姚霞1，王培勛1，趙良娟1，雷質文2

 1.天津出入境檢驗檢疫局   天津 300201   2.山東出入境檢驗檢疫局   山東 266002

摘要：本文介紹了統計過程控制在禽肉微生物監測中的應用。闡述了統計過程控制的基本原理及基線數據采集與分析方法，并試列舉了控制圖在禽肉微生物監測結果中的應用示例。結果表明統計過程控制可實時、有效的對禽肉微生物監測結果進行監控。

關鍵詞：統計過程控制；控制圖；微生物監測

Abstract: this paper introduced the application of Statistical Process Control in the microbiological surveillance of poultry meat. Recited basic principle of SPC, collection and analysis method of baseline data , and enumerated the use of control chart in microbiological surveillance of poultry meat. The results show that SPC can in real-time and effectively monitor the microbiological surveillance results of poultry meat.    

Keyword: Statistical Process Control; control chart; microbiological surveillance

統計過程控制（Statistical Process Control）簡稱SPC，是美國休哈特博士在20世紀20年代所創造的理論。是一種借助數理統計方法進行過程控制的工具。它根據產品質量的統計觀點,應用統計分析技術對生產過程進行實時監控, 了解、預測和監控過程的運行狀態，科學的區分出生產過程中產品質量的正常波動與異常波動，即生產過程是否處于受控狀態，從而發現質量問題或隱患，對生產過程的異常趨勢提出預警，并及時反饋到生產過程中，使生產管理人員及時采取措施，消除異常，恢復過程的穩定，達到控制產品質量、降低加工成本并取得經濟效益的目的。

目前統計過程控制在國內外機械、電子、航空、飼料加工等領域已得到應用并取得了另人矚目的實效。但其在食品工業，尤其是在肉及肉制品微生物污染狀況監控方面成功應用的報道和示例相對較少。本文采用美國國家基線數據采集計劃所得到的測試結果及制定的沙門氏菌實施標準，試將統計過程控制應用于禽肉沙門氏菌監測結果的分析，以探索對加工產品實施更嚴格的質量控制及對實施HACCP質量管理體系有效性進行驗證的新的管理方式。

一 基線數據的采集與分析方法

數據是產品質量分析的基礎性關鍵因素，而統計過程控制成功應用的關鍵則是質量數據的有效采集。所采集的數據應具有真實性、及時性、簡潔性、標準性。在肉及肉制品質量監控中，通過對微生物監測而獲取的該地區/企業一段時間內各類微生物含量基線數據的整理和分析，可摸清并掌握該地區/企業特定微生物污染的整體水平和不合格品出現的頻率，為政府主管部門/企業自身進行微生物危害分析、確立關鍵控制點及有效防控微生物學危害提供科學依據。一般可采用以下步驟進行基線數據的采集與分析。

1制定基線數據采集計劃

進行基線數據采集首要任務是編制相應的采集計劃，明確采集基線數據的目的、確立所抽取樣品的種類、抽樣方法、抽樣數量、抽樣頻率及抽樣部位。選定監測目標菌和檢驗方法。此外，還需對監測結果的報告及評價標準等方面做出規定。在美國國家微生物學基線數據采集計劃中，通常選定對人類健康危害較大、且列入相關法規的致病性細菌如：沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、產氣莢膜梭狀芽胞桿菌、大腸桿菌 O157:H7、空腸彎曲桿菌、單核細胞增生李斯特氏菌等及作為食品衛生指示菌的需氧菌菌落總數、總大腸菌群和大腸桿菌。

2 制定抽樣方案

通過抽取監測總體中有代表性的部分（即樣本）可獲取該總體的某些特性信息。故能否準確抽樣對保證監測總體的正確推斷至關重要。為避免造成對總體特性的不良估計，在編制抽樣計劃時，應綜合考慮地域、企業規模、產量以及檢測費用等因素。在制定抽樣方案時，可參照美國減少致病菌-HACCP法規§310.25及§381.94中的規定進行抽樣，即：對于一般企業，每屠宰300頭牛胴體抽取一個樣品；每屠宰1000頭豬胴體抽取一個樣品；每屠宰22000只雞胴體抽取一個樣品；每屠宰3000只火雞胴體抽取一個樣品。連續監控一年。對于年屠宰牛量≤6000頭、屠宰豬量≤20000頭或屠宰牛、豬總量≤20000頭且牛≤6000頭及年屠宰雞量≤440000只、屠宰火雞量≤60000只或屠宰雞、火雞總量≤440000且火雞≤60000只的產量極少的企業，必須每周采集一個樣品至采樣量≥13個樣品。

3 抽樣方案的實施和檢驗

根據抽樣方案采集檢測樣品，并根據規定的標準檢驗方法進行檢測，將得出的檢測結果匯總以供數據分析。

4 檢測數據的分析

匯總相關檢測記錄，得出所采集數據的特性參數值，如平均水平、方差、陽性百分率等指標。繪制控制圖并進行統計過程控制分析，對出現的微生物超標等異常情況，則應進行分析，采取糾正措施，使產品質量回到穩態。

二 控制圖在禽肉微生物監測中的應用

1 控制圖的基本概念

（1）控制圖的定義

控制圖是判斷過程正常與否的一種統計工具，可將其用于由特殊原因所引起的異常波動和過程固有的隨機波動的區分。也可用于診斷評估過程的穩定性，具有對過程狀態預警及確認過程改進效果的功能。

控制圖是由中心線（CL）, 上控制限(UCL)和下控制限(LCL)及將樣本統計量的數值按抽樣時間順序構成描點序列。

UCL= μ + 3σ

 CL= μ

 LCL= μ - 3σ

μ： 為總體均值， 3σ：為總體標準差

（2）控制圖的使用

控制圖按用途分為分析用控制圖和控制用控制圖。分析用控制圖的主要目的:(1) 分析生產過程是否處于穩態。 (2) 分析過程能力指數能否達到監管要求，如Cp>1或CPK>1等。若過程能力不能滿足要求，需要查找異因，采取必要的措施，消除異常因素，以滿足要求。只有當過程受控且過程能力達到要求后，才能將分析用控制圖的控制線延長作為控制用控制圖。進入控制用控制圖階段。在應用控制用控制圖的過程中，若過程又發生異常，應找出問題原因，及時進行調整，使過程恢復原來的狀態。

2 控制圖的分析

    控制圖對過程的判定是基于小概率事件的理論，其對過程的判定準則包括點子出界和在界限內排列不隨機兩大類。

判斷時將中心線與上下控制限間分為六個區域，每個區的寬度為1σ，每個區域的標號從上到下分別為A、B、C、C、B、A，兩個A、B、C區分別對稱的位于中心線的兩側。圖1為控制圖模式評估準則。

 

 

 

 

圖1. 控制圖模式評估準則

當出現評估準則中所述情況，表明過程中可能存在異常因素的影響，應對過程進行分析。找出造成異常的確切原因并采取措施消除。必要時重新設計控制圖；當出現評估準則7控制模式時，往往可認作過程穩定受控，是質量改進的結果。但應注意，也有可能是由于控制圖設計有誤，使控制限過寬而致。

對于在控制圖分析階段發現的特殊原因造成失控的點，應分析并糾正造成異常的原因。然后將失控點排除，重新計算控制圖的均值和控制限，確保和新控制限相比時，所有的點均處于受控狀態，如重新計算后仍出現失控點，則重復分析識別、糾正、計算等步驟，直至過程處于受控狀態。

當分析用控制圖中點子均在控制限之內或排列無缺陷時( 即不存在鏈、偏離、傾向、周期性等缺陷)，表明生產過程穩定、無系統因素影響生產過程。通過分析當過程受控且過程能力達到要求后，可將分析用控制圖的控制線延長作為控制用控制圖，進入控制用控制圖階段。

在使用控制用控制圖的過程中，應根據擬定的抽樣頻率和抽樣數量等規定及時抽樣、計算和描點，并對所作的控制圖進行分析，若過程又發生異常，應及時找出問題原因，進行調整，使過程恢復原來的狀態。若出現生產條件的改變或質量改進，且相關改進涉及到分布特征值的改變，應重新設計控制圖，以確�？刂茍D使用的正確性。

3 控制圖在沙門氏菌監測中的應用示例

通常我們要監控的微生物項目較多，本文僅以適于烤炙小雞的沙門氏菌監測結果為例，說明統計過程控制對微生物監測結果的分析、利用和反饋方法。

適于烤炙小雞的沙門氏菌監測結果控制圖的制作步驟：

1．確定控制對象并選用合適的控制圖：本文將控制對象確定為適于烤炙小雞中沙門氏菌的陽性檢出率，其為計數型數據（離散型數據），屬于二項分布，控制圖選用P圖（不合格品率控制圖）。

2．根據美國減少致病菌-HACCP法規§381.94沙門氏菌實施標準中，對適于烤炙小雞的沙門氏菌陽性檢出率規定為≤20.0%，即給定的控制限為控制上限UCL=20%，控制下限LCL=0，無需制作分析用控制圖，可直接采用控制用控制圖進行監控。

3．編制數據采集計劃，確定抽樣數量和抽樣頻率并采集數據。如以每天每車間加工產品中隨機抽取30件產品（n=30）為一個樣本，連續抽取25個樣本。采用快速篩選法得出的檢測數據示于表2。

表2.適于烤炙小雞的沙門氏菌檢測結果

4．計算各個樣本的統計量和控制限：；

5．繪制控制圖并標出各樣本的統計量（見圖2）；

 

圖2.適于烤炙小雞的沙門氏菌檢出率控制圖

 

6．研究在控制線以外的點子和在控制線內排列有缺陷的點子以及標明異常（特殊）原因的狀態：通過分析，上述過程未出現異常情況，過程受控，無需進行控制限的重新設定。

7．可繼續按照既定的抽樣頻率和數量進行描點和分析。

三 小結

在對食品安全要求日趨嚴格的今天，肉禽屠宰加工企業面臨著全球化的產品競爭。而要在競爭中立于不敗之地，就必須擯棄慣用傳統的經驗管理控制模式,將靠事后發現、事后檢驗被動的質量管理模式轉變為預防為主，全程控制的主動質量管理模式，就必須按照國際統一的質量管理標準和方法進行質量管理。只有應用科學的控制手段對過程進行控制，實施全面質量管理才能生產出符合輸入國、特別是輸美質量要求的肉及肉制品。

在禽肉微生物監測過程及監測結果分析中引入統計過程控制方法，有利于及時發現并有效防控微生物污染，將由微生物引發的潛在危害減至最低，提高禽肉質量。同時也為政府主管部門監控、驗證企業實施質量管理體系的有效性，開展肉及肉制品的風險分析、風險評估、風險管理提供科學依據。

 

參考文獻

1. 張公緒 孫靜著 現代質量控制與診斷工程 1999 經濟科學出版社

2. 馬林 六西格瑪管理中國人民大學出版社   2004 

3. 錢夕元 荊建芬 侯旭暹 統計過程控制(SPC)及其應用研究 計算機工程  2004年 19期

4. 沈朝霞 劉劍等 SPC技術在航天產品質量控制上的應用 2006（27）4

5. 何滿田 統計過程控制技術在飼料生產中的應用 飼料廣角 2006年14期

6. Federal Register/Vol.61.No.144/Thursday,July 25,1996/Rules and Regulations. §310.25 and §381.94.

7. Nationwide Raw Ground Turkey Microbiological Survey (January-March , September-November 1995).

8. Canadian Microbiological Baseline Survey of Chicken Broiler and Young Turkey Carcasses.1997.06-1998.05.

9. Guidelines for Escherichia coli Testing for process control Verification in cattle and swine slaughter Establishment.

10. Rebecca Montville and Donald W.Schaffner, Statistical Distributions Describing Microbial Quality of Surfaces and Food in Food Service Operations. Journal of Food Protection, 2004(67)1 ：162-167.

11. Merton R.Hubbard. Statistical Quality Control for the Food Industry.third Edition ,2003.