張曉君，曹宏芳，漆曉明，王彩云，劉卉芳，云戰(zhàn)友

（1.內(nèi)蒙古乳業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特010110；2.內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特010110）

0 引言

乳制品生產(chǎn)過程中，設(shè)備的CIP清洗消毒狀況與終產(chǎn)品的質(zhì)量密切相關(guān)，清洗消毒不徹底會影響到產(chǎn)品的品質(zhì)[1]，進(jìn)而可能導(dǎo)致食品安全事件的發(fā)生，所以乳制品生產(chǎn)設(shè)備的清洗消毒至關(guān)重要。本文將以乳制品行業(yè)為出發(fā)點(diǎn)，逐一論述污垢的形成、常用的清洗消毒技術(shù)及清洗消毒效果的檢測方法等幾個方面。

1 污垢的形成

乳制品生產(chǎn)過程中形成的污垢的主要成分為糖、脂肪、蛋白質(zhì)及無機(jī)鹽類[2]。在不同的乳制品生產(chǎn)工藝中附著在設(shè)備表面的污垢類型是不同的，按照其形成過程污垢大體可分為3類：牛乳膜、乳垢和乳石。對于管路、泵、缸等“冷表面”，牛奶流經(jīng)這些表面會形成牛乳膜，這種牛乳膜在生產(chǎn)結(jié)束時若立即清洗會很容易清除，反之則會造成牛乳膜干涸且難于清洗，從而在設(shè)備表面形成主要由蛋白質(zhì)和無機(jī)物組成的乳垢；對于板式換熱器、巴氏殺菌機(jī)等“熱表面”，牛奶流經(jīng)時會形成乳石，乳石是磷酸鈣、蛋白質(zhì)、脂肪等的沉積物。根據(jù)其成分的不同，乳石可以分為A、B、C三類，A類乳石表現(xiàn)為厚度均勻且堅(jiān)硬，其主要成分為無機(jī)物（大約在70%，以磷酸鈣為主），是牛乳在受熱燒焦時附著在器壁上，很難清除；B類乳石是纖維狀附著物，大塊、柔軟，其主要成分為蛋白質(zhì)（大約在50%～60%）、并含有一定的脂肪，是在較低溫度下進(jìn)行加熱殺菌處理而形成的；C類乳石是一種多孔的海綿狀附著物，蛋白質(zhì)含量相對是最高的，通常在溫度較低，牛奶流速較慢的情況下形成，是一種較易清除的乳石[3]。

2 常用的清洗消毒工藝

根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝選擇適宜的清洗消毒工藝不僅能保證清洗消毒效果，而且能節(jié)約清洗消毒成本。乳品工業(yè)中的清洗消毒過程一般采用溫水—熱堿—溫水—熱酸—清水—消毒的程序進(jìn)行[4]，但具體清洗消毒工藝參數(shù)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝及污垢特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化。

2.1 常用的清洗消毒工藝[5]

依據(jù)污垢形成的過程，清洗消毒工藝分為冷表面清洗消毒工藝和熱表面清洗消毒工藝。

2.1.1 冷表面清洗消毒工藝

對于擠奶設(shè)備、奶罐、化料罐、老化罐等設(shè)備，其因流經(jīng)冷乳而形成的污垢比較疏散松軟，一般為牛乳膜或C類乳石，所以清洗起來比較容易，可以在較短時間內(nèi)完成清洗，其清洗消毒程序如下：

（1）溫水沖洗3 min；

（2）溫度70～75℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%～1.5%的堿性清洗劑或酸性清洗劑循環(huán)10～15 min；

（3）溫水或清水沖洗3 min；

（4）溫度90～95℃熱水或蒸汽消毒。

在預(yù)沖洗時應(yīng)該使用38～55℃的溫水進(jìn)行，一方面不會導(dǎo)致蛋白變性從而形成沉積物，另一方面可以預(yù)熱設(shè)備從而避免在后續(xù)熱堿或熱酸清洗過程中清洗液溫度迅速下降[6]。對于這些冷垢沒有必要每次都用酸性清洗劑和堿性清洗劑進(jìn)行清洗，可以根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)情況采用一堿一酸（即第一次清洗采用熱堿清洗，第二次采用熱酸清洗）、兩堿一酸（即前兩次采用熱堿清洗，第三次采用熱酸清洗）、三堿一酸（即前三次采用熱堿清洗，第四次采用熱酸清洗）等清洗消毒工藝。在一些清洗消毒工藝中，經(jīng)常會使用兼有清洗和消毒功能的復(fù)合清洗消毒劑進(jìn)行清洗和消毒，從而省去熱水或蒸汽消毒過程，其在縮短清洗消毒時間、提高生產(chǎn)效率的同時也可降低清洗消毒成本，而且避免了使用熱水或蒸汽消毒而造成的車間空氣濕度升高等問題。

2.1.2 熱表面清洗消毒工藝

對于巴氏殺菌系統(tǒng)、板式換熱系統(tǒng)等熱表面，其污垢比較堅(jiān)硬，一般為A類或B類乳石，清洗較為困難，需要較長清洗時間，其清洗消毒工藝如下：

（1）溫水沖洗10 min；

（2）溫度75～85℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%～1.5%堿性清洗劑循環(huán)30min；

（3）溫水沖洗5min；

（4）溫度60～70℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%～1.5%酸性清洗劑循環(huán)20 min；

（5）冷水沖洗。

（6）90～95℃熱水或蒸汽消毒。

鑒于巴氏殺菌、板式換熱系統(tǒng)表面形成的熱垢比較難清除，為了保證清洗消毒效果，每次都必須采用堿性清洗劑和酸性清洗劑進(jìn)行清洗。

2.2 其他清洗消毒技術(shù)

2.2.1 氧化電位水清洗消毒技術(shù)（Electrolyzed oxidizing water，EOW）

氧化電位水清洗消毒技術(shù)（Electrolyzed oxidizing water，EOW）是質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%氯化鈉溶液經(jīng)電解后產(chǎn)生酸性氧化電位水和堿性氧化電位水，其中酸性氧化電位水作為一種新型高效消毒技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)[7]，酸性氧化電位水在食品工業(yè)中主要應(yīng)用于食品加工設(shè)備、蔬菜、水果、肉類、水產(chǎn)品等的殺菌，研究表明其具有良好的消毒效果[8]。堿性氧化電位水主要成分為氫氧化鈉，pH≥11，可用于設(shè)備的清洗[9]。S.P.Walker等[10]采用氧化電位水對擠奶設(shè)備進(jìn)行清洗消毒，應(yīng)用的清洗消毒程序?yàn)椋?0℃溫水沖洗—60℃堿性氧化電位水循環(huán)沖洗7.5 min—60℃酸性氧化電位水循環(huán)沖洗7.5 min；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明氧化電位水清洗效果不理想（氧化電位水組ATP檢測結(jié)果高于對照組，氧化電位水清洗奶襯的效果最差，連續(xù)兩次清洗后出現(xiàn)可見污垢），但該文章的研究只是在模擬條件下進(jìn)行，而并沒有應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過程，但該文章為我們在乳制品生產(chǎn)領(lǐng)域引進(jìn)氧化電位水清洗消毒技術(shù)提供了思路。

2.2.2 酶清洗技術(shù)

酶清洗技術(shù)在國外有比較多的研究，在國內(nèi)還未見相關(guān)報道。Boyce等人[11]在不銹鋼試片上制備污垢后，采用8種商品化的蛋白酶液（0.05 U/L）與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%NaOH、緩沖溶液進(jìn)行了清洗效果的對比，結(jié)果表明在40℃時除一種酶表現(xiàn)較差外，其余酶的清洗效果等同或好于60℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氫氧化鈉溶液的清洗效果。A.Graβ hoff[12]采用8種酶分別對巴氏殺菌系統(tǒng)進(jìn)行了連續(xù)污染—清洗循環(huán)5 d的清洗試驗(yàn)研究，結(jié)果顯示酶清洗的效果與傳統(tǒng)清洗方法沒有任何差異。雖然國外已經(jīng)有很多酶清洗技術(shù)在乳制品生產(chǎn)方面應(yīng)用的研究報道，但可能由于酶的易失活特性、成本高，且清洗效果仍待商榷，目前乳品工廠還鮮有酶清洗技術(shù)的應(yīng)用推廣。

3 清洗劑、消毒劑的質(zhì)量控制

對應(yīng)用在乳品生產(chǎn)設(shè)備的清洗劑和消毒劑的應(yīng)用性能、安全性能等進(jìn)行評估不僅關(guān)系到清洗消毒的效果和成本，而且關(guān)系到清洗消毒過程的安全。

目前應(yīng)用于食品工業(yè)的清洗劑種類繁多，但依據(jù)成分組成情況，清洗劑可以基本分為單一組分的酸性清洗劑、單一組分的堿性清洗劑、復(fù)合堿性清洗劑和復(fù)合酸性清洗劑；單一組分的酸性清洗劑一般采用硝酸、乳酸、檸檬酸等，單一組分的堿性清洗劑一般采用氫氧化鈉；復(fù)合堿性清洗劑和復(fù)合酸性清洗劑是在單一組分的酸、堿清洗劑的基礎(chǔ)上添加螯合劑、殺菌劑、表面活性劑等成分，其成本高于單一組分的酸、堿清洗劑，但其在應(yīng)用性能、安全性能和穩(wěn)定性等方面均優(yōu)于單一組分的酸、堿，因此復(fù)合清洗劑是清洗劑今后發(fā)展的趨勢。目前市場上復(fù)合清洗劑廠家繁多，清洗功效的宣稱五花八門，不同品牌的產(chǎn)品價格差異較大，我們?nèi)绾斡行цb別其特性，并依據(jù)實(shí)際需要而選擇到合適的清洗劑是我們亟需解決的問題。

目前應(yīng)用于食品行業(yè)的消毒劑種類較多，一般可分為以下幾類：醇類、過氧化物類、次氯酸類、季銨鹽類等；在食品用消毒劑方面得法律法規(guī)相對比較完善，如：GB14930.1食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)消毒劑、《食品用消毒劑原料（成分）名單》、GB36366二氧化氯消毒劑衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、GB26371過氧化物類消毒劑衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等；這些法律法規(guī)為消毒劑的使用提供了依據(jù)，便于企業(yè)開展消毒劑的質(zhì)量控制，保證了消毒劑的安全使用。

4 常用的清洗消毒效果檢測方法

清洗消毒結(jié)束后對清洗消毒效果的檢測評定直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量安全，同時，清洗消毒工藝的優(yōu)化也需要以清洗消毒效果為評判依據(jù)，所以清洗消毒效果的檢測是清洗消毒工藝中重要的一環(huán)節(jié)。目前，乳品行業(yè)常用的清洗消毒效果檢測方法主要是微生物表面涂抹和ATP熒光檢測[13]。微生物涂抹是在清洗消毒后用無菌棉簽或無菌涂抹紙?jiān)诩榷ǖ臋z測位置進(jìn)行涂抹，然后進(jìn)行平板計(jì)數(shù)，確定清洗消毒效果。該方法存在操作繁瑣、檢測周期長而導(dǎo)致的結(jié)果滯后等缺點(diǎn)，而且清洗消毒后立即進(jìn)行涂抹得到的微生物計(jì)數(shù)結(jié)果偏低，從而造成微生物涂抹法對實(shí)際生產(chǎn)缺乏指導(dǎo)和預(yù)見性。ATP檢測研究始于20世紀(jì)60年代[14]，1996年，英國1/3食品企業(yè)使用ATP檢測技術(shù)[15]，1998年，日本頒布《關(guān)于食品制造過程管理高度化臨時措施法》，包含了ATP檢測儀的應(yīng)用[16]。直到20世紀(jì)末，ATP檢測儀及技術(shù)才被引進(jìn)我國[13]，2002年，我國衛(wèi)生部頒發(fā)了《食品加工企業(yè)的HACCP實(shí)施指南》，鼓勵食品加工企業(yè)引入ATP檢測系統(tǒng)[17]。在食品加工前，它通過對食品加工設(shè)備及器具表面的檢測來有效評估衛(wèi)生清潔的效果，從而將可能引入的微生物污染的風(fēng)險降至最低。該方法操作簡單，且靈敏度高，可以在較短時間內(nèi)快速得到檢測結(jié)果，所以廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)。但ATP檢測結(jié)果受到殘留于設(shè)備表面的蛋白質(zhì)、脂肪等的影響[18]，而且對于檢測結(jié)果缺乏統(tǒng)一的判斷標(biāo)準(zhǔn)，目前，企業(yè)更多是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)制定本企業(yè)的判斷標(biāo)準(zhǔn)。微生物涂抹和ATP檢測技術(shù)均存在著某種不足使得其不能滿足企業(yè)的日常使用需求，所以開發(fā)和研究新的清洗消毒效果快速檢測技術(shù)成為目前研究的一個熱點(diǎn)。蘭全學(xué)等人[19]應(yīng)用棉簽為反應(yīng)載體，采用二喹啉甲酸法（BCA法）對殘留在食品加工用具上蛋白質(zhì)殘留進(jìn)行檢測，該方法可以檢測50 μg以上的蛋白質(zhì)，而且便于生產(chǎn)現(xiàn)場快速檢測加工用具上的蛋白質(zhì)殘留。該研究為今后乳制品生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行清洗消毒效果的檢測提供了新思路，可以依據(jù)不同的檢測目標(biāo)（殘留物）開發(fā)相應(yīng)的檢測技術(shù)，如鈣離子、鎂離子、蛋白質(zhì)、糖類等的檢測。

5 結(jié)束語

乳制品生產(chǎn)設(shè)備的清洗消毒切實(shí)關(guān)系到乳制品的質(zhì)量安全。隨著科技的發(fā)展，引進(jìn)先進(jìn)的清洗消毒技術(shù)及清洗消毒效果檢測技術(shù)應(yīng)用于乳制品生產(chǎn)行業(yè)成為一種必然的趨勢。在清洗消毒技術(shù)方面，節(jié)能、環(huán)保、安全和高效將會成為發(fā)展的主方向；在清洗消毒效果檢測技術(shù)方面，快速、準(zhǔn)確、靈敏及簡便將會成為追求的目標(biāo)。

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