。依据常规控制图判异准则（有点出界和界内点排列不随机两类）判定。计算每组的样本均值和极差R，即

n为子组大小；σ-X为子组平均值的标准偏差估计值；σ为X单值的标准偏差估计值；d2为修偏系数；A2为控制图系数。

R图的中心线及上下控制限为

表2 菌落总数检测结果

式中： 为 图上控制2限； 为 图下UCLRR LCLRR控制限；CLR为R图中心控制限；d2,d3为修偏系数；D3，D4为控制图系数。

均值、极差及上下限的计算结果如表2所示。

2.3.4 控制图的绘制

根据上表的结果，利用EXCEL做均值-极差图，如图1所示（均值图）、图2所示（极差图）。

由图1和图2可知，控制图没有出现异常状况，说明生产过程已处于统计控制状态。

2.3.5 控制图的判稳与改进

已知细菌总数公差限：TU=30 000 g-1，计算得知统计控制状态下的，R=15721.2，-计算过程能力指数为

图1 均值图

图2 极差图

有偏移的过程能力指数为Cpk=（1-K）Cp=（1-0.56）×1.03=0.45。

上述结果中，统计过程控制下的过程能力指数是1.03，有偏移的过程能力指数是0.45。结合表3综合考虑两者可知：过程能力严重不足，表示应采取紧急措施和全面检查，必要时可停工整顿。

根据对菌落总数的质量要求，确定当前的统计状态不满足设计、工艺和顾客要求的，需对生产过程进行调整。调整后，应重新收集数据，绘制均值-极差图，直到过程满足各方面的要求，如表3所示。

表3 过程能力Cp值的评价参考

2.4 控制用控制图阶段

当过程同时达到统计稳态和技术稳态后，延长统计过程控制状态下的均值-极差图的控制限，进入控制用控制图阶段，实现对过程的日常控制。

3 结束语

从上述事例看出，所有细菌总数结果均满足≤30 000 g-1，若仅用HACCP体系判断，关键控制点在控制范围（关键限值）内。但由统计过程控制分析中看出其过程能力严重不足，需采取紧急措施和全面检查，必要时需停工整顿。单一地使用任何一种方法都无法达到效果。由此可见HACCP体系和SPC方法的有效结合对鲜奶加工环节的质量安全控制有重要意义。

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