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        ATP生物熒光法在乳品企業(yè)清洗效果評(píng)價(jià)方面的應(yīng)用

        2022-11-11 07:10:46丘勒紅梁俊健林淑儀林夏純楊愛(ài)君
        中國(guó)乳業(yè) 2022年10期
        關(guān)鍵詞:生物檢測(cè)

        丘勒紅,梁俊健,林淑儀,林夏純,何 瑛,楊愛(ài)君

        廣東燕塘乳業(yè)股份有限公司,廣東廣州 510700

        0 引言

        牛奶中富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),非常容易滋生細(xì)菌等微生物,而清洗可以去除生產(chǎn)線上的牛奶殘留,切斷微生物滋生所需的營(yíng)養(yǎng),同時(shí)減少生產(chǎn)線上的牛奶與微生物形成的生物膜或生物頑垢,讓后續(xù)的消毒無(wú)附著物的遮蔽,而且徹底的清洗是有效消毒的基礎(chǔ)[1]。因此,有效清洗是衛(wèi)生管控的重要措施之一,對(duì)清洗效果進(jìn)行驗(yàn)證則是衛(wèi)生管控的重要環(huán)節(jié)。

        目前,乳品企業(yè)常用感官檢查法(如肉眼檢測(cè)、嗅覺(jué)檢查等)、傳統(tǒng)微生物檢測(cè)法和ATP生物熒光法進(jìn)行清洗效果驗(yàn)證。然而,感官檢查法需達(dá)到工作人員肉眼或嗅覺(jué)可辨別的限量,其結(jié)果不能量化,且主觀因素影響較大;傳統(tǒng)微生物檢測(cè)法耗時(shí)長(zhǎng),操作繁瑣,檢測(cè)結(jié)果滯后,而且反映的是“無(wú)菌”程度,而非“清洗”效果[2]。因此,判斷清洗效果不應(yīng)測(cè)量活體微生物的存在,而應(yīng)通過(guò)測(cè)量清洗后殘留的污染物數(shù)量來(lái)確定。ATP生物熒光法彌補(bǔ)了感官檢查法與傳統(tǒng)微生物檢測(cè)法的局限性,具有快速、準(zhǔn)確、靈敏、簡(jiǎn)便、可靠等優(yōu)點(diǎn),能在幾十秒內(nèi)獲得檢測(cè)結(jié)果,是目前清潔驗(yàn)證最有效的技術(shù)之一。

        1 三磷酸腺苷(ATP)生物熒光法的基本原理

        三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)是含高能磷酸鍵的有機(jī)化合物,是生命過(guò)程的主要能量來(lái)源。在細(xì)菌、酵母菌和霉菌以及所有的動(dòng)物和植物體中,包括食物和食物殘?jiān)卸己蠥TP。ATP生物熒光法就是通過(guò)脫去1 個(gè)或多個(gè)磷酸基來(lái)釋放能量,熒光素獲得ATP釋放的能量后發(fā)光,ATP熒光檢測(cè)儀把光轉(zhuǎn)化成光電信號(hào),產(chǎn)生讀數(shù),檢測(cè)結(jié)果表示為相對(duì)光單位(RLU)[3],和ATP的總量成正比,RLU數(shù)值越高,表明ATP的量越多,也意味著生物量殘留越多。

        ATP水平和微生物數(shù)量有著密切的相關(guān)性,但不能直接將ATP熒光檢測(cè)儀測(cè)定的RLU數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)平板計(jì)數(shù)相對(duì)比,因?yàn)锳TP數(shù)值所反映的生物殘留,不僅僅是微生物,還包括殘留污垢,而殘留的污垢是微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)源,例如剛生產(chǎn)完滅菌乳而尚未清洗的生產(chǎn)設(shè)備,如果采用傳統(tǒng)微生物法進(jìn)行檢測(cè),幾乎檢測(cè)不到活菌,但它的RLU數(shù)值卻會(huì)很高,因?yàn)闅埩粼谠O(shè)備上的滅菌乳也有ATP。

        因此,ATP生物熒光法可以快速判定各個(gè)環(huán)節(jié)的清潔程度,從而達(dá)到衛(wèi)生控制的目的。

        2 ATP清潔驗(yàn)證方案的建立、

        乳品企業(yè)可通過(guò)“風(fēng)險(xiǎn)分析,確定采樣位點(diǎn)→標(biāo)準(zhǔn)化操作,采集參考數(shù)據(jù)→設(shè)定檢測(cè)限值→制定采樣計(jì)劃,實(shí)施監(jiān)測(cè)→檢出異常,分級(jí)管控→數(shù)據(jù)分析,持續(xù)改善”等方面建立清潔驗(yàn)證方案。

        2.1 風(fēng)險(xiǎn)分析,確定ATP采樣位點(diǎn)

        乳品企業(yè)應(yīng)根據(jù)工藝流程,識(shí)別出需要進(jìn)行清潔效果監(jiān)測(cè)的相應(yīng)設(shè)施設(shè)備,以鮮牛奶為例,涉及的設(shè)施設(shè)備包括奶槽車、收奶管、凈乳機(jī)、儲(chǔ)奶罐、殺菌機(jī)、灌裝機(jī)等,同時(shí)要對(duì)各設(shè)施設(shè)備的功能、特性、結(jié)構(gòu)、與產(chǎn)品接觸面等信息進(jìn)行評(píng)估,梳理出各設(shè)施設(shè)備的所有潛在采樣位點(diǎn),如儲(chǔ)奶罐,潛在的采樣位點(diǎn)包括儲(chǔ)奶罐上蓋、儲(chǔ)奶罐內(nèi)壁、取樣口、攪拌葉、探針、排液口等。最后根據(jù)各潛在采樣位點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響顯著程度以及清洗的難易程度建立風(fēng)險(xiǎn)矩陣(圖1)進(jìn)行分析,確定采樣位點(diǎn)。

        圖1 風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖

        采樣位點(diǎn)應(yīng)選擇對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量與衛(wèi)生影響顯著以及清洗難度大的地方,尤其要重點(diǎn)關(guān)注表面拋光不佳、焊接點(diǎn)、管道聯(lián)接處、密封墊圈、清潔死角等位置。

        2.2 標(biāo)準(zhǔn)化操作,采集參考數(shù)據(jù)

        采樣位點(diǎn)確定以后,便可開始采集檢測(cè)數(shù)據(jù),正確使用采樣棒是采集檢測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。常用的采樣棒有兩種:一種是表面采樣棒,專門用于檢測(cè)清潔后表面清潔程度的測(cè)試工具,可以直接對(duì)清潔后的設(shè)備、器械表面進(jìn)行涂抹采樣。另一種是水質(zhì)采樣棒,專門用于檢測(cè)難以用涂抹棒采樣的區(qū)域清潔后的沖洗水樣,如在位清洗(CIP)系統(tǒng),無(wú)需拆卸部件,通過(guò)對(duì)沖洗水的檢測(cè)來(lái)指示相應(yīng)水中的生物含量。

        2.2.1 表面采樣棒的使用

        將涂抹棒從采樣管中抽出,用食指和拇指握住涂抹棒手柄,注意不要碰觸采樣頭。涂抹采樣時(shí),使采樣棒與待測(cè)表面成30°夾角,用力輕壓采樣棒使采樣頭緊貼待測(cè)位點(diǎn),水平、上下重復(fù)涂抹,直至涂抹完待測(cè)區(qū)域整個(gè)表面。涂抹完成后將采樣棒插回并完全按入采樣管中,充分混合試劑,激活A(yù)TP發(fā)光反應(yīng),立即將采樣管放入檢測(cè)儀中進(jìn)行檢測(cè)[4]。

        2.2.2 水質(zhì)ATP采樣棒的使用

        用潔凈且無(wú)菌的容器采集水樣,將采樣棒從采樣管中旋轉(zhuǎn)取出,將采樣棒頭部完全浸入水樣內(nèi),保持5 s進(jìn)行采樣。采樣完成后將采樣棒直立手持,重新旋轉(zhuǎn)插回并完全按入采樣管中,激活A(yù)TP發(fā)光反應(yīng),2 min內(nèi)將采樣管放入檢測(cè)儀中進(jìn)行檢測(cè)[5]。

        2.2.3 建立統(tǒng)一的操作標(biāo)準(zhǔn)SOP

        ATP表面采樣棒的采樣面積一般為(10×10)cm2,然而并不是所有的檢測(cè)位點(diǎn)都適合該采樣面積,如出奶口、灌注管等檢測(cè)位點(diǎn)應(yīng)根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)和性狀,制定采樣面積[6],采取相應(yīng)的有效涂抹手法,各位點(diǎn)涂抹手法可以不同,但同一位點(diǎn)每次涂抹時(shí)手法必須一致。因此,乳品企業(yè)應(yīng)建立統(tǒng)一的操作標(biāo)準(zhǔn)SOP(圖2),明確各采樣位點(diǎn)的具體采樣位置、采樣面積、采樣手法等,并做好相關(guān)人員的操作培訓(xùn)。

        圖2 ATP采樣操作標(biāo)準(zhǔn)參考模板

        一個(gè)檢測(cè)位點(diǎn)應(yīng)至少重復(fù)涂抹采樣5 次,對(duì)于檢測(cè)結(jié)果波動(dòng)較大的位點(diǎn),則需要增加檢測(cè)數(shù)據(jù)量。每次采集參考數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)對(duì)檢測(cè)位點(diǎn)“清洗前”“清洗后”和“深度清洗后”三方面的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。“清洗前”的檢測(cè)數(shù)據(jù),即初步?jīng)_洗后,開始清潔前采集的檢測(cè)數(shù)據(jù),反映清潔前的表面污染水平;“清洗后”的檢測(cè)數(shù)據(jù),即完成清潔后,消毒殺菌之前采集的檢測(cè)數(shù)據(jù),反映常規(guī)清潔后的表面清潔水平,檢測(cè)時(shí)應(yīng)確保無(wú)肉眼可見的污垢;“深度清洗后”的檢測(cè)數(shù)據(jù),即比常規(guī)清潔更嚴(yán)格的方式處理后采集的檢測(cè)數(shù)據(jù),反映可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)水平[7]。

        2.3 設(shè)定檢測(cè)限值

        不同的檢測(cè)位點(diǎn)可能由于表面材質(zhì)、老化/損蝕程度、清洗方式等差異表現(xiàn)出不同的RLU水平。乳品企業(yè)可根據(jù)采集到的參考數(shù)據(jù),通過(guò)與微生物檢驗(yàn)的比對(duì),再結(jié)合自身的質(zhì)量安全控制要求和相應(yīng)的法律法規(guī),設(shè)定相應(yīng)的限值,一般設(shè)置3 個(gè)水平:合格、警告、不合格(圖3)[8]。

        圖3 設(shè)定檢測(cè)限值

        2.4 制定采樣計(jì)劃,實(shí)施監(jiān)測(cè)

        乳品企業(yè)應(yīng)根據(jù)各檢測(cè)位點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果制定采樣監(jiān)測(cè)計(jì)劃,明確各檢測(cè)位點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、采樣頻率、合格限值等,其中風(fēng)險(xiǎn)越高的檢測(cè)位點(diǎn),采樣頻率越高。

        2.5 檢出異常,分級(jí)管控

        在實(shí)施清潔驗(yàn)證的過(guò)程中,如出現(xiàn)“警告”和“不合格”時(shí),要根據(jù)該檢測(cè)位點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的高低,采取相應(yīng)的措施:①若出現(xiàn)“警告”,是低風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)位點(diǎn),可進(jìn)行生產(chǎn),但同時(shí)要查出問(wèn)題原因,下次清洗后再檢測(cè);②若出現(xiàn)“警告”,是高風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)位點(diǎn),則不應(yīng)生產(chǎn),須重新清洗,再次檢測(cè);③若出現(xiàn)“不合格”,一律不許生產(chǎn),須重新清洗后檢測(cè)合格方可生產(chǎn)。

        不管是“警告”還是“不合格”,現(xiàn)場(chǎng)管理人員都應(yīng)予以重視,找出影響設(shè)備清洗質(zhì)量的因素,并將之糾正。

        2.6 數(shù)據(jù)分析,持續(xù)改善

        乳品企業(yè)可根據(jù)ATP檢測(cè)結(jié)果結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)情況調(diào)整清洗工藝,如采用一堿一酸、兩堿一酸(即前兩次采用熱堿清洗,第二次采用熱酸清洗)、選用復(fù)合清洗劑,甚至酶清洗技術(shù)[9]等。

        此外,現(xiàn)在市面上大部分品牌的ATP檢測(cè)儀都配套有數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),乳品企業(yè)可以通過(guò)連接檢測(cè)儀和電腦,把檢測(cè)儀里面的一個(gè)個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)管理系統(tǒng)當(dāng)中,對(duì)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理,將零散的數(shù)據(jù)整合為集成信息。管理人員通過(guò)系統(tǒng)可以查看每個(gè)檢測(cè)位點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)的檢測(cè)情況,評(píng)估清洗效果的穩(wěn)定性、一致性和有效性等,分析出現(xiàn)不合格檢測(cè)結(jié)果的原因,精確查明導(dǎo)致污染的問(wèn)題所在,分析設(shè)備、員工和生產(chǎn)過(guò)程的變化趨勢(shì),預(yù)測(cè)可能發(fā)生的問(wèn)題,當(dāng)觀察到趨勢(shì)向著不良結(jié)果發(fā)展時(shí),應(yīng)快速識(shí)別現(xiàn)有的和可能發(fā)生問(wèn)題的位點(diǎn),立即采取措施進(jìn)行改善,優(yōu)化清洗工藝和資源分配。

        3 討論

        3.1 關(guān)于ATP檢測(cè)的溫度影響

        生物熒光測(cè)定本質(zhì)上是一個(gè)酶促反應(yīng),溫度對(duì)檢測(cè)結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生影響,一般體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面是溫度可直接影響樣品的活性狀態(tài),在低溫狀況下,細(xì)菌生物活性降低,體內(nèi)ATP濃度也明顯降低。另一方面熒光素酶活性受溫度影響明顯,溫度越高,酶促反應(yīng)越快[10]。樊廣華[11]等的研究表明,熒光素酶反應(yīng)的最佳溫度是23~25 ℃。然而涂抹棒可低溫存放也可室溫存放,如果采用低溫存放的,測(cè)試前應(yīng)提前取出,待回升至室溫再進(jìn)行檢測(cè)。如果是采集水樣進(jìn)行ATP檢測(cè),應(yīng)確保水樣溫度不超過(guò)30 ℃。

        3.2 關(guān)于ATP檢測(cè)限值的設(shè)定

        由于表面材質(zhì)的不同、老化/損蝕程度的差異,甚至不同品牌的ATP檢測(cè)設(shè)備都會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果的差異。目前,對(duì)于檢測(cè)限值沒(méi)有統(tǒng)一的判斷標(biāo)準(zhǔn),大部分乳品企業(yè)都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制定本企業(yè)的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

        3.3 關(guān)于數(shù)據(jù)的趨勢(shì)分析

        ATP檢測(cè)不僅僅只是判定清潔情況的合格與否,它更可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)趨勢(shì)發(fā)展,(圖4),雖然所有的檢測(cè)結(jié)果都在合格范圍內(nèi),但是不難看出其有一個(gè)向著不合格發(fā)展的趨勢(shì),此時(shí)就應(yīng)該調(diào)查原因,找出問(wèn)題,采取糾正措施。

        圖4 ATP檢測(cè)數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖

        4 總結(jié)

        ATP生物熒光法的精確測(cè)量可以指導(dǎo)及時(shí)的清洗評(píng)估和長(zhǎng)期的管理決策,通過(guò)有效地收集檢測(cè)數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合及分析,發(fā)現(xiàn)隱藏的風(fēng)險(xiǎn),及時(shí)提出應(yīng)對(duì)措施,進(jìn)行科學(xué)決策,為優(yōu)化清洗工藝、保證清洗效果提供專業(yè)依據(jù)。乳品企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身實(shí)際情況建立清潔驗(yàn)證方案,在確保感官檢查合格的情況下,結(jié)合ATP生物熒光法監(jiān)測(cè)清潔效果,同時(shí)定期用微生物檢測(cè)法進(jìn)行驗(yàn)證。

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