NASA的测试如何彻底改变了美国的食品检验体系
摘要
本文介绍了NASA在太空食品安全领域的研究如何推动了美国肉类检验方式的变革,进而带来了更高效的疾病检测方法。
20世纪初,由于厄普顿·辛克莱所著的《丛林》引发公众强烈抗议,美国出台了更严格的食品安全规范。NASA则在此基础上更进一步,推动了相关技术的创新发展。
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# NASA的测试如何彻底改变美国食品检测体系
来源:https://www.wired.com/story/book-excerpt-alex-davies-kobuk-the-destroyer-nasa-food-testing/
1906年,由于厄普顿·辛克莱所著的《丛林》揭露了芝加哥肉类加工厂恶劣的卫生状况,引发了公众的强烈抗议(https://www.wired.com/story/the-wired-guide-to-chicago-for-business-travelers/),美国政府遂通过了《联邦肉类检验法》。该法案设立了后来被称为“食品安全与检验局”的机构,由联邦雇员组成,他们每天在屠宰场和加工厂里检查牲畜在宰杀前后是否患有疾病。他们依靠视觉、嗅觉和触觉进行检测,这种方法很快被称为“戳一戳、闻一闻”。这种100%全检的方式足以发现表明患有结核病和囊尾蚴病(由绦虫引起的组织感染)的病变,而且联邦监管的存在也遏制了加工厂使用非法防腐剂及不卫生的操作手段。
但到了20世纪末,随着美国人对牛肉需求的激增,这一体系显然已显得力不从心。面对每小时要宰杀数百头牲畜的加工厂,这种“包罗万象”的检测方式根本无法应对。更严重的问题是,检测手段在技术竞争面前再次落后了。数十年来通过检查心脏、胆管、脾脏、肺脏、淋巴结、肝脏和肾脏等方式,已经基本消除了那些可以通过视觉或嗅觉发现的疾病。但人类却无法看到、闻到或感知大肠杆菌。
1993年,大肠杆菌带来的危险日益凸显,杰克盒子快餐店出售的汉堡导致700多人患病,4名儿童死亡。这一事件引发的公众抗议力度不亚于《丛林》一书带来的反响,促使食品安全与检验局采取了两项措施。作为短期解决方案,该机构额外招聘了160名肉类检验员。更重要的是,它加速推行了一种自NASA决定让宇航员进入太空执行数小时任务以来就在酝酿中的新方法——这些任务时长足以让宇航员感到饥饿。
这一转变发生在20世纪60年代初,当时首次将美国人送入太空的“水星计划”之后,是旨在为后续更长时间的阿波罗登月任务验证所需设备和流程的“双子星计划”。让宇航员在太空中停留数天意味着要解决零重力环境下的各种饮食问题,从进食到排泄都需考虑。但最让航天局首席食品科学家保罗·拉尚斯担忧的,是消化这一中间环节。地球上的食物中毒已经很可怕,在宇航服或太空舱里,其后果则可能是灾难性的。
显而易见的解决方案是采用100%全检方式,对每一份食品都进行病原体检测,并采取零容忍态度。但这种方法并不可行,因为就像炮弹一样,每检测一份食品就意味着有一份无法被食用,这被称为“破坏性检测”。要证明某批产品绝对安全,往往需要销毁其中的大部分。私营企业也帮不上忙;20世纪60年代进行的检测既不科学,也无法满足NASA的需求。大多数病原体都是在被食用者身上“发现”的。
拉尚斯和他的同事们因此开创了一种新的食品安全检测方法。沃尔特·休哈特的控制图(https://en.wikipedia.org/wiki/Shewhart_individuals_control_chart)原本是用于发现制造问题以便解决的工具,而他们则设想了一种更主动的方法,即提前识别出最容易出现问题之处,并将检测重点放在这些地方。其核心理念不是在食品生产完成后才进行检测,而是通过控制生产过程,让此类检测变得不再必要。他们将这种方法称为“危害分析及关键控制点”,也就是今天更为人熟知的HACCP。
为了便于理解,可以把常规的抽样检测想象成服务员让你品尝一小口酒,这样在大家喝满一杯之前就能确认酒瓶没有变质。而休哈特的基本方法则类似于你在准备早餐时做的“测试煎饼”,它能告诉你生产流程是否正常,比如面糊的浓度和烤盘的温度是否合适。HACCP则更像是制作汤的方式——每次加入盐、高汤、柠檬汁或奶油后,你都会品尝一下,看看味道、咸度和酸度是否符合预期。
对于NASA而言,需要分析的危害可能包括物理性危害(比如结晶的汤粉会咬坏牙齿)、化学性危害(比如农药残留)以及微生物性危害(即在太空中最具威胁的病原体)。关键控制点可以是生产过程中的任何一个环节或动作,从采集原材料到真空密封包装都是如此。“我们找出了决定食品是否安全的那些关键步骤,”拉尚斯说,“无论是温度、压力,还是其他相关标准,都是关键控制点。”要送往太空的鸡肉需要先拔毛、去骨、切成适合冻干的小块并煮熟,这样处理后鸡肉就会达到无菌状态。但在从处理到放入冻干机、再到装入塑料包装,以及最后真空密封的整个过程中,都会对鸡肉进行多次检测。直到今天,还没有宇航员在太空中出现食物中毒的情况。
蒂莫西·D·莱顿在其2019年关于食源性疾病的相关著作《疫情》中写道:“HACCP为20世纪70年代之前那种主要依赖直觉、组织松散且效果不确定的工业食品安全体系带来了精细的设计、严格的标准以及精确的测量手段。”为NASA生产无碎屑食品(因为碎片在太空中也会造成问题)并在HACCP发展过程中发挥重要作用的皮尔斯伯里公司,在1971年有一名康涅狄格州女性在其婴儿谷物中发现玻璃碎片后,便将该体系应用到了自身的消费级生产线上。1973年,美国食品药品监督管理局在其针对易发生肉毒杆菌中毒的低酸罐装食品的法规中加入了基于HACCP的规则,这一做法随后推广到了全国。1983年,世界卫生组织的欧洲分支也建议采用HACCP,1985年,美国国家科学院更是宣称其优于“随机食品检测”(即传统的检查方式)。
1996年,也就是杰克盒子店的含大肠杆菌的汉堡导致大量人患病三年后,食品安全与检验局要求美国的肉类加工厂跟上这一发展步伐。到2004年,由大肠杆菌引发的疾病发病率下降了42%,比美国疾病控制与预防中心设定的目标提前了六年实现。2011年,《食品安全现代化法案》要求所有美国食品制造商制定并遵循基于HACCP的安全计划。
在业内专家看来,这种食品安全思维方式就像制造业中的质量控制一样已经根深蒂固。“对成品进行食品安全检测纯属愚蠢行为,”国际产品安全咨询公司的总裁兼首席执行官拉里·基纳说道。他期待机器学习和基因组测序等新技术的应用,能让HACCP变得更加有效。但和所有检测方法一样,HACCP的效用取决于其使用方式。“遗憾的是,在我看来,业界和监管机构在采用这一强大的策略来提升食品供应的安全性方面进展十分缓慢,”基纳说。
事实上,每年都有4800万人因食源性疾病而患病——这相当于每六个美国人中就有一人,128,000人因此住院,3,000人死亡。出现这些数字的原因主要有两点:首先,食品安全问题难以察觉,因此制造商很难将其作为竞争优势;其次,尽管消费者可能声称安全是最重要的,但实际上价格和便利性往往更具吸引力,尤其是在无法明确判断什么食品是安全的、什么不是的情况下。综合这些因素,制造商几乎没有动力付出超出最低标准的努力。与此同时,负责监管大多数非肉类食品的美国食品药品监督管理局也缺乏强有力的执行力。即便进行检查,也主要侧重于确认制造商能否提供完整的安全计划相关文件。
“他们可能每隔几年才会来一次。或者如果某个行业开始引发大量食源性疾病,FDA才会更加关注该领域。但通常都是被动应对,”专注于食品安全领域的律师事务所Marler Clark的联合创始人丹尼斯·斯特恩斯说,“只有当你引发了大规模疫情时,他们才会过来进行自己的检测……他们就像消防队,直到你的房子着火了才会出现。”
不过,我们有证据表明更严格的标准和更严密的检测是有效的。自20世纪60年代以来,法国政府允许某些制造商在其产品上标注“Label Rouge”标志,表明这些产品的质量和安全性已远远超出法律规定的最低标准。这一标志可用于各类产品,但最常出现在鸡肉上。其类似HACCP的质量控制流程包括65项独立的检测项目,对动物的饲养空间和食物种类有严格要求,而且由于是法国,还会由专家和消费者定期进行口味测试,以确保其品质与未标注该标志的产品有“明显差异”。带有“Label Rouge”标志的鸡肉价格通常是普通鸡肉的两倍,但占据了三分之一的市场份额,其沙门氏菌感染率也远低于普通鸡群。
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