浅谈食品中金属异物的检测

2023-08-01张心春

食品安全导刊 2023年13期

张心春，崔山

（1.青岛中一监测有限公司，山东青岛 266000；2.中国检验认证集团山东有限公司，山东青岛 266000）

金属异物来源有很多，通常包括以下种类。①原材料，如肉类制品中的金属标签与灌铅、小麦中的金属丝、粉末材料中的网筛金属丝、蔬菜中的拖拉机零件、鱼类中的鱼钩、订书钉以及材料容器中的金属丝束；②人员影响，如纽扣、笔、珠宝、硬币、钥匙、发卡、戒指、别针和曲别针等；③维修保养，如螺丝刀及类似工具、维修后生成的金属切屑与焊渣、电气维修后出现的铜丝边料、因低效率清理或疏忽生成的其他物品以及管道维修所生成金属屑；④车间内处理，当进行产品搬运或加工时，可能会出现污染危险，破碎机、混合搅拌机、切片机和运输系统等都可能是金属污染源。上述污染源产生的污染物包括断裂的筛网、铣床生成的金属碎片以及回收利用产品中的箔片等。即使最严格的控制措施仍然无法完全避免微小的金属异物偶尔进入消费者食用的产品中。金属异物一旦进入产品中，可通过筛网、磁铁或浮选槽从产品中去除。正确的设备设计与合理选择可最大限度地可靠检测并剔除进入生产流程的任何金属颗粒。目前最常用的是使用金属探测器检测金属异物。在实际审核中发现许多企业对金属异物的控制存在着模糊认识和错误观念，操作上存在诸多误区，导致金属异物未被有效检出。本文汇总了日常审核中实际发现的金属异物检测过程中常见问题，旨在探讨正确有效地检测金属异物。

1 金属探测器概述

1.1 金属探测器主要类型

①普通样品：矩形探测孔金属探测器和圆形探测孔金属探测器。②泵送液体、浆体和糊性产品：将输送管中较短的部分替换为食品等级的非金属管，使其通过金属探测器。③自由流动粉末或粒状产品：使用自由落体金属探测器和高速分流系统。④立式包装产品：将金属探测器直接安装在包装机或加工机上或内部。

1.2 金属探测器标准试样的材质要求及主要类型

1.2.1 标准试样的材质要求

根据《食品金属探测器》（GB/T 25345——2010）附录A.2推荐的标准试样材质，分为导磁性材质DT4C和非磁性材质0Cr18Ni9[1]。

（1）DT4C，即电磁纯铁。《电磁纯铁》（GB/T 6983——2008）中4.1电磁纯铁的牌号用汉语拼音大写字母和阿拉伯数字表示，“DT”代表电磁纯铁名称中“电”和“铁”汉语拼音的首位字母，“DT”后面的数字“4”为代号；4.2电纯磁铁牌号中代号后面的字母表示电磁性能等级，即“A”为高级，“E”为特级，“C”为超级。DT4C的磁性等级为超级[2]。

（2）0Cr18Ni9，即304不锈钢。《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》（GB/T 20878——2007）中表B.1各国不锈钢和耐热钢牌号对照表，旧牌号是0Cr18Ni9，新牌号为06Cr19Ni10[3]；美国相应的标准为ASTM A959-04，304不锈钢对应的牌号是S30400，304；日本相应的标准为JIS G4303——1998，304不锈钢对应的牌号是SUS304。0Cr18Ni9为奥氏体型不锈钢，无磁性。

1.2.2 标准试样的主要类型

标准试样的主要类型有测试卡（用于分散包装产品的输送带）、测试棒（用于分散包装或散装产品的输送带）、测试球（用于粉末与颗粒重力下落式检测）以及测试杆（用于重力下落式检测粉末与颗粒、检测液体、糊性物质与浆性物质）。

1.3 金属探测器标准试样直径的规定和选择

1.3.1 金属探测器标准试样直径规定及来源

根据Food and Drug Administration（FDA）的Fish and Fishery Products Hazards and ControlsChapter 20: Metal Inclusion（金属异物），FDA的健康危害评估委员会支持对长度为0.3英寸（7 mm）到1英寸（25 mm）的金属碎片的产品采取监管措施。此外，小于0.3英寸（7 mm）的异物可能会对婴儿、手术患者和老年人等特殊风险人群造成创伤或严重伤害[4]。

1.3.2 金属探测器标准试样直径的选择

标准试样不宜太大，也不宜太小，根据GB/T 25345——2010附录A.3直径，优先采用以下规范尺寸，即0.6 mm、0.7 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm，1.5 mm，2.0 mm，2.5 mm和3.0 mm[1]。以常见的宽/高分别为500 mm/200 mm的矩形探测孔举例。①在正常工作灵敏度下，根据《食品金属探测器》表1 导磁性材质、矩形探测孔灵敏度查询直径为1.5 mm，表2 非磁性材质、矩形探测孔灵敏度查询直径为2.0 mm[1]。②在湿热环境灵敏度下，根据《食品金属探测器》表5 导磁性材质、矩形探测孔灵敏度查询直径为2.0 mm，表6 非磁性材质、矩形探测孔灵敏度查询直径为2.5 mm[1]。因此，推荐标准试样直径，干式产品的铁为1.5 mm，非铁和不锈钢为2.0 mm；湿式产品的铁为2.0 mm，非铁和不锈钢为2.5 mm。

1.4 金属探测器标准试样位置的确定

1.4.1 金属探测器标准试样验证位置的确定

几何中心是检测机最不灵敏的部位，角是最灵敏的，所有其他点介于两者之间，这种现象称为“灵敏度梯度”。位于矩形开口中心位置的可检测球体直径通常是位于开口四角处可检测球体直径的1.5～2.0倍。具有圆形开口的检测机在靠近检测机壁处的灵敏度最强，而靠近开口几何中心灵敏度则会降低。因此，通常情况下通过几何中心验证。

1.4.2 金属探测器标准试样的放置

目前，企业在将产品过金属探测器时有两种方式，分别是将模块和产品一起过，以及单独过模块。考虑到产品过金属探测器时，可能会产生产品效应。因此最佳实践是和产品一起过，以避免产品效应造成的误差。标准试样最好放置在最不易检测到的位置，可能是包装的前面、中间或后部，应在调试期间进行确定。除了将测试样品放在包装前面、中间或后部之外，还应让其通过时尽可能靠近开口的几何中心，即最不灵敏的位置。若包装规格很大，建议分别对产品前中后3个位置进行验证；若中间位置无法放置（如25 kg大包装粉剂，不可能打开产品放到中间），建议放前和后两个位置即可；如果包装很小，模块放在产品上即可。

2 影响金属探测器灵敏度的主要因素

影响金属探测器灵敏度的主要因素有金属类型、金属形状与方向效应、产品干湿度、开口尺寸/金属在开口中的位置、环境条件和检测速度等，本文就前3种因素进行分析。

2.1 金属类型

目前常使用的标准测试块主要有3种，即铁（Fe）、非铁（Non Fe，一般是铜）和不锈钢。金属探测器的灵敏度随着所存在金属类型的不同而有所差异。如果污染为含铁金属，则它既具有磁性也是很好的导电体，因此很容易检测。黄铜、铜和铝等非铁金属尽管不具有磁性，却是良好的导电体，这意味着在干式应用中，此类金属相对易于检测，但由于不具有磁性，在湿式应用中较难检测。在食品加工与制药业中，304与316是两种最为常见的不锈钢型号。但由于这两种型号的不锈钢不具有磁性，且导电性不佳，因此最难检测。

2.2 金属形状与方向效应

如果非球形金属颗粒，如金属碎屑（来自机械操作的小金属碎片）或金属丝通过金属检测机，则在按照某个方向通过会比按照另一个方向通过时更容易检测，这称为“方向效应”。只有当金属丝的直径小于金属检测机的球体灵敏度时，方向效应才比较明显。例如，如果将检测机的灵敏度设置为1.5 mm直径，则只有直径小于1.5 mm的金属丝才会显示出方向效应；如果金属丝的直径仅约占可检测球体直径的1/3，则无论金属丝的长度如何均无法检测。

根据梅特勒托利多公司对具有不同灵敏度的金属探测器检测4种不同金属丝样品的能力比较，当检测机的灵敏度为1.5 mm直径，则镀锡铜丝的直径需要达到9 mm才能确保被检测到；在2.0 mm灵敏度下，长度要增加到26 mm才可能保证被检测到。因此，钢丝球在企业被禁止使用也就显而易见[5]。

2.3 产品干湿度

糕点与麦片等干式产品相对容易检测，可使用灵敏度图表对预期运行性能进行计算。检测湿式或导电产品（如新鲜肉类、家禽、奶酪、鱼类和金属薄膜包装产品）时，情况有所不同。湿式产品本身会在探测器中产生“产品效应信号”，需要在开始检测之前将其去除。产品效应信号会降低探测器的灵敏度，且其降低程度不容易计算，因此需要进行产品测试以提供精确结果。

3 金属探测器使用中常见问题及案例分析

3.1 剔除后的产品能否重新过金属探测器

对于剔除产品，大部分企业都会将剔除产品重新过一下金属探测器，如果通过，就放行处理；如果再报警就以不合格产品处理。这种做法存在较大风险，主要原因如前文所述，金属过金属探测器有方向性，很难还原产品报警时是以什么方位和角度通过金属探测器。如果企业希望再次检测，那建议保证产品按照原来的位置和方向通过金属探测器。如果是自动剔除，建议按照不同的产品位置和角度再重新测试3次。如果剔除产品过多，建议对金属探测器重新进行验证。

3.2 产品中金属碎屑的检测案例

某草莓出口企业被进口国检出金属碎屑而遭索赔。该企业将金属探测器作为关键控制点，且检测合格，因此不清楚该批次草莓出现问题的原因。该企业从收获环节开始查找原因，验证了加工环节磁棒的磁力和金属探测器的有效性，均未发现任何问题。将同批次样品自检，也未发现金属碎屑。经过反复查找，最终确认是由于排管式单冻间停电，冰霜化冻后，携带排管架上的铁锈滴入草莓，导致引入金属碎屑。同时因为这些碎屑很小，未被金属探测器检测到，导致最终产品不合格。因此，该企业增加了磁球的检测（每批次草莓加入水，与磁球同时震荡，检测磁球表面是否吸附碎屑），作为金属检测器的辅助检测方法。