桶裝飲用水生產(chǎn)過程中微生物污染的分析研究*

梁寶愛 孫麗萍 趙海霞 閆 霞

（山西省食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗研究院，山西太原 030012）

隨著桶裝飲用水的日漸普及，居民對桶裝飲用水的需求量大幅增加，其質(zhì)量問題也廣泛引起人們的關注。2014年前國內(nèi)包裝飲用水的相關衛(wèi)生標準未規(guī)定檢測銅綠假單胞菌項目，但近年來，國內(nèi)外關于銅綠假單胞菌污染飲用水的報道層出不窮，如馬群飛、魏磊、李莉等研究表明，銅綠假單胞菌在飲用水中被檢出，其中最高檢出率為31.5%。“銅綠假單胞菌”（Pseudomonas aeruginosa） 原稱綠膿桿菌，是一種重要的水源和食源性條件致病菌，在自然界分布廣泛，各種水、土壤、空氣等都有本菌存在，對不良環(huán)境抵抗力強，具有多種致病因子，是導致人類急性腸道疾病和皮膚炎癥的完全致病菌，長期飲用含銅綠假單胞菌的水容易引發(fā)疾病，存在健康風險。因此修訂后的現(xiàn)行標準GB 19298—2014《食品安全國家標準 包裝飲用水》中新增了“銅綠假單胞菌”指標，明確規(guī)定從同一批產(chǎn)品中采集5個樣品，銅綠假單胞菌限量均為0（CFU/250 mL）。通過近年來國家對桶裝飲用水的監(jiān)督抽檢，結果顯示微生物尤其是銅綠假單胞菌不合格率較高。監(jiān)管部門通過曝光、罰款、約談、對化驗員培訓、停產(chǎn)等多種措施進行整頓，桶裝飲用水的質(zhì)量有所提高，但桶裝飲用水中銅綠假單胞菌仍有檢出。

依據(jù)《飲料生產(chǎn)許可審查細則》 （2017版），對我省11個地市、60余家水廠進行了調(diào)研。調(diào)研結果顯示，水廠生產(chǎn)桶裝飲用水的水源主要是管網(wǎng)水、山泉水、井水。根據(jù)調(diào)研情況，對桶裝飲用水的主要生產(chǎn)工藝進行總結。

制水生產(chǎn)工藝：水源水→粗濾（石英砂、活性炭）→精濾→膜過濾/離子交換（樹脂過濾） /反滲透（一級反滲透→貯水罐→二級反滲透→二級貯水罐）→臭氧殺菌→灌裝封蓋→燈檢→成品

灌裝工藝流程：包裝周轉(zhuǎn)桶（回收桶） →拔蓋→檢漏→包裝桶及其蓋的清洗消毒（外洗→內(nèi)刷→消毒液清洗→清水沖洗→成品水沖洗→瀝干）→灌裝→桶裝飲用水

為了分析桶裝飲用水生產(chǎn)過程中受微生物污染的原因，結合桶裝飲用水生產(chǎn)工藝，在實驗室模擬企業(yè)生產(chǎn)中易引起微生物污染的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并檢測各環(huán)節(jié)微生物污染水的狀況，對造成微生物尤其是銅綠假單胞菌污染的因素進行分析，確定其關鍵控制環(huán)節(jié)。

1 模擬水源水的檢驗

1.1 材料與方法

1.1.1 樣品來源

管網(wǎng)水為公共供水系統(tǒng)的水，樣品來源是選用5個帶塞無菌廣口瓶，將水龍頭嘴里外擦拭干凈，打開水龍頭流5 min，關上龍頭并用95%乙醇棉球灼燒滅菌，打開水龍頭讓水流1 min～2 min后，再接水樣并裝滿取樣瓶。山泉水、井水為非公共供水系統(tǒng)的水，樣品來源于生產(chǎn)桶裝飲用水的企業(yè)。

1.1.2 檢驗方法

依據(jù)GB 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》、GB 4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數(shù)》、GB8538—2016《食品安全國家標準飲用天然礦泉水檢驗方法》進行測定。

1.2 檢驗結果

對水源水中大腸菌群、銅綠假單胞的測定結果見表1。

表1 不同水源水微生物檢驗結果

2 模擬儲水罐儲水未清洗消毒的檢驗

2.1 樣品來源

選用5個未經(jīng)過消毒滅菌的回收水桶，分別裝滿已檢驗合格的水樣，放置10 d～60 d，每10 d取樣檢驗水中銅綠假單胞菌。

2.2 檢驗結果

不同放置時間銅綠假單胞菌檢驗結果見表2。

表2 不同放置時間銅綠假單胞菌檢驗結果

3 模擬回收桶（包裝周轉(zhuǎn)桶）的檢驗

3.1 樣品來源

選用5個已檢出銅綠假單胞菌的桶裝飲用水，將其飲用水倒出，使用回收桶，灌入合格水樣淋洗振搖，每周取水樣檢驗，連續(xù)兩周進行檢驗。

3.2 檢驗結果

連續(xù)兩周回收桶中水銅綠假單胞菌的檢驗結果分別為：n1～n5=4，6，2，3，5（CFU/250 mL），n1～n5=3，0，0，1，1（CFU/250 mL），如圖 1 所示。

圖1 回收桶銅綠假單胞菌檢驗結果

4 模擬膜過濾的檢驗

4.1 樣品來源

從實驗室選取4個不同的水處理系統(tǒng)，分別取經(jīng)過一次膜過濾和二次膜過濾后的水樣進行檢驗。

4.2 檢驗結果

4.2.1 一次膜過濾水樣檢驗結果

經(jīng)過一次膜過濾的水樣中微生物檢驗結果見表3。

4.2.2 二次膜過濾水樣檢驗結果

經(jīng)過二次膜過濾水樣微生物檢驗結果見表4。

5 分析與討論

根據(jù)調(diào)研與實驗室分析研究，造成桶裝飲用水微生物污染的因素考慮從以下幾方面分析。

5.1 源水污染

調(diào)研發(fā)現(xiàn)各生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)所用源水主要為管網(wǎng)水（公共供水系統(tǒng)的水）、井水和山泉水（非公共供水系統(tǒng)的水）等，通過實驗室模擬試驗可知，管網(wǎng)水樣受微生物污染比較低。如果企業(yè)水源采用管網(wǎng)水，在供居民飲用前已經(jīng)過凈化、消毒處理，水源被污染的程度相對較低。若水源采用深井水、山泉水等自然開采水質(zhì)，未經(jīng)過任何消毒滅菌處理，水中含有大量的微生物，易遭受微生物的污染。企業(yè)應采用有效的衛(wèi)生防護措施，建立水源衛(wèi)生防護區(qū)，加強對水源地的環(huán)境保護，嚴防水源受到污染，定期對水源微生物進行監(jiān)測尤其是銅綠假單胞菌。

5.2 儲水罐污染

調(diào)研發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)的源水儲罐，定期使用源水清洗，基本不進行消毒。通過實驗室模擬試驗可知，源水若儲存于長時間沒有清洗消毒或消毒不夠理想的儲罐，易導致水中微生物繁殖，增加源水受污染程度；同時，源水或成品水貯存于水罐中，水體不流動，空氣不流通，長時間儲存，罐體底部產(chǎn)生沉積物，導致微生物大量繁殖生長。企業(yè)要定期檢查儲水罐，應密閉并帶有空氣呼吸器，易于放水和清洗，定期做消毒滅菌處理，避免形成死水層。

5.3 回收桶（包裝周轉(zhuǎn)桶）、蓋污染

調(diào)研發(fā)現(xiàn)桶裝水生產(chǎn)企業(yè)多數(shù)使用回收周轉(zhuǎn)桶，回收桶在運輸和消費者使用過程中容易受微生物污染，因此大企業(yè)特別關注回收桶的驗收、消毒，所用回收桶的內(nèi)部清洗消毒為不少于10個清洗消毒工序（含瀝干工藝）的連續(xù)自動化設備，包括預清洗、洗滌劑清洗、消毒劑清洗、水沖洗、成品水沖洗或符合《食品安全國家標準包裝飲用水》（GB 19298）要求的水沖洗等環(huán)節(jié)；有個別企業(yè)對回收周轉(zhuǎn)桶中殘留水進行微生物檢驗，檢出了銅綠假單胞菌。試驗結果表明，如回收桶清洗消毒不徹底，會導致微生物污染尤其是銅綠假單胞菌的污染，出現(xiàn)不合格。有研究表明，蓄水池水和制水間的循環(huán)水中含有大量銅綠假單胞菌，是原始污染源。因此，加強回收桶清洗消毒是抑制桶裝水微生物污染的關鍵環(huán)節(jié)，清洗桶的水不能使用蓄水池水和制水間的循環(huán)水，必須使用活水，最后一道清洗回收桶工序應使用成品水。灌裝使用的桶蓋是一次性蓋，打開包裝后易被空氣和輸送設施污染，經(jīng)調(diào)研了解，企業(yè)對蓋的清潔消毒有3種方式，具體是使用消毒液浸泡、消毒柜消毒和紫外燈消毒，再放入自動上蓋輸送設施進行灌裝使用，嚴格操作規(guī)范，防止微生物污染。

5.4 制水生產(chǎn)工藝污染

調(diào)研發(fā)現(xiàn)制水過程存在工藝控制不嚴、清洗消毒不及時、交叉污染等情況。一般桶裝水的生產(chǎn)過程包括粗濾、精濾、去離子凈化、反滲透或其他膜過濾、殺菌/除菌等環(huán)節(jié)。經(jīng)調(diào)研，企業(yè)生產(chǎn)中對粗濾、精濾的過濾效果進行定期監(jiān)測和記錄，定期反沖洗和清洗。反滲透或其他膜過濾作為桶裝飲用水生產(chǎn)的關鍵核心工藝，是過濾微生物的最后一道工序，長時間使用而不能及時清洗消毒，膜體附著過多懸浮物、膠體物質(zhì)、微生物等，對濾膜造成侵蝕，大大降低濾膜的阻隔能力，導致微生物污染尤其是銅綠假單胞菌粘附濾膜進行繁殖，造成終產(chǎn)品桶裝飲用水的污染。個別大企業(yè)對反滲透膜或其他膜過濾后的水中微生物進行檢驗，檢出過銅綠假單胞菌。通過實驗室模擬試驗發(fā)現(xiàn)，膜過濾后的水銅綠假單胞菌有檢出。因此，應采取定期更換濾膜或濾料、定期反沖洗和清洗，檢查濾膜性能等措施來保障濾膜質(zhì)量性能。經(jīng)調(diào)研，企業(yè)通常會在反滲透或其他膜過濾后的制備水中加入一定濃度的臭氧進行貯存、灌裝，目的是確保成品水的微生物指標合格。若臭氧濃度不夠或沒有攪拌、混合設備，臭氧和水接觸面積小，混合時間短，導致桶裝水在保質(zhì)期內(nèi)微生物滋生繁殖，從而影響水的質(zhì)量狀況。采用臭氧消毒，要在保證殺菌效果前提下嚴格控制臭氧濃度，避免或減少溴酸鹽產(chǎn)生。

表3 一次膜過濾水樣微生物檢驗結果

表4 二次膜過濾水樣微生物檢驗結果

5.5 灌裝設備和灌裝車間環(huán)境污染

經(jīng)調(diào)研，企業(yè)灌裝設備消毒多采用紫外線消毒，灌裝頭多采用酒精噴灑消毒等。灌裝車間是清潔作業(yè)區(qū)，潔凈度應達到整體千級或局部百級，環(huán)境消毒多采用紫外線消毒。如有些企業(yè)灌裝設備簡陋、消毒不嚴格以及操作不規(guī)范等因素，容易造成微生物污染。在室溫、潮濕條件下微生物尤其是銅綠假單胞菌生長繁殖迅速，會蔓延到正灌裝的水中，使桶裝水受微生物污染，導致不合格。因此，企業(yè)所用灌裝設備應符合《飲料生產(chǎn)許可審查細則（2017版）》規(guī)定要求；灌裝車間是清潔作業(yè)區(qū)，應加裝空氣過濾裝置并定期清潔，對空氣進行過濾凈化處理，清潔作業(yè)區(qū)空氣潔凈度（懸浮粒子、沉降菌）靜態(tài)時應達到10000級且灌裝局部達到100級，或整體潔凈度達到1000級。采用紫外線消毒要保持紫外燈管表面清潔，并定期監(jiān)控紫外線強度；當紫外線強度降低到規(guī)定要求以下時，應及時更換。

5.6 制水管道污染

經(jīng)調(diào)研，企業(yè)制水管道多數(shù)采用消毒液浸泡、成品水反沖洗等消毒滅菌。若長時間不使用、不清洗消毒或有水滯留其中，管道在密閉、潮濕的環(huán)境下很容易滋生細菌，導致成品水通過管道灌裝受微生物污染不合格。

5.7 季節(jié)變化影響

經(jīng)對企業(yè)調(diào)研和對抽檢結果分析，在相同的生產(chǎn)條件下，桶裝水中微生物尤其是銅綠假單胞菌的數(shù)量會隨著季節(jié)變化。銅綠假單胞菌生長溫度范圍為25℃～42℃，在春、冬季環(huán)境溫度低、濕度小，不適宜微生物生長；在夏、秋季環(huán)境溫度較高、濕度較大，微生物易生長和繁殖。抽檢結果表明，夏、秋季桶裝飲用水中銅綠假單胞菌檢出率較高，需加強預防，控制風險。

6 結論

綜上所述，對桶裝飲用水生產(chǎn)過程中的微生物控制應關注三個方面：一是制水生產(chǎn)過程受微生物污染的關鍵環(huán)節(jié)為源水貯存、反滲透過濾膜或其他膜過濾、成品水貯存；二是生產(chǎn)車間環(huán)境受微生物污染的關鍵環(huán)節(jié)為灌裝車間；三是桶裝水灌裝過程受微生物污染的關鍵環(huán)節(jié)為包裝周轉(zhuǎn)桶（回收桶）、蓋、管道、灌裝設備。建議桶裝飲用水生產(chǎn)企業(yè)對生產(chǎn)過程中易受微生物污染的關鍵環(huán)節(jié)加強清洗消毒、檢驗和管理，嚴格過程把關，確保桶裝飲用水質(zhì)量合格。