乳制品加工過程中食品安全控制的方法

本文系統(tǒng)研究乳制品加工過程中的食品安全風險因素及控制方法，通過分析原料乳質(zhì)量、設(shè)備運行效能、清洗消毒工藝、冷鏈運輸與存儲以及人員培訓等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的影響因素，結(jié)合危害分析及關(guān)鍵控制點（Hazard Analysis and Critical Control Point，HACCP）體系與智能化監(jiān)控技術(shù)，構(gòu)建基于智能化技術(shù)的乳制品加工過程中食品安全管理體系。該體系能夠顯著降低微生物污染風險，可以為行業(yè)提供科學、量化的安全提升路徑。

根據(jù)2023年國際乳聯(lián)數(shù)據(jù)，全球乳制品行業(yè)年產(chǎn)值突破萬億美元，但據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）統(tǒng)計顯示，世界范圍內(nèi)乳源性食源性疾病年發(fā)病率在目前仍高達1.2‰。我國自2009年實施《中華人民共和國食品安全法》后，乳制品的質(zhì)量安全事故仍然層出不窮，期間還發(fā)生過數(shù)起大規(guī)模的質(zhì)量安全事故。此后，我國行業(yè)對質(zhì)量進行了大規(guī)模的改進，食藥部門也加強了對企業(yè)和流通環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢查，使抽檢合格率從2015年的97.1%提升至2023年的99.8%，生產(chǎn)質(zhì)量安全態(tài)勢得到了大幅度的改善。然而，我國乳品生產(chǎn)在質(zhì)量安全領(lǐng)域仍有較大的提升空間，原料來源小而雜、生物毒素污染及設(shè)備清洗殘留等問題仍需持續(xù)改進，與發(fā)達國家相比仍有較大的差距。本文將對我國乳制品加工過程中的食品安全風險因素及控制方法進行分析和探討，以期對解決我國乳制品加工過程中的質(zhì)量管控難題提供新思路。

1.影響乳制品加工過程中食品安全的因素

1.1 原料乳的加工與處理

乳品所用的原料乳污染源主要產(chǎn)生于奶牛飼養(yǎng)管理及生產(chǎn)操作環(huán)節(jié)，包括動物健康狀態(tài)、圈舍清潔度、擠奶器具消毒效果和人員衛(wèi)生操作規(guī)范等關(guān)鍵控制節(jié)點。需要特別指出的是，原料乳在乳腺內(nèi)雖處于無菌狀態(tài)，但在采集、儲存過程中易受環(huán)境中的微生物、糞便污染物及設(shè)備殘留物等影響而產(chǎn)生二次污染，若處理不當或者延遲，將導(dǎo)致微生物快速增殖。

根據(jù)我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2023年調(diào)查，原料乳微生物污染主要集中在牧場擠奶環(huán)節(jié)，金黃色葡萄球菌抽檢檢出率達8.3%，表明擠奶環(huán)節(jié)的微生物污染以及擠奶環(huán)境的衛(wèi)生控制存在薄弱點。此外，根據(jù)國家食品安全風險評估中心2024年監(jiān)測結(jié)果顯示，我國原料乳中β-內(nèi)酰胺類抗生素抽檢的超標率為2.7%，反映獸藥使用監(jiān)管仍需加強。另據(jù)伊利集團在2024年質(zhì)量年報，原料乳中發(fā)生異物混入的事故統(tǒng)計中，來自生產(chǎn)設(shè)備的金屬碎屑占比達41%，充分說明加工儲存設(shè)備的生產(chǎn)和維護的重要性。

1.2 設(shè)備的運行情況

乳制品加工設(shè)備運行過程中，關(guān)鍵工藝參數(shù)的失控將直接導(dǎo)致微生物超標風險。其中，加工過程中，巴氏殺菌環(huán)節(jié)的溫度控制精度需嚴格維持在±0.5℃范圍內(nèi)，當加工溫度偏差超過±2℃時，李斯特菌存活概率將激增15倍，顯著增加食源性污染風險。均質(zhì)設(shè)備的壓力穩(wěn)定性直接影響產(chǎn)品物性特征，若壓力波動幅度突破10%臨界值，會導(dǎo)致脂肪球粒徑分布異常，進而損害乳制品產(chǎn)品乳化穩(wěn)定性并縮短保質(zhì)期限。此外，灌裝工序中設(shè)備密封性能缺陷可使產(chǎn)品中需氧菌總數(shù)達正常值的120倍，從而引發(fā)嚴重的安全質(zhì)量事故。

1.3 設(shè)備的清洗與消毒

乳制品加工設(shè)備的清潔與滅菌環(huán)節(jié)的執(zhí)行效果與乳制品中微生物二次污染風險直接相關(guān)。研究表明，加工設(shè)備表面殘留物會形成頑固性生物膜，如當乳制品加工設(shè)備中的不銹鋼管道內(nèi)壁粗糙度超過標準值0.8μm時，生物膜形成速率將提升40%。相應(yīng)地，設(shè)備的清洗難度也將呈指數(shù)級增長，微生物污染的風險急劇升高。根據(jù)我國食品藥品監(jiān)管部門的調(diào)查統(tǒng)計，未徹底清潔的設(shè)備管道內(nèi)壁菌落總數(shù)可達合規(guī)標準350倍，極易引發(fā)交叉污染。此外，清洗劑殘留也會構(gòu)成安全隱患，如某乳企因均質(zhì)機堿液殘留過高導(dǎo)致整批次乳制品產(chǎn)品pH值異常，直接經(jīng)濟損失達230萬元。

1.4 乳制品的冷鏈運輸與流通

乳制品冷鏈運輸體系的溫控精度與物理防護能力對終端產(chǎn)品安全性具有決定性影響。研究表明，在運輸過程中若溫度波動超過±1.5℃閾值，嗜冷菌增殖速率將提升2.8倍，其代謝產(chǎn)物可引發(fā)蛋白質(zhì)水解與脂肪氧化。值得注意的是，光照暴露會加速脂質(zhì)氧化，使產(chǎn)品出現(xiàn)異味等品質(zhì)缺陷。乳制品的冷鏈運輸中，如果運輸車輛未采取避光措施，原料乳過氧化值上升幅度可達38%。若運輸環(huán)境溫度突破6℃且持續(xù)2h，功能性乳酸菌活菌數(shù)將銳減90%，并致使成品貨架期大幅度縮短。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，冷鏈系統(tǒng)失效造成的乳制品質(zhì)量問題中，溫度超標占比高達28%。同時，機械振動強度超過3G的重力加速度時，包裝容器破損率可升高至1.2‰，這不僅會造成物理性污染，更為環(huán)境微生物侵入提供足夠的物理條件。

1.5 乳制品生產(chǎn)從業(yè)人員食品安全意識的問題

乳制品從業(yè)人員職業(yè)素養(yǎng)直接影響乳制品的質(zhì)量水平。比如，擠奶工手部消毒不徹底，可使金黃色葡萄球菌污染風險提升5.3倍；儲奶罐清洗操作不規(guī)范，可導(dǎo)致嗜冷菌生物膜形成的概率增加78%。根據(jù)中國乳業(yè)協(xié)會2023年調(diào)查顯示，某省乳企中擠奶操作人員中，能完整復(fù)述并掌握衛(wèi)生標準操作程序（SSOP）核心條款的僅有62%，而乳制品的生產(chǎn)過程中原料乳采集環(huán)節(jié)的微生物采樣操作不規(guī)范率高達41%。更值得關(guān)注的是，高達12%的乳品企業(yè)員工在原料乳采集、暫存及預(yù)處理階段存在操作失誤，充分反映基層人員安全質(zhì)量意識的薄弱，并可能引發(fā)多重安全隱患。

2.乳制品加工過程中食品安全的控制方法

2.1 原料乳生產(chǎn)與驗收過程的質(zhì)量控制

原料乳生產(chǎn)與驗收過程的質(zhì)量控制需構(gòu)建多層級防御體系，建立從牧場到預(yù)處理的全流程標準化管理機制。主要的質(zhì)量控制策略包括：在牧場源頭階段實施良好農(nóng)業(yè)規(guī)范（Good Agriculture Practice，GAP）認證體系，通過精準調(diào)控奶牛日糧配比與擠奶間隔周期，將原料乳體細胞數(shù)嚴格控制在≤20萬個/mL的閾值內(nèi)，從微生物學層面有效降低奶牛因乳腺炎引發(fā)的微生物和抗生素污染風險。

原料乳采集環(huán)節(jié)應(yīng)配置綜合化移動檢測單元，如應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附測定（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）技術(shù)，實現(xiàn)β-內(nèi)酰胺類抗生素的現(xiàn)場篩查，15min內(nèi)完成四環(huán)素、磺胺類等8種常見獸藥殘留的同步檢測，確保化學污染風險提前預(yù)警和阻斷。

運輸環(huán)節(jié)采用物聯(lián)網(wǎng)溫控裝置，通過車廂內(nèi)多點分布式傳感器與GPS定位模塊的協(xié)同工作，實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)每秒采集并加密上傳至區(qū)塊鏈存證平臺，使冷鏈追溯時間精度達±30秒。

入廠驗收階段應(yīng)用近紅外光譜分析儀（Near Infrared Spectrometer，NIRS）進行成分的快速質(zhì)控，當脂肪/蛋白質(zhì)含量檢測值與標稱值偏差超過5%時，自動觸發(fā)拒收機制。

預(yù)處理工序采用三級凈化技術(shù)：先通過100/200目雙聯(lián)振動篩去除原料乳中直徑＞150μm的物理雜質(zhì)，繼而用碟式離心機在5500rpm轉(zhuǎn)速下清除粒徑20-150μm的懸浮顆粒，最終通過深度過0.8μm孔徑的濾膜截留微生物聚集體。凈化后的原料乳需在45 min內(nèi)轉(zhuǎn)入4℃恒溫存儲系統(tǒng)，配置磁力攪拌裝置以2r/s的速率維持乳脂肪均勻分布，防止因脂肪球上浮形成≥0.5mm的凝結(jié)塊體。

2.2 加工工藝的質(zhì)量控制

智能化過程監(jiān)測體系的建立是保障乳制品加工質(zhì)量的核心，通過多維度技術(shù)融合實現(xiàn)關(guān)鍵工藝參數(shù)的精準調(diào)控。主要技術(shù)措施包括：滅菌工藝采用超高溫瞬時殺菌（Ultra-high temperature instantaneous sterilization，UHT）技術(shù)，通過三區(qū)段溫控模塊將滅菌溫度穩(wěn)定在138±1℃區(qū)間，配合4秒滯留時間的設(shè)計，使滅菌效率值（F值）≥5.0，確保嗜熱脂肪芽孢桿菌等耐熱菌的殺滅率達到6D標準。

發(fā)酵環(huán)節(jié)引入比例（Proportional）—積分（Integral）—微分（Derivative）（PID）算法控制系統(tǒng)，通過分布式溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)實時調(diào)節(jié)夾套循環(huán)介質(zhì)流量，將50噸級發(fā)酵罐溫度波動控制在±0.5℃范圍內(nèi)，優(yōu)化乳酸菌代謝活性。

灌裝工序配置0.01g級激光計量稱重模塊，確保產(chǎn)品凈含量偏差≤±1g，同步采用毫秒級視覺檢測系統(tǒng)監(jiān)控封口完整性。

設(shè)備清洗實施兩階段優(yōu)化方案：堿性清洗階段動態(tài)調(diào)整氫氧化鈉濃度至2.5%-3.0%，酸性中和階段采用0.8%-1.2%硝酸溶液循環(huán)清洗，通過流量傳感器將清洗液流速穩(wěn)定在1.5-2.0m/s范圍以平衡湍流效應(yīng)與設(shè)備損耗。

2.3 生產(chǎn)設(shè)備的清洗控制

乳品生產(chǎn)設(shè)備的清洗控制，核心在于開發(fā)符合流體力學與微生物滅活規(guī)律的清洗模型。本研究構(gòu)建了全新的“4D清洗規(guī)程（模型）”，將清洗流程劃分為以下四個階段。

預(yù)沖洗階段：采用40℃清水以1.5m/s流速進行8min循環(huán)，通過雷諾數(shù)（Reynolds number，Re）Re＞4000的湍流效應(yīng)清除設(shè)備表面的可見殘留物，清除效率可達80%以上。

堿洗階段：配置1.2%氫氧化鈉溶液在75℃環(huán)境下維持20min，利用強堿環(huán)境分解乳脂與蛋白質(zhì)復(fù)合物，同時2.0m/s流速產(chǎn)生的剪切力可剝離管道內(nèi)壁90%生物膜。

酸洗階段：使用0.6%硝酸溶液在60℃條件下作用15min，既中和殘留堿液又溶解礦物質(zhì)沉積，1.8m/s流速確保溶液充分接觸復(fù)雜管件結(jié)構(gòu)。

終洗階段：以85℃無菌水進行2.2m/s流速的高速沖洗10min，確保徹底消除清洗劑殘留。

該規(guī)程需要配套實施的智能監(jiān)控系統(tǒng)，通過電導(dǎo)率傳感器實時監(jiān)測設(shè)備內(nèi)清洗劑濃度波動，紅外溫度探頭確保各階段溫差≤±1℃，電磁流量計調(diào)控流速偏差＜5%，通過脈沖式清洗程序增強盲管部位的清洗效果。清洗參數(shù)的優(yōu)化需結(jié)合設(shè)備材質(zhì)特性，建立清洗效果與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)聯(lián)模型，從而為乳品生產(chǎn)設(shè)備的清洗提供最佳的工藝參數(shù)解決方案。

2.4 存儲和運輸過程的質(zhì)量控制

全鏈路環(huán)境參數(shù)動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建是提高乳制品儲運質(zhì)量的核心舉措，主要的技術(shù)實施要點包括：智能物聯(lián)管理體系建設(shè)。該系統(tǒng)通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）傳感裝置實現(xiàn)三維環(huán)境監(jiān)控，每個物流和儲運單元配置±0.3℃/±2%RH精度的溫濕度復(fù)合傳感器，數(shù)據(jù)采集間隔縮短至60s，并通過機器學習算法預(yù)測貨架期衰減曲線，應(yīng)用先進先出優(yōu)化（First-Expired-First-Out，F(xiàn)EFO）模型降低臨期乳制品庫存率。

運輸振動控制方案。運輸環(huán)節(jié)采用三軸振動監(jiān)測裝置，當加速度超過2.5G閾值時自動觸發(fā)聲光報警并生成振動頻譜分析報告，配合彈性懸掛系統(tǒng)將包裝破損率控制在最低水平。

梯度溫控策略實施。為冷鏈運輸環(huán)節(jié)開發(fā)梯度溫控策略，液態(tài)乳制品維持2-4℃恒溫區(qū)間，發(fā)酵產(chǎn)品采用0.5℃精度冷鏈系統(tǒng)，在裝卸作業(yè)環(huán)節(jié)實施標準化操作規(guī)范，整合倉儲管理云平臺與運輸追蹤系統(tǒng)，實現(xiàn)貨品位置、環(huán)境數(shù)據(jù)的全程可視化監(jiān)控。

2.5 強化乳制品生產(chǎn)從業(yè)人員的食品安全意識

針對基層人員操作規(guī)范執(zhí)行薄弱問題，本研究通過構(gòu)建乳制品生產(chǎn)從業(yè)人員質(zhì)量安全意識的“理論—實踐—反饋”閉環(huán)管理體系，強化其食品安全意識。該體系包括推行崗位技能矩陣認證，將衛(wèi)生標準作業(yè)程序（Standard Operation Procedure，SSOP）核心條款轉(zhuǎn)化為情景模擬實操考核，并配套開發(fā)AR沉浸式培訓系統(tǒng)強化肌肉記憶。通過將微生物采樣規(guī)范率、預(yù)處理失誤率等關(guān)鍵指標與個人績效深度綁定，建立“人人都是食安守門員”的質(zhì)量文化，實現(xiàn)從源頭采集到預(yù)處理全鏈條的風險控制。

結(jié)論

本文深入探討了乳制品加工過程中食品安全風險的諸多影響因素及其控制策略。分析覆蓋了原料乳品質(zhì)、設(shè)備運行狀況、清洗消毒效果、冷鏈運輸?shù)姆€(wěn)定性以及人員操作的標準化等多個方面。文章進一步提出了將HACCP體系與智能化監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合的食品安全管理系統(tǒng)。這一技術(shù)體系顯著減少了乳制品加工過程中的微生物污染風險，為乳制品行業(yè)提供了一條科學且量化的食品安全提升途徑。

作者簡介

黃學正（1989-），女，漢族，廣西荔浦人，本科，助理工程師；研究方向：乳制品與飲料類。