桶装饮用水生产中铜绿假单胞菌污染的控制研究

摘 要：为确定铜绿假单胞菌在桶装水生产过程中的污染来源及有效控制措施，对湖南省湘西州内3家代表性桶装饮用水生产企业进行专题研究。根据饮用水工艺流程，确定关键控制点，并督促生产企业整改后，选取1家代表性桶装饮用水生产企业，连续3天从水源开始对制水生产线分工序采样。

关键词：桶装水 铜绿假单胞菌 污染控制

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是一种重要的水源和食源性条件致病菌，其分布广泛，对不良环境抵抗力强，它具有多种致病因子，是导致人类急性肠道疾病和皮肤炎症的完全致病菌[1]。饮用含铜绿假单胞菌的瓶装水很可能引发疾病，因此，世界卫生组织（WHO）建议免疫力低下人群不饮用瓶装水[2]。铜绿假单胞菌不但是食源性和水源性致病菌，而且其生长还可影响产品亚硝酸盐含量等理化性状，从而造成经济损失[3]。鉴于此，《GB 19298-2014食品安全国家标准 包装饮用水》删除了菌落总数、霉菌酵母菌等微生物项目，仅保留了大肠菌群，增加了对铜绿假单胞菌的检验要求。近期，湖南省湘西州食品药品监督管理局对湘西州内桶装饮用水开展监督检验，结果显示该类产品合格率不容乐观。监督抽检的31批次桶装饮用水中，合格13批次，不合格18批次，合格率仅为42%，并且不符合项目均为铜绿假单胞菌超过标准要求的限量值（即n=5，c=0，m=0）。被铜绿假单胞菌污染的包装饮用水大量生产销售，将增加人群健康危害的可能性。如何控制铜绿假单胞菌污染，已成为包装水生产厂家面临的一个新问题。

为了解决包装饮用水被铜绿假单胞菌污染这一技术问题，湖南省湘西州食品药品检验所技术人员调研了3家代表性饮用水生产企业，根据《瓶桶装饮用水生产许可证审查细则》确定的关键控制环节，对于桶装饮用水生产过程中可能引起铜绿假单胞菌污染，或者促使铜绿假单胞菌数量增长因素进行全面的分析排查，生产企业按照技术人员提出的解决措施整改后，再对确定关键控制环节进行系统监测，以验证整改效果。

1 桶装饮用水生产工艺流程和作用

1.1 生产工艺流程[4]

水源水→粗滤→精滤→杀菌→灌装封盖→灯检→成品

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瓶（桶）及其盖的清洗消毒

1.2 工艺原理

1.2.1 石英砂过滤器：主要去除悬浮颗粒及大直径微生物。

1.2.2 活性碳过滤器：主要吸附异味及部分有机物。

1.2.3 离子交换和反渗透：主要去除水中大部分阳离子、阴离子，包括重金属、亚硝酸盐和其他污染物。

1.2.4 臭氧消毒：合理控制臭氧产生量和水流速，达到良好的消毒效果。

1.2.5 桶体和桶盖的清洗消毒：桶体根据污染程度确定清洗方法及时间，桶体和桶盖消毒采取含有效氯浓度消毒液浸泡，采取桶体预消毒延长消毒液消毒时间至罐装前达10～15分钟，桶盖清洗后放置于紫外线灭菌柜进行二次灭菌。

1.2.6 灌装与封口：在清洁度10000级灌装车间，使用自动灌装设备生产。

2 关键控制环节的确定和抽样检验

2.1 根据《瓶桶装饮用水生产许可证审查细则》，对造成铜绿假单胞菌污染的因素进行分析，确定关键控制环节[5]。

2.2 抽样、检验方法及整改措施（见表1）

3 连续3天桶装水生产试验检测结果（见表2）

4讨论

4.1 水源水

连续3天检测的水源水铜绿假单胞菌数量都是多不可计，说明虽然对源水池进行清洗消毒，由于土壤和空气等因素，山泉水源仍然存在多不可计的铜绿假单胞菌污染。

4.2 半成品水

连续3天的半成品水中铜绿假单胞菌的检验结果分别为：C=5（2，2，6，3，2CFU/250mL），C=5（17，12，11，45，30CFU/250mL），C=5（4，1，1，0，0CFU/250mL），说明经过水处理系统，可以过滤掉绝大部分的铜绿假单胞菌，第3天C=5（4，1，1，0，0CFU/250mL），说明其中有2桶完全过滤掉了源水中的铜绿假单胞菌。该公司的精滤过程采用了两组沃顿品牌反渗透膜，说明书表述反渗透膜表面微孔的直径在0.5～10nm之间，而采用滤膜法检验铜绿假单胞菌时的纸质膜孔径为450nm，因此，从理论上说铜绿假单胞菌不可能滤过反渗透膜，第3天的2桶未检出也佐证了这一结论。但是，第1天、第2天和第3天的另外3桶都检出了一定数量的铜绿假单胞菌，说明反渗透膜质量不符合标准，或者膜两端接口处密封性存在问题。

4.3 净水

连续3天的净水中铜绿假单胞菌的检验结果分别为：C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），C=5（0，1，0，0，0CFU/250mL），说明臭氧杀菌的效果显著，但是第3天C=5（0，1，0，0，0CFU/250mL）说明其中有1桶还存留1个铜绿假单胞菌，这可能是抽样或运输环节带入的污染。

4.4 成品水

连续3天的成品水中铜绿假单胞菌的检验结果分别为：C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），臭氧含量0mg/L，余氯含量<0.005mg/L，说明净水、桶体、桶盖和罐装环境都符合要求，罐装出来的桶装水全部合格。根据工艺计算，臭氧含量0.7mg/L，检验结果臭氧含量为0mg/L，可能是由于臭氧极不稳定，用500mL升玻璃瓶采样，磨口塞密封，运输回来检验时间过长，因此检验不出臭氧。

4.5 周转桶

连续3天的周转桶中铜绿假单胞菌的检验结果分别为：C=5（44，0，0，0，0CFU/250mL），C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），说明第1天的5个周转桶中有1个桶未充分杀菌，存留44个铜绿假单胞菌落，其他4个周转桶及第2天、第3天的周转桶杀菌效果显著。这也说明周转桶的来源复杂，清洁程度不一，对于污染严重的极个别桶体应该加强消毒，同时建立桶体监测制度。

4.6 桶盖

连续3天的桶盖中铜绿假单胞菌的检验结果分别为：C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），说明桶盖采取消毒液浸泡后，放置于杀菌柜二次灭菌，可以确保铜绿假单胞菌的完全杀灭。

4.7 灌装车间沉降菌

连续3天的灌装间空气沉降菌的检验结果表明：空气洁净度达到万级，但是达不到百级。说明各个环节严格控制，即使在万级空气洁净度的罐装间，也可以生产出铜绿假单胞菌合格的桶装水。

4.8 整改后成品水

整改前成品水中铜绿假单胞菌的检验结果分别为：C=5（8，2，20，0，42CFU/250mL），整改后连续3天的成品水中铜绿假单胞菌的检验结果分别为：C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），说明整改后规范操作，可以确保成品水铜绿假单胞菌的完全杀灭。

4.9 整改后成品水极限存放试验

连续3天的成品水，常温条件下密封性良好的桶装水存放1个月后，再次检验铜绿假单胞菌的检验结果分别为：C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），C=5（0，0，0，0，0CFU/250mL），说明正常存放至保质期内，可以确保铜绿假单胞菌的不再生长。

5 结论

5.1 实验表明，蓄水池水和制水间的废水中含有大量铜绿假单胞菌，是原始污染源。用蓄水池水或者废水洗刷桶体、桶盖及车间地面，是导致铜绿假单胞菌污染桶体、桶盖和空气的主要原因。

5.2 应采用臭氧装置调节半成品水臭氧浓度和水流速，使其达到剩余臭氧浓度0.4mg/L以上[6]。如某家企业设计制水量为7t/H，原臭氧发生器产量不能满足杀菌要求。整改后采购了广州大环公司生产的BNP品牌SOZ-YB-32G臭氧发生器，臭氧产量，氧气源：32g/H，干燥空气源：18g/H，臭氧浓度调节开关调到40%，对于7t/H包装饮用水生产线的整改表明，增加臭氧投入量达到0.7mg/L，以确保罐中臭氧浓度在0.4mg/L以上，杀灭铜绿假单胞菌效果显著。

5.3 某家企业原来将臭氧发生器的臭氧出口管直接插入净水罐底部，没有搅拌或混合设备，臭氧和水接触面积小，混合时间短，造成铜绿假单胞菌全部超标。指导企业采用高压泵垂直安装射流器或汽水混合塔进行整改，以增大接触面积和接触时间，水汽充分混合后进入净水罐。在企业增设半成品水罐，通过高压泵可以不断循环往复添加臭氧杀菌。但是，臭氧浓度较高的成品水，异味较浓，需要放置24h后方能出厂。

5.4 某家企业在净罐出水口加装VITRO紫外线消毒器，保持水层不超过2cm，控制水流速度，光照接触时间不低于10s，确保紫外线强度不低于70Uw/cm[7]，对于净水罐水进行二次灭菌。实践证明，这种消毒方式难以满足桶装水生产速度，效果不佳。

5.5生产制水必须一次灌装完成，剩余混合半成品水，下次灌装前必须排掉不得灌装。或者设立一个半成品罐，一个净水罐，剩余净水重新打气进行臭氧杀菌。

5.6 保持灌装入桶的饮用水臭氧浓度高于0.4mg/L，达到了充分杀菌效果，通过检测证明湘西企业所取源水中溴化物含量较低，即使臭氧充分氧化，还没有发现溴酸盐超出0.01mg/L的标准规定的样品。

5.7 包装材料的清洗消毒是防止桶装水污染的关键控制环节。指导企业建立回收桶检验制度，对每一个周转桶都进行目视检查和闻味检查，观察是否有肉眼可见物，是否有异味。原来的操作规范要求每次将25桶清洗好外壁的周转桶及盖，放入0.35‰消毒池中对桶内壁浸泡10min，每浸泡300桶更换一次消毒液。实践证明，这种消毒方式无法适应生产速度，根据实际情况进行调整，周转桶体拔盖后采购了一台惠州市楚信机构设备厂生产的四工位内洗桶机，采取二氧化氯消毒液预消毒方式，桶体内壁消毒后再送上传输带，通过全自动外刷桶机清洗外壁，进入自动罐装线，以延长消毒时间10～15min。桶盖浸泡消毒清洗后，晾干后放入消毒柜中进行二次灭菌。

5.8 灌装车间空气洁净度，操作人员二次污染，是引起桶装饮用水铜绿假单胞菌污染的又一类突出原因。调研生产企业时，技术人员发现部分操作人员裸露手臂，未戴口罩，鞋靴消毒池消毒时间过短，穿戴工作服随意串岗，从而导致外源性污染。通过加装灌装车间紫外杀菌灯，灌装前，打开紫外灯灭菌30min，10min启动空气净化设备，加强操作人员消毒管理，灌装人员必须经过风淋室进入灌装车间，杜绝处源性污染源。

5.9 灌装机的灌装口加装不锈钢软管，尽量减少净水接触空气。灌装机的内洗桶不少于7个工位，调整消毒、清洗桶内壁时间，保证较长的消毒和冲洗时间。

5.10 入库一个月的桶装水抽检，密封性不好也会导致检出部分样品铜绿假单胞菌超标，说明周转桶生产厂家不一，PC周转桶大多采用压缩成形工艺，没有采用PET瓶采用的柱拉吹一次成形工艺，所以口径存在一定的误差。同时，收缩膜过短，盖子密封性尚存在瑕疵，长时间储存或者剧烈移动，会造成空气污染。建议上车运输时加装倾斜式传送方式检漏，及时筛选出密封性差的桶装水。常温条件密封性好的桶装水，通过库存产品一月复检合格，说明产品质量稳定。

参考文献：

[1] 钱伯钦.假单胞菌属的新问题[J].国外医学微生物学，1986，9（3）：137-138.

[2] 牛胜田.市售瓶装水的微生物学质量及有关条例[J].国外医学卫生学，1994，21（1）：31-34.

[3] 马群飞. 瓶装饮用水铜绿假单胞菌污染研究进展[J].微生物学免疫学进展，2003，02：95-98.

[4] 饮用天然矿泉水及其他包装饮用水的生产工艺《瓶（桶）装饮用水类生产许可证审查细则》第106页.

[5] 关键控制环节《瓶（桶）装饮用水类生产许可证审查细则》第106页.

[6] GB 19304-2003《定型包装饮用水企业生产卫生规范》第4页.

[7] GB 19304-2003《定型包装饮用水企业生产卫生规范》第4页.