工业实用效率

食品加工中的氮气

气态氮用于食品制造和包装工业的各种系统和过程。氮通常被认为是非化学保存的行业标准,是一种廉价、容易获得的选择。适合多种用途,氮气需要监测纯度和潜在污染物。根据使用类型、分销渠道和要求的纯度水平,应实施不同的检测计划,以确保安全。

氮在食品加工中的应用

因为食品是由活性化学物质组成的,包装专家和食品制造商的工作就是找到保护营养和确保产品质量的方法。氧气对包装食品是有害的,因为这种气体会导致食物氧化,并可以鼓励微生物的生长(Welt和Connaughton, 2017)。特别容易受到这些风险影响的食物包括肥肉、鱼、蔬菜和即食食品。事实上,由于运输变质,三分之一的新鲜食品没有到达消费者手中(Sengupta, 2017)。改变包装的气氛可以有效地确保产品对消费者来说是安全的。

包装生菜

为了增加新鲜产品的保质期,许多制造商选择修改包装的气氛包括更高水平的氮(美国化学,2010)。因为它是一种安全的惰性气体,氮气是食品包装和制造中氧气或补充气体的极佳替代品。增加的氮可以保持新鲜,保护营养,防止需氧微生物的生长。

修改包装氛围的主要挑战是,一些食品确实需要少量的氧气来保持其颜色和质地(Welt和Connaughton, 2017)。例如,红肉在缺氧时就会变成令人倒胃口的颜色。食品制造商有时会选择较低的氮纯度,以使他们的产品更符合消费者的口味。

除了肉类和蔬菜,氮在咖啡和啤酒工业中的使用频率越来越高。例如,吉尼斯因其标志性的氮气泡沫而闻名(Welt and Connaughton, 2017)。此外,用氮煮咖啡也变得很受欢迎。饮料制造商在产品中引入氮气必须达到一定的纯度水平,并确保氮气不受污染。

瓶

纯气体检测的重要性

因为氮在新鲜食品和饮料的保存、运输和质量控制中是至关重要的成分,所以必须定期对其进行检测。它容易受到纯度降低和污染物的影响,如气体、颗粒、水、油和微生物。单个系统需要不同的测试协议。需要考虑的变量包括氮气瓶与氮气发生器、系统年龄和结构、分配管道以及气体与产品接触的类型。完成一个风险评估确保深入了解您的系统及其独特的需求。

氮气瓶和发生器

选择使用氮气瓶或发电机的食品制造商和包装工厂可以在源头获得干净和干燥的氮气。然而,根据Nikki Smith,质量经理跟踪分析,有限责任公司,重要的是要对分销线路负责。史密斯解释说,在使用时检测气体纯度是确保管道不会污染纯气体的可靠方法。

具有无效过滤器或泄漏的不健康系统会降低气体的纯度,并引入污染物,如挥发性碳氢化合物、水、油或颗粒。泄漏会导致较低的纯度水平或污染,因为泄漏会产生真空,将含有氧气、水分和碳氢化合物的大气空气带进来(Kandl, 2005)。无效的过滤器或材料会导致颗粒污染。无论您的系统是使用气瓶还是发电机,在多个点进行测试可以确保气体质量不会恶化。第三方认可的实验室可以为纯气体系统提供彻底的分析,以确保分配管道末端的气体与直接从钢瓶或发电机流出时一样纯净。

厌氧生物

血琼脂平板

使用氮气来改变包装食品的空气确实可以阻止好氧细菌的生长,但不能阻止厌氧菌的生长。厌氧菌是没有氧气也能生长的微生物。这些微生物可能特别危险,需要小心防范,因为它们会导致召回和消费者疾病。

因为厌氧菌不需要氧气来生长,维护不善的氮系统可能会面临这种污染的风险。专性厌氧菌只在完全缺乏氧气的情况下生长,而兼性厌氧菌可以利用氧气,但不需要它来生长(美国农业部,2012年)。兼性细菌包括李斯特菌、大肠杆菌和肉毒杆菌。

仅今年一年,就有超过20家食品制造商因李斯特菌发出召回(FDA, 2018年)。召回在最好的情况下可能代价高昂,在最坏的情况下可能造成毁灭性的后果,导致整个工厂关闭。由于李斯特菌可以在大气中生存,如果不采取适当的预防措施,它可以通过该系统并影响食物。其他需要检测的危险厌氧菌包括大肠杆菌、肉毒杆菌和产气荚膜菌。2012)。

纯气体测试如何工作

Trace Analytics, LLC使用气相色谱-质谱-火焰离子化检测器(GC-MS-FID)检测气体纯度和气体污染。三个不同的设备一起工作,提供精确和彻底的结果。火焰电离探测器识别气体污染物,如TVHC, CO, CH4和CO2,而质谱仪检测离子的质量,可以分离出氧,氮,氩和水。

为了确定纯度,使用NIST可溯源气体标准将气体样品与对照品进行比较。史密斯解释说,制造商的纯度目标是基于他们的用途。例如,一些制造商可能要求99.0%的氮气纯度,而其他制造商可能允许较低的纯度。

显微镜

光学显微镜用于检测微粒污染。这决定了颗粒的大小和数量。这种方法允许对使用点过滤进行评估,并可以识别由于过滤器后的附加组件造成的污染,如铁锈、金属刨花、o型环材料、焊料和特氟隆胶带等造成的问题。

为了正确测试厌氧污染,用户使用皮诺曹超级II撞击采样器和血液琼脂接触板培养基采集样本。一个GasPak是在无菌袋中打开,从袋子中去除氧气,并确保只有厌氧微生物可以生长。一个认可的微生物实验室可以培养培养基,并使用革兰氏染色来确定气体是否被污染。如果公司怀疑是李斯特菌或大肠杆菌污染,可以使用特殊的盘子显示阳性或阴性结果。

要求和规定

SQF Code Edition 8的发布使测试过程更加清晰,并进一步保护终端用户免受受污染产品的影响。这个新版本说明了压缩空气和其他气体必须保持清洁并定期监控。

“11.5.5.1接触食品或食品接触面的压缩空气或其他气体(如氮气、二氧化碳)应清洁,对食品安全没有风险。”

“11.5.5.2压缩空气系统,以及用于存储或分配生产过程中使用的与食品或食品接触面接触的其他气体的系统,应予以维护,并定期监测质量和适用的食品安全危害。”

随着“或其他气体”的增加,氮气、混合气体和纯气体现在被包括在内,必须定期监测。个别制造商应评估其风险,并与ISO 17025认可的实验室合作,以确定适当的测试。Trace Analytics, LLC提供纯气体、颗粒、水、油和微生物的检测。

结论

氮在食品制造和包装工业中有着重要的应用。其质量和纯度直接影响到食品和饮料产品。因此,定期通过第三方认可的实验室检测纯度和污染物是很重要的。执行一个风险评估全面了解你的系统和风险。然后实现监测计划定期测试您的氮系统,以确保您的最终产品的安全性。联系我们以收到个性化的纯气体测试报价。

有关纯气体测试,请联系Trace Analytics, LLCsales@airchecklab.com或访问:http://learn.airchecklab.com/pure-gas。

读过类似的食品行业文章的访问www.encore-la.com/industries/food

资源:

食品及药物管理局。“2018年召回、市场退出和安全警报。”美国食品和药物管理局主页,药物评价与研究中心,2018年,www.fda.gov /安全/ / ArchiveRecalls / 2018 / default.htm回忆说

食品安全检验服务。"食品加工微生物学导论"美国农业部,2012年8月。https://www.fsis.usda.gov/shared/PDF/SPN_Guidebook_Microbiology.pdf

Kandl,弗兰克。"保持气体流纯度的十步"美国实验室, 2005,www.americanlaboratory.com/914-Application-Notes/19168-Ten-Steps-to-Maintaining-Gas-Stream-Purity/

"食品加工用氮发生器"South-Tek系统, 2018,www.southteksystems.com/foods/

食品加工和包装中氮的使用欧宝娱乐的网址压缩空气最佳实践网络研讨会,由Bruce Welt和David Connaughton于2017年9月14日发表。//www.encore-la.com/system-assessments/air-treatmentn2/nitrogen-use-food-processing-packaging

“纯气体。”压缩空气测试-微量分析, Trace Analytics, LLC, 2018,www.airchecklab.com/services/pure-gases/

森古普塔,Somini。“我们浪费了多少食物?”可能比你想象的要多。”纽约时报,纽约时报,2017年12月12日,www.nytimes.com/2017/12/12/climate/food-waste-emissions.html

史密斯,尼基。痕量分析如何测试纯气体。2018年9月19日。

氮对食品加工的益处美国化学杂志,2010。http://www.airproducts.com/~/media/downloads/article/b/en-benefits-of-nitrogen-american-chemistry-reprint-332-10-040.pdf