包裝飲用水中銅綠假單胞菌污染控制及生產加工工藝改進

□ 張 麗 張繼紅 言 劍 張建輝 周彬彬 宋 晟 湖南省食品質量監督檢驗研究院

水乃生命之源，是人們日常生活中不可獲取的物質之一。隨著人民生活水平的提高，越來越多的人選擇且習慣飲用包裝飲用水。自2015年5月24日，GB 19298-2014《食品安全國家標準 包裝飲用水》[1]實施，增加了銅綠假單胞菌的限量要求以來，食品藥品監管部門監督抽檢結果顯示，包裝飲用水中銅綠假單胞菌的檢出率一直居高不下。

銅綠假單胞菌（pseudomonas aeruginosa, PA），是一種條件致病菌，廣泛分布于各種水、空氣、正常人的皮膚、呼吸道和腸道等[2，3]，易在潮濕的環境存活，對干燥、消毒劑、紫外線等具有較強的抵抗力，對多種抗生素不敏感，甚至還可以導致新菌株的出現，對于抵抗力較弱的人群存在健康風險。因此，世界衛生組織（WHO）建議免疫力低下人群不宜直接飲用瓶裝水[4]。據報道，銅綠假單胞菌可產生多種外毒素、內毒素等治病因子，是導致急性腸道疾病和皮膚炎癥的致病菌[5，6]，同時，因其具有天然耐藥能力，在特定條件下，它還可以引起繼發感染或混合感染的慢性炎癥，引發肺炎、腦膜炎、敗血癥等嚴重急性感染[7]。目前，國內已有因銅綠假單胞菌污染飲用水導致中毒事件發生的報道[8-11]。

鑒于銅綠假單胞菌可能造成的危害，美國、加拿大、日本、歐洲各國以及世界衛生組織/糧農組織（WHO/FAO）等均限定瓶（桶）裝飲用水銅綠假單胞菌3MPN /100 mL或者每250 mL中不得檢出，我國GB 19298-2014《食品安全國家標準 包裝飲用水》也規定每250 mL中不得檢出（采用二級取樣，n=5，c=0，m=0，單位 CFU/250 mL）[1]。

由于部分企業不清楚污染來源也缺乏查找污染來源的手段，所以一直找不到解決措施，給生產和監管帶來了很大的困擾。為解決這一技術問題，本研究首批調研了2家湖南省內重點飲用水生產企業，查找生產工藝中有可能出現污染的風險點，提出風險防范措施，確定關鍵控制點，改進工藝，并進行系統監測，驗證了整改效果。

1 材料與方法

1.1 樣品來源

湖南省2家包裝飲用水企業的水源水、各工藝環節水樣、包裝桶各50批次。

1.2 試劑與儀器

CN瓊脂、乙酰胺肉湯、金氏B（King’s B）培養基、營養瓊脂、氧化酶試劑、綠膿素測定用培養基、鈉氏試劑等均由北京陸橋技術股份有限公司提供。

紫外線殺菌器：廣州市水鼎水處理有限公司。

1.3 檢驗方法

按和GB 8538-2016《食品安全國家標準飲用天然礦泉水檢驗方法》[12]銅綠假單胞菌—濾膜法進行檢驗。250 mL水樣用孔徑為0.45 μm的濾膜過濾，并將濾膜移至CN瓊脂選擇性培養基上，于36±1 ℃恒溫箱中培養48 h，觀察濾膜上菌落的生長情況。依據表1進行銅綠假單胞菌菌落選擇與鑒定，計數3種典型菌落形態之總和，結果以CFU/250 mL計。

1.4 生產工藝流程

包裝飲用水生產工藝流程[13]如圖1所示。

2 結果與討論

銅綠假單胞菌極易粘附于管道、濾膜、出水槽以及增壓泵中繁殖，簡單的沖洗和常規的消毒都難以對其進行清除。在使用各種消毒劑發揮自身優勢殺滅病原微生物的同時，應盡量減少毒副產物的生成，同時保證過濾/純化裝置的正常運轉。為達到理想的消毒效果，我們探索有效的消毒方式對水以及生產裝置進行處理。

表1 在CN瓊脂上生長的菌落選擇和驗證

圖1 包裝飲用水生產工藝流程

2.1 生產過程水處理

根據包裝飲用水的生產工藝，最有可能控制銅綠假單胞菌的工藝是在水源水進入粗濾之前和精濾后，在這兩處設置紫外線殺菌器對水殺菌消毒，同時監測未添加殺菌裝置、增加殺菌工藝當天以及放置一周后水樣被銅綠假單胞菌污染的情況，源水井、粗濾前、精濾處各取100批次水樣檢測，結果如圖2所示。

由圖2可知，未安裝紫外線殺菌器時，水源井、粗濾前、精濾處三處的水樣銅綠假單胞菌檢出率分別為12%、18%和18%，而經過了紫外線殺菌器殺菌消毒后，銅綠假單胞菌的檢出率均低于10%，最低只有4%。由此可證明，在粗濾前或在精濾后用紫外線滅菌器對水樣進行消毒，可有效地控制銅綠假單胞菌對水的污染，特別是在粗濾前和精濾后兩道工序處都用紫外線滅菌器消毒，能更有效地殺滅銅綠假單胞菌。

2.2 包裝材料處理

銅綠假單胞菌的檢出與產品包裝方式也有顯著關系，曾有廠家從清洗消毒后的包裝瓶中檢出陽性菌，筆者在對抽檢數據進行分析時，也發現采用一次性包裝材料的瓶裝飲用水比反復使用包裝材料的桶裝飲用水，其污染程度要小得多，據此可以確定包裝材料也是銅綠假單胞菌污染水樣的媒介之一。因此，強化包裝的清洗消毒工作，尤其是對重復使用的大塑料桶內壁，必須進行嚴格的消毒清洗，并需要防止水流沖洗過程中銅綠假單胞菌借助水霧擴散。筆者針對調研的2家企業，研究摸索了消毒劑的使用濃度和處理時間（見表2）。

表2 包裝容器消毒劑選擇及合適濃度

表3 包裝材料清洗消毒前后銅綠假單胞菌數據

各大水廠對大塑料桶的消毒常選用氫氧化鈉溶液和二氧化氯溶液，經過優化消毒劑的使用溫度、濃度以及消毒時間等，得到最優的清洗大塑料桶的方案。首先用溫度在60～70 ℃，濃度為3～5 mg/L的氫氧化鈉溶液對內容進行清洗，沖洗48 s以上；然后再用濃度為200～300 mg/L的二氧化氯消毒液沖洗64 s以上，最后用純水沖洗30 s以上，清洗掉殘留的二氧化氯溶液。經過消毒處理后的塑料桶身以及瓶蓋，其銅綠假單胞菌的檢測結果見表3。

2.3 生產環境控制

WHO將礦泉水銅綠假單胞菌列為人類皮膚污染指示菌，說明銅綠假單胞菌容易通過交叉污染進入最終產品，這就要求在包裝飲用水的加工生產中，嚴格防止交叉污染。銅綠假單胞菌在利用水流甚至氣溶膠傳播時，比其他微生物更有優勢，因此，為了防止和控制銅綠假單胞菌的污染，除了控制加工中的污染外，保證加工環境、設備和器具的清潔衛生也是控制終產品是否被污染的重要環節。建議洗瓶車間、灌裝車間定期進行消毒處理，具體方案如下：①車間安裝紫外線殺菌燈（燈管定期更換）；②每周對車間使用二氧化氯噴霧自然熏蒸消毒；③設備每半個月進行消毒劑噴霧擦拭；④石英砂過濾裝置每半年用4 mg/L的二氧化氯溶液浸泡消毒；⑤活性炭和反滲透膜按處理能力的要求及時進行更換。

2.4 加工過程消毒控制

在包裝飲用水的生產加工過程中，除了上述環節需要嚴格控制外，源水井、源水箱的出口以及精濾處也極易被污染。本文分別研究了源水井、源水箱出口、精濾處三處日常消毒的頻率，根據三處水樣檢出銅綠假單胞菌的情況以及實際的可操作性，確定了消毒的頻率（見表4），要求源水井15天至少消毒一次，源水箱的出口以及精濾處每周消毒一次。在此情況下，可大幅減少水樣被銅綠假單胞菌污染的情況出現。

2.5 人員控制

生產人員的衛生狀況也是終產品是否被污染的因素之一，這就要求所有的生產人員必須嚴格按照規范要求進行生產活動，必須經過洗手更衣后方能從員工通道進入生產車間。同時，要求要有腳踏消毒池、洗手液洗手、酒精噴淋消毒，進入灌裝車間更是要有更衣風淋措施，避免人體帶入病菌造成交叉感染。

3 質量控制驗證

為驗證對包裝飲用水生產加工過程工藝改進以及消毒控制后的效果，檢測5批次樣品分別在生產當日、一周后、半個月后、一個月后的銅綠假單胞菌（見表5）。由表5可見，在生產工藝中加入了兩道滅菌工藝后，銅綠假單胞菌污染得到了有效的控制。同時，由于對包裝材料進行了行之有效的消毒處理，在桶內放置一周、半個月甚至一個月后，飲用水依然沒被銅綠假單胞菌污染，保障了包裝飲用水在保質期內的質量，符合GB19298-2014《食品安全國家標準 包裝飲用水》的要求。

4 結論

本研究提供了包裝飲用水被銅綠假單胞菌污染的有效控制方法，經過驗證表明，通過在粗濾以及灌裝前加入紫外線滅菌器、對塑料桶以及瓶蓋進行消毒滅菌處理，對源水井以及水箱及時消毒，能有效防止銅綠假單胞菌被包裝飲用水污染。

[1]中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.GB 19298-2014食品安全國家標準 包裝飲用水[S].北京：中國標準出版社,2015.

[2]王燕梅 ,唐震 ,喬昕 ,等 .江蘇省桶裝飲用水中銅綠假單胞菌污染情況調查[J]. 中國衛生檢驗雜志 ,2015(12)：2019-2020．

[3]楊 娟,蔡 震,徐 妍.泰州市桶裝飲用水中銅綠假單胞菌的污染監測[J].中國衛生檢驗雜志 ,2016(12)：1771 － 1772．

[4]牛勝田.市售瓶裝水的微生物學質量及有關條例[J].國外醫學：衛生學 ,1994(1)：31-34.

[5]鄧梅清,張菊梅,郭偉鵬,等.礦泉水中銅綠假單胞菌污染狀況調查研究[J].中國衛生檢驗雜志 ,2009(11)：2672-2673．

表4 加工過程消毒對控制銅綠假單胞菌污染的影響

表5 工藝調整后不同儲存時間效果驗證

[6]馬群飛,林堅,陳美蘭,等.飲用天然礦泉水水源銅綠假單胞菌污染調查[J].環境與健康雜志 ,2001(3)：157-159.

[7]魏磊,吳清平,張菊梅,等．礦泉水和山泉水中銅綠假單胞菌污染調查及分離菌株毒力基因與耐藥性分析[J].微生物學通報 ,2015(1)：125-132.

[8]黃淑華,陳磊,張春艷,等.從市售桶裝飲用水中同時檢出銅綠假單胞菌和成團泛菌[J].中外醫療 ,2014(5)：182-183．

[9]陳 松 ,李 紅 ,李 德 華 ,等 .桶裝飲用水中銅綠假單胞菌污染情況分析[J].現代預防醫學 ,2015(6)：1129-1130．

[10]王燕梅,唐震,喬昕,等.江蘇省桶裝飲用水中銅綠假單胞菌污染情況調查[J].中國衛生檢驗雜志 ,2015(12)：2019-2020．

[11]沈瑛,楊正林,岳鳳．食物中毒標本中檢出銅綠假單胞菌[J]．浙江預防醫學 ,2010(3)：45-46．

[12]國家衛生和計劃生育委員會 國家食品藥品監督管理總局.GB 8538-2016 食品安全國家標準飲用天然礦泉水檢驗方法[S].北京：中國標準出版社,2017.

[13]瓶（桶）裝飲用水類生產許可證審查細則.