一、引言
食品工程涵盖食品原料采购、加工、包装、存储、运输等全链条环节,是食品从“农田到餐桌”的重要保障。然而,微生物污染作为食品工程中的主要安全隐患,始终困扰着食品行业——据世界卫生组织统计,全球每年约有6亿人因食用受微生物污染的食品患病,其中约42万人死亡。在我国,微生物污染导致的食品安全事件占比超过30%,常见案例包括沙门氏菌污染禽肉制品、李斯特菌污染乳制品、霉菌毒素污染粮油制品等。
微生物污染不仅会造成食品批量报废,带来巨大经济损失,更会损害企业声誉,引发公众对食品安全的信任危机。因此,深入研究食品工程中微生物污染的形成机制,制定科学有效的控制策略,成为食品行业亟待解决的关键问题。本文基于食品工程全流程视角,系统梳理微生物污染的关键节点与风险因素,构建“预防-控制-检测-追溯”一体化的污染防控体系,为食品工程企业提供实践指导。
二、食品工程中微生物污染的来源与风险分析
(一)主要污染来源
1.原料携带污染:食品原料在种植、养殖、采收、运输过程中易携带微生物。例如,蔬菜种植时若使用受污染的水源灌溉,表面可能附着大肠杆菌、沙门氏菌;肉类原料在屠宰过程中,若接触受污染的器具或环境,易被金黄色葡萄球菌、弯曲杆菌污染;粮油原料存储不当,可能滋生黄曲霉素等霉菌。
2.加工环境污染:食品加工车间的空气、地面、墙面是微生物滋生的重要场所。空气中的悬浮颗粒物可能携带细菌、真菌孢子,沉降到食品表面造成污染;地面若清洁不彻底,残留的食品残渣会成为微生物繁殖的“温床”,导致交叉污染;车间温湿度控制不当(如潮湿环境易滋生霉菌),也会加速微生物繁殖。
3.设备与器具污染:加工设备(如搅拌机、输送带、切割刀具)、容器(如不锈钢桶、塑料筐)若清洗消毒不彻底,表面易形成生物膜——生物膜由微生物及其分泌物组成,具有较强的抗消毒能力,会持续释放微生物,污染后续加工的食品。
4.人员操作污染:加工人员的手部、衣物、毛发是微生物传播的重要载体。手部若未彻底清洗消毒,可能携带大肠杆菌、金黄色葡萄球菌;衣物、毛发中的微生物可能通过空气或直接接触污染食品;操作人员未遵守卫生规范(如佩戴口罩、手套),也会增加污染风险。
5.成品存储与运输污染:食品成品在存储过程中,若仓库温湿度超标、通风不良,易受霉菌、细菌污染;运输过程中,若包装破损或与其他受污染物品混放,可能导致微生物侵入。
(二)常见污染微生物类型及危害
1.细菌:是食品工程中最常见的污染微生物,主要包括沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、李斯特菌、副溶血性弧菌等。沙门氏菌污染禽肉、蛋类后,会导致消费者出现呕吐、腹泻、发烧等急性肠胃炎症状;李斯特菌污染乳制品、即食食品后,对孕妇、老人等免疫力低下人群危害极大,可能引发败血症、脑膜炎;副溶血性弧菌主要污染海产品,会导致急性消化道疾病。
2.真菌:以霉菌和酵母菌为主,常见的有黄曲霉素、赭曲霉素、展青霉素等。霉菌在粮油、坚果、水果制品中易滋生,其产生的霉菌毒素具有强毒性和致癌性——黄曲霉素是已知毒性最强的霉菌毒素之一,长期摄入会损伤肝脏,增加肝癌风险;展青霉素污染苹果制品(如苹果汁、苹果酱)后,会引起胃肠道不适,损害神经系统。
3.病毒:主要通过受污染的食品或水传播,常见的有诺如病毒、甲型肝炎病毒、轮状病毒等。诺如病毒污染生食(如沙拉、贝类)后,会导致急性肠胃炎,具有传播速度快、易爆发的特点;甲型肝炎病毒污染贝类、蔬菜后,会损伤肝脏,引发甲型肝炎。
三、食品工程中微生物污染的控制策略
(一)原料预处理阶段:从源头阻断污染
1.原料筛选与验收:建立严格的原料验收标准,对每批次原料进行微生物检测(如检测大肠杆菌、沙门氏菌等指标),不合格原料坚决拒收。
2.原料清洗与消毒:根据原料类型采用针对性的清洗消毒方法。对于蔬菜、水果,可采用“清水冲洗+臭氧消毒”或“次氯酸钠溶液浸泡(浓度50-100mg/L,浸泡时间5-10分钟)+清水冲洗”的方式,去除表面附着的微生物;对于肉类原料,可采用温水冲洗(水温≤40℃,避免微生物繁殖),必要时使用食品级消毒剂(如过氧乙酸)进行表面消毒;对于粮油原料,可通过筛选、风选去除杂质,采用低温烘干(温度≤60℃)降低水分含量,抑制霉菌滋生。
3.原料预处理后的存储:预处理后的原料需按照“分类存储、温湿度控制”原则存放。
(二)加工过程管控:全程动态防控
1.加工工艺优化:采用“热力杀菌”“低温冷藏”“脱水干燥”等工艺,杀灭或抑制微生物生长。例如,乳制品加工中的巴氏杀菌(温度60-65℃,保温30分钟)或超高温瞬时灭菌(温度135-150℃,时间2-8秒),可有效杀灭原料中的有害菌;肉制品加工中的烟熏、腌制工艺,通过降低水分活度(aw≤0.85)和添加食盐、香辛料,抑制微生物繁殖;脱水食品加工中,将水分含量降至10%以下,可显著降低微生物污染风险。
2.加工环境控制:严格控制加工车间的温湿度、空气洁净度。一般食品加工车间温度应控制在18-25℃,相对湿度≤65%;无菌加工车间(如冷鲜肉分割车间、乳制品灌装车间)需采用空气净化系统(如万级净化),定期对空气进行微生物检测(菌落总数≤100CFU/m³)。
3.设备与器具消毒:制定“清洗-消毒-验证”一体化的设备管理流程。加工设备、器具使用后,先采用高压水枪冲洗表面残留的食品残渣,再使用食品级清洗剂(如碱性清洗剂)浸泡或喷淋,去除油污和有机物,最后采用消毒剂(如次氯酸钠、过氧乙酸)进行消毒,消毒后需检测设备表面微生物(菌落总数≤10CFU/cm²,不得检出致病菌)。对于易形成生物膜的设备(如管道、阀门),定期采用“高温清洗(温度≥85℃,时间≥15分钟)+化学消毒”的方式,彻底清除生物膜。
4.人员卫生管理:建立严格的人员卫生规范。加工人员进入车间前,需进行“更衣-洗手-消毒-风淋”流程:更换无菌工作服、工作鞋,佩戴口罩、手套;使用肥皂和流动水洗手后,采用75%酒精消毒手部;通过风淋室去除体表附着的灰尘和微生物。
(三)成品检测与存储:严把出厂与存储关
1.成品微生物检测:每批次成品出厂前,需进行微生物检测,检测项目包括菌落总数、大肠菌群、致病菌(如沙门氏菌、李斯特菌)等,检测合格后方可出厂。例如,即食食品成品菌落总数≤1×10⁴CFU/g,大肠菌群≤100CFU/g,不得检出致病菌;饮用水成品菌落总数≤100CFU/mL,不得检出大肠杆菌。
2.成品包装防护:采用“密封包装”“无菌包装”等方式,防止成品在存储、运输过程中被微生物污染。例如,冷鲜肉采用真空包装,隔绝空气,抑制需氧菌繁殖;液态食品(如果汁、乳制品)采用无菌灌装包装,避免灌装过程中微生物污染。同时,选择符合食品安全标准的包装材料(如食品级塑料、铝箔),包装材料使用前需进行微生物检测,确保无污染。
3.成品存储与运输管理:根据成品特性,选择合适的存储与运输方式。冷藏食品(如冷鲜肉、乳制品)需存储在0-4℃的冷藏库中,运输过程中使用冷藏车,确保温度全程监控(温度波动≤±2℃);冷冻食品(如速冻水饺、冷冻肉类)需存储在-18℃以下的冷冻库中,运输过程中使用冷冻车,避免“断链”;常温存储食品(如饼干、罐头)需存储在干燥、通风、阴凉的仓库中,避免阳光直射和高温高湿环境。
(四)追溯体系建设:风险快速响应
建立“从原料到成品”的全链条追溯体系,通过物联网、区块链等技术,记录原料来源、加工过程、检测结果、存储运输信息等。若出现微生物污染事件,可通过追溯体系快速定位污染环节(如原料携带、加工设备污染、存储温度超标),及时召回受污染食品,减少危害范围。
四、案例分析:某肉制品企业微生物污染控制实践
某大型肉制品企业主要生产冷鲜肉、火腿肠等产品,曾因加工过程中微生物污染,导致产品菌落总数超标,出现消费者投诉。为解决这一问题,企业基于上述控制策略,实施了一系列改进措施:
(一)原料预处理优化:加强原料验收,每批次生猪屠宰后,检测猪肉中的沙门氏菌、金黄色葡萄球菌,不合格原料拒收;猪肉原料采用“温水冲洗+200mg/L次氯酸钠溶液浸泡5分钟+清水冲洗”的方式消毒,消毒后检测原料表面微生物(菌落总数≤1×10³CFU/cm²)。
(二)加工过程管控升级:将冷鲜肉分割车间升级为万级净化车间,温度控制在0-4℃,相对湿度≤60%;加工设备(如分割刀具、输送带)使用后,采用“高压水枪冲洗+碱性清洗剂浸泡30分钟+85℃热水清洗15分钟+200mg/L过氧乙酸消毒”的流程,消毒后检测设备表面微生物(菌落总数≤5CFU/cm²);加工人员每2小时更换一次手套,定期使用75%酒精消毒手部。
(三)成品检测与存储强化:冷鲜肉成品采用真空包装,包装后检测菌落总数(≤1×10⁴CFU/g)、大肠菌群(≤100CFU/g),不得检出沙门氏菌;成品存储在0-4℃的冷藏库中,运输过程中使用冷藏车,温度实时监控并上传至追溯系统。
五、结论与展望
食品工程中微生物污染控制是一项系统工程,需从原料预处理、加工过程、成品检测与存储、追溯体系建设等全环节入手,构建“源头阻断、全程防控、风险追溯”的一体化策略。本文提出的控制策略,通过优化加工工艺、强化环境与设备消毒、严格人员卫生管理等措施,可有效降低微生物污染风险,提升食品质量安全水平。
然而,当前食品工程微生物污染控制仍面临一些挑战,如新型微生物(如耐药菌)污染风险增加、中小企业防控技术水平较低、检测技术效率有待提升等。未来,应从以下方向进一步优化:一是加强新型微生物污染的研究,开发针对性的防控技术;二是推广“智能化防控”,利用人工智能、物联网技术,实现加工过程微生物污染的实时监测与预警;三是加大对中小企业的技术支持,通过政策引导和技术培训,提升其微生物污染防控能力;四是研发快速检测技术(如胶体金免疫层析技术、实时荧光定量PCR技术),缩短检测时间,提高污染风险的快速响应能力。
总之,通过持续完善微生物污染控制策略,推动食品工程企业实现“从被动应对到主动防控”的转变,将为保障食品安全、促进食品行业健康发展提供重要支撑。
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