船載南極磷蝦智能化捕撈加工生產(chǎn)線在食品安全體系中的特征分析

劉怡錦，花海峰，王萬勇，謝 寧

(1 上海崇和船舶重工裝備有限公司，上海 201306；2 江蘇深藍(lán)遠(yuǎn)洋漁業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222000)

海洋蘊(yùn)含豐富的資源，位于南冰洋南極洲水域的南極磷蝦因其資源量巨大被稱為地球上最大的動(dòng)物蛋白庫。南極磷蝦營養(yǎng)豐富，富含高品質(zhì)蛋白、歐米伽3(Omega-3)多不飽和脂肪酸及人體必需的全部氨基酸[1-3]，被譽(yù)為人類未來的蛋白資源庫和“海上人參”。近年來，南極磷蝦資源開發(fā)帶動(dòng)了其產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。南極磷蝦被加工制作成蝦粉、蝦肉、蝦干[4]，并被進(jìn)一步深加工成包括南極磷蝦油之類的高端保健品以及高端寵物飼料等[5-7]。

1 南極磷蝦捕撈加工船簡況

南極磷蝦具有高效的消化系統(tǒng)，其死亡后體內(nèi)酶抑制系統(tǒng)失效，使南極磷蝦具有自溶的特性[8-11]。這就要求其從捕撈到加工的時(shí)間必須很短，如果作為人類食品，在捕獲后3 h內(nèi)必須加工完畢；如果作為動(dòng)物飼料則必須在10 h內(nèi)加工完畢[12]。同時(shí)，極端惡劣的南極環(huán)境以及路途遙遠(yuǎn)的航行距離，使南極磷蝦的捕撈運(yùn)輸門檻很高。這兩點(diǎn)使南極磷蝦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到捕撈加工環(huán)節(jié)的嚴(yán)重影響。一直以來，技術(shù)裝備成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸[13]。

南極磷蝦資源開發(fā)由南極生物資源養(yǎng)護(hù)委員會(huì)(CCAMLR)管理[14-15]。2018—2019年，由CCAMLR授權(quán)的南極磷蝦捕撈船全球共11艘[16]，其中捕撈效率最高的是挪威的采用橫桿連續(xù)泵吸系統(tǒng)的捕撈加工船[17]。在2008—2018年期間，擁有3艘南極磷蝦捕撈加工船的挪威Aker Biomarine公司的磷蝦捕撈量占全球總捕撈量的60%[18-19]。隨著該公司第四艘南極磷蝦船的投入運(yùn)營[20]，以及未來Rimfrost公司南極磷蝦船完工運(yùn)營[21]，今后10年挪威捕撈量還將大幅增加。中國現(xiàn)投入使用的南極磷蝦捕撈加工船主要由魚類拖網(wǎng)加工船改建而成，船齡老舊，捕撈加工技術(shù)落后，單船日產(chǎn)能僅為挪威先進(jìn)漁船的1/2，同時(shí)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，且效率低下[22]。

為滿足中國南極磷蝦資源戰(zhàn)略發(fā)展的需求，江蘇深藍(lán)遠(yuǎn)洋漁業(yè)有限公司投資建設(shè)了國內(nèi)首艘專業(yè)南極磷蝦捕撈加工船“深藍(lán)”號(hào)[23-24]，該船采用智能化捕撈加工生產(chǎn)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)捕撈加工對比效率更高(表1)。捕撈加工系統(tǒng)裝備技術(shù)的提高，促進(jìn)了加工工藝方法的智能化升級(jí)，進(jìn)一步影響了與工藝方法相匹配的食品安全管理體系。針對南極磷蝦智能化捕撈加工生產(chǎn)，必須采用適合的安全管理體系才能有效保證南極磷蝦產(chǎn)品的安全，避免潛在危害，提升產(chǎn)品質(zhì)量。在安全管理體系的規(guī)范和要求下，結(jié)合具體生產(chǎn)加工工藝流程，本文進(jìn)行了船載南極磷蝦智能化捕撈加工生產(chǎn)線在食品安全體系分析中的特征研究。

表1 南極磷蝦傳統(tǒng)與智能化捕撈加工對比Tab.1 Comparison of traditional and intelligent fishing and processing of Antarctic krill

2 食品安全管理體系

通常適用于食品加工生產(chǎn)中的管理體系有ISO9001體系、良好操作規(guī)范(GMP)、可接受的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)操作程序(SSOP)和危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)[28-30]。ISO9001體系的行業(yè)適用性更廣，強(qiáng)調(diào)質(zhì)量滿足顧客的需求。GMP[31-32]可確保在產(chǎn)品制造、包裝和貯藏等過程中的相關(guān)要素均能符合良好的生產(chǎn)條件。SSOP是根據(jù)GMP中有關(guān)衛(wèi)生方面的要求而定制的衛(wèi)生控制程序。HACCP 以GMP和SSOP為前提條件[33-34]，用于對某一特定食品生產(chǎn)過程進(jìn)行鑒別、評價(jià)和控制涉及食品安全的顯著危害，已運(yùn)用于多種食品的生產(chǎn)中[35]。其在水產(chǎn)品中的應(yīng)用已在國際上得到重視和認(rèn)同[36]，歐美等發(fā)達(dá)國家很早已對水產(chǎn)品強(qiáng)制實(shí)施HACCP準(zhǔn)入制度[37-39]。原國家質(zhì)檢總局在2002年公布實(shí)施了該制度[40-41]，一些傳統(tǒng)陸基蝦類加工線[42-43]企業(yè)也運(yùn)用HACCP體系對加工過程進(jìn)行控制。

“深藍(lán)”號(hào)南極磷蝦船，其產(chǎn)品面向全球客戶和合作伙伴，更需要從食品角度采取一種國際上廣為接受的以科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的食品安全體系。因此，將基于GMP 、SSOP和HACCP體系開展分析，通過有效實(shí)施和項(xiàng)目管理，降低產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不安全的風(fēng)險(xiǎn)，確保產(chǎn)品在國際上的吸引力和認(rèn)可度[44]。在將食品安全系統(tǒng)對船上南極磷蝦捕撈加工生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用中，研究船載智能化加工線的基本特征，及其在具體工藝流程中的體系化特征。

3 基于HACCP的體系化特征研究

3.1 捕撈加工線在GMP和SSOP規(guī)范下的基本特征

開展HACCP體系工作需確保GMP規(guī)范和SSOP程序得到切實(shí)有效的執(zhí)行。根據(jù)GMP和SSOP規(guī)范要求，“深藍(lán)”號(hào)船捕撈加工生產(chǎn)從源頭上嚴(yán)格執(zhí)行，如：在船載系統(tǒng)車間的設(shè)計(jì)和建造時(shí)便充分考慮加工工藝需要，對作業(yè)區(qū)域進(jìn)行劃分[45-46]，包括捕撈作業(yè)區(qū)、加工車間和貨艙區(qū)，分別設(shè)置不同的規(guī)范要求，如在加工車間門前設(shè)置更衣室、凈手臺(tái)、浸腳池等，還設(shè)置理化分析實(shí)驗(yàn)室對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測；針對生產(chǎn)設(shè)備，磷蝦輸送管路均為高分子材料，磷蝦加工過程中接觸的所有設(shè)備表面均為不銹鋼316材質(zhì)，潤滑油脂均為食品級(jí)；建立HACCP體系，組建HACCP小組，明確工作職責(zé)。

南極磷蝦捕撈加工船共設(shè)有凍蝦、蝦肉、蝦粉3條產(chǎn)品加工線，最終形成3種初級(jí)磷蝦制品。本文基于HACCP體系，針對此3條產(chǎn)品生產(chǎn)線進(jìn)行危害分析和特征研究。

3.2 產(chǎn)品描述

在HACCP體系建立過程中需要對產(chǎn)品進(jìn)行全面的描述，便于對產(chǎn)品進(jìn)行全面了解，防止對相關(guān)過程環(huán)節(jié)的疏漏。南極磷蝦3種產(chǎn)品的描述見表2。

3.3 生產(chǎn)加工工藝流程

編制生產(chǎn)加工工藝流程圖是HACCP體系分析的基礎(chǔ)工作。HACCP小組對圖中的每一步驟進(jìn)行確認(rèn)，保證流程的準(zhǔn)確和完整。3種南極磷蝦產(chǎn)品的生產(chǎn)加工工藝流程如圖1所示。從原料獲取至稱重分配為3條生產(chǎn)線所共有的內(nèi)容。通過稱重分配后原料蝦被輸送至3條生產(chǎn)線。經(jīng)過各自加工形成3種產(chǎn)品后，打包、自動(dòng)貼標(biāo)、金屬探測、堆垛冷藏等工序再次共有。

為便于說明，將前后端的共有工序并入凍蝦生產(chǎn)加工工藝。按照產(chǎn)品不同，分別按照凍蝦、蝦肉和蝦粉3個(gè)生產(chǎn)加工工藝流程進(jìn)行說明(表3)。

3.4 危害分析

根據(jù)加工工藝流程對每一步驟進(jìn)行危害分析，確定危害種類。通常危害分為3種：生物危害(包括細(xì)菌、病毒及其毒素、寄生蟲和有害生物因子)、化學(xué)危害(包括天然化學(xué)物質(zhì)、有意或無意加入的化學(xué)品、生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的有害化學(xué)物質(zhì))、物理危害(任何潛在于食品中不常發(fā)現(xiàn)的有害物質(zhì)，如玻璃、金屬等)[48]。對應(yīng)不同的危害種類，找出危害來源及預(yù)防措施。表4～表6分別對凍蝦生產(chǎn)加工工藝流程、蝦肉生產(chǎn)加工工藝特殊流程和蝦粉生產(chǎn)加工工藝特殊流程進(jìn)行危害分析，并初步判斷是否為關(guān)鍵控制點(diǎn)(CCP)。

3.5 確定關(guān)鍵控制點(diǎn)

根據(jù)關(guān)鍵控制點(diǎn)的判斷原則，結(jié)合南極磷蝦產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性、性質(zhì)和范圍特點(diǎn)，通過危害分析結(jié)果，得到關(guān)鍵控制點(diǎn)。

(1)原料蝦獲取。原料蝦獲取為加工線的第一步，其品質(zhì)情況會(huì)從根本上直接影響最終產(chǎn)品質(zhì)量。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，獲取的海域、工具和方式都是直接產(chǎn)生原料蝦品質(zhì)區(qū)別的因素，而品質(zhì)的區(qū)別又會(huì)進(jìn)一步影響后續(xù)的加工選擇。如果這一環(huán)節(jié)沒有對原料蝦品質(zhì)進(jìn)行鑒定和控制，后續(xù)工序也將再無補(bǔ)償措施。因此，為保證這一關(guān)鍵控制點(diǎn)，在捕撈加工船上設(shè)置理化分析實(shí)驗(yàn)室對獲取的原料蝦及時(shí)進(jìn)行多指標(biāo)的測量和品質(zhì)鑒定，根據(jù)鑒定結(jié)果決定本批次原料蝦的處理方式，進(jìn)入何種生產(chǎn)線加工。同時(shí)，根據(jù)CCAMLR的最新規(guī)范要求，船上至少配有一名國際組織的觀察員[50-51]，其主要職責(zé)是收集信息和記錄數(shù)據(jù)，其中包括收集捕撈的南極磷蝦樣品，記錄檢測成分、含量等數(shù)據(jù)，以確定其生物特性[52]。這是從科學(xué)角度對原料蝦獲取環(huán)節(jié)的特別關(guān)注。因此原料蝦獲取為關(guān)鍵控制點(diǎn)。

(2)包裝驗(yàn)收。本捕撈加工生產(chǎn)線中，不同的產(chǎn)品使用不同的包裝，凍蝦和蝦肉使用內(nèi)襯聚乙烯尼龍復(fù)合袋真空包裝，而蝦粉使用聚丙烯編織袋，其內(nèi)覆有聚乙烯膜。對于任何包裝，包裝驗(yàn)收是進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)前的第一步，其構(gòu)成材料、病菌情況直接影響最終產(chǎn)品的合格與否，后續(xù)環(huán)節(jié)無法補(bǔ)償。因此，這一環(huán)節(jié)具有極大的風(fēng)險(xiǎn)和非常嚴(yán)重的危害，需要進(jìn)行嚴(yán)格控制。通常由采購控制程序確保包裝來自合格供應(yīng)商，無健康證書、入境貨物檢驗(yàn)檢疫證明、包裝性能結(jié)果單或資料不全的一律拒收。因此，包裝驗(yàn)收同樣為關(guān)鍵控制點(diǎn)。

(3)速凍。南極磷蝦體內(nèi)酶的自溶和微生物的繁殖都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重產(chǎn)品質(zhì)量問題，因此對冷凍時(shí)間和溫度的要求更高。本系統(tǒng)采用自動(dòng)化速凍平板系統(tǒng)，磷蝦個(gè)體小，使用速凍平板可以保證傳熱面和磷蝦充分接觸。到達(dá)設(shè)定的冷凍時(shí)間后由系統(tǒng)自動(dòng)出凍。如冷凍時(shí)間和溫度不夠，無法抑制酶的活性和微生物繁殖，將嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)，因此，速凍為關(guān)鍵控制點(diǎn)。

(5)金屬探測。通過金屬探測能有效判別出混入產(chǎn)品的金屬異物，通過梳理整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)可知，此環(huán)節(jié)為唯一關(guān)于金屬異物的判定環(huán)節(jié)，可對前面所有的加工環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制和保證，而后面工序再無補(bǔ)償措施。如本環(huán)節(jié)由于儀器不正?；蜢`敏度降低而無法正確判斷，將導(dǎo)致嚴(yán)重的品質(zhì)后果。因此，金屬探測為關(guān)鍵控制點(diǎn)。

在確認(rèn)了關(guān)鍵控制點(diǎn)(CCP)后，應(yīng)建立其關(guān)鍵限值，以確保產(chǎn)品處于可接受水平。關(guān)鍵限值可參考專家試驗(yàn)研究和行業(yè)規(guī)范指標(biāo)，對于本系統(tǒng)更需要通過多次試驗(yàn)調(diào)試獲得，使其處于適宜合理的范圍并具有可操作性，限值過高或過低均會(huì)造成不必要的浪費(fèi)或達(dá)不到控制效果。

基于關(guān)鍵控制點(diǎn)建立監(jiān)控程序，明確監(jiān)控對象、方法、頻率和負(fù)責(zé)主體，并形成相應(yīng)的記錄。發(fā)現(xiàn)偏離關(guān)鍵限制的異常情況，隨時(shí)報(bào)告，采取糾正措施并記錄。除監(jiān)控程序外，還要設(shè)立驗(yàn)證程序，包括HACCP計(jì)劃的確認(rèn)、CCP的驗(yàn)證和HACCP體系的驗(yàn)證，通過每年審核，以三年為周期的重新評定，確保整個(gè)計(jì)劃的適宜性和有效性，有效控制食品質(zhì)量。

表2 南極磷蝦3種產(chǎn)品描述Tab.2 Description of 3 kinds of Antarctic krill product

圖1 加工工藝流程Fig.1 Process flow

表3 加工工藝流程說明

表4 凍蝦生產(chǎn)加工工藝流程危害分析Tab.4 Hazard analysis of frozen Antarctic kill production process

表5 蝦肉生產(chǎn)加工工藝特殊流程危害分析Tab.5 Hazard analysis of shelled krill meat production process

4 結(jié)論

基于HACCP體系，總結(jié)船載南極磷蝦智能化捕撈加工生產(chǎn)線的特征如下：

(1)外部輸入環(huán)節(jié)均為關(guān)鍵控制點(diǎn)。本船載加工線系統(tǒng)的自動(dòng)化、整體連貫性和封閉性較高，減少了人為和環(huán)境的危害概率。外部輸入環(huán)節(jié)如原料及包裝，因?qū)Ξa(chǎn)品有直接影響而后續(xù)無補(bǔ)救措施，其關(guān)鍵性凸顯。

(2)控制系統(tǒng)中參數(shù)設(shè)置為關(guān)鍵控制點(diǎn)。捕撈加工線系統(tǒng)主要的人工操作是在控制系統(tǒng)中對關(guān)鍵步驟如冷凍、干燥的時(shí)間和溫度等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，啟動(dòng)后大部分工序都會(huì)自動(dòng)進(jìn)行，因此這些參數(shù)對產(chǎn)品加工品質(zhì)起著決定性因素。

(3)金屬探測環(huán)節(jié)為關(guān)鍵控制點(diǎn)。捕撈加工線系統(tǒng)整體為金屬結(jié)構(gòu)，混入金屬異物的風(fēng)險(xiǎn)很高，金屬探測能有效判別出混入產(chǎn)品里的金屬異物，且為唯一關(guān)于金屬異物的判定環(huán)節(jié)。

此外，本船載加工線系統(tǒng)復(fù)雜，對GMP和SSOP的實(shí)施要求更為嚴(yán)格，對設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和日常清潔要求更高。“深藍(lán)”號(hào)南極磷蝦捕撈加工船作為中國首制特種船舶，其船載捕撈加工生產(chǎn)線在食品安全管理體系中的應(yīng)用更是處于起步階段。本文通過對智能化捕撈加工生產(chǎn)線的特征研究，可為其他同類船舶的船載加工線設(shè)計(jì)和建立標(biāo)準(zhǔn)提供參考。