桶装饮用水中铜绿假单胞菌污染控制措施研究

关键词

桶装饮用水 微生物污染 铜绿假单胞菌 风险控制措施

0 引言

近年来，随着经济社会的发展，人们的生活水平不断提高，饮水理念也发生了变化。由于桶装饮用水具有饮用便利、安全、卫生等优点，受到了广大消费者的青睐，桶装饮用水逐渐成为饮用水消费的主流[1，2]。与此同时，桶装饮用水的质量安全也越来越受到消费者的重视。虽然桶装饮用水整体质量安全水平有所提升，但仍存在一定的问题，并主要集中在微生物污染上。铜绿假单细胞菌污染是导致桶装饮用水质量安全问题的主要原因，此类报道层出不穷，多地区的桶装饮用水屡屡检出铜绿假单胞菌[3-5]。桶装饮用水中铜绿假单胞菌污染问题已成为公众和政府监管关注的重点。

铜绿假单胞菌原被称为绿脓杆菌，在自然界的水、空气以及人的皮肤、呼吸道和肠道等地方广泛存在。该菌为条件性致病菌，正常情况下不致病，但在人体抵抗力下降的情况下可能会诱发皮肤炎症、肠道疾病和继发性化脓感染等病症。在特定条件下，还会导致继发感染或混合感染，从而引发脑膜炎、败血症等严重急性感染。因此，铜绿假单胞菌对于机体抵抗力较弱的老幼病残孕等特殊人群具有较大的危害[6]。本文通过分析近年来桶装饮用水中检出铜绿假单胞菌的情况，从生产角度出发，研究桶装饮用水生产过程中铜绿假单胞菌超标的原因，并针对风险问题提出相应的解决方法，引导企业提高铜绿假单胞菌防控水平，化解铜绿假单胞菌污染风险。

1 桶装饮用水相关法规及标准

为保障人民群众饮用水的质量安全，我国已经建立了相对全面的饮用水质量体系标准，并根据我国实际国情和饮用水食品安全需要，不断更新和完善相关标准。修订后的饮用水国家标准，新增了一些检测项目指标，对检测技术的要求也越来越高[7]。为规范包装饮用水的生产许可管理，2017年新修订的《饮料生产许可审查细则》发布，细则从许可范围、生产场所、设备设施、工艺流程、人员核查及管理制度等多个方面严格要求，提高了包装饮用水生产企业准入门槛，进一步保证了饮用水质量安全。在包装饮用水生产卫生管理方面，出台了GB19304—2018《食品安全国家标准 包装饮用水生产卫生规范》，主要规定了桶装饮用水生产用水源水质监测、水源卫生防护、源水采集以及生产过程中的加工、包装、储存、运输等环节的场所、设备设施、人员的基本要求和管理准则。在包装饮用水质量标准方面，GB19298—2014《食品安全国家标准 包装饮用水》出台并实施后，替代了GB19298—2003《瓶（桶）装饮用水卫生标准》和GB17324—2003《瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准》。新的标准参照国际食品法典委员会、国际食品微生物标准委员会的有关标准，增加了铜绿假单胞菌这一微生物指标，规定铜绿假单胞菌限量为 n=5，c=0，m=0 CFU/250 mL，即在检验过程中，每批次样品需要检验5个样品，且每个样品都不能检出铜绿假单胞菌，此样品才被判定为合格。

2 桶装饮用水中铜绿假单胞菌超标外部原因

从2020年到2023年监督抽检整体情况来看，桶装饮用水铜绿假单胞菌检出率整体呈现下降趋势，但同该类样品其他检测项目相比，桶装饮用水的铜绿假单胞菌的检出率仍较高，存在一定风险。

2.1 季节影响

从不合格样品的季节分布来看，我国每年第三季度的桶装饮用水铜绿假单胞菌的检出率最高，第一季度最低，有明显的季节性变化。从铜绿假单胞菌的生长习性来看，铜绿假单胞菌在4 ℃不生长，而在42 ℃可以生长，最适宜的生长温度是25 ℃～30 ℃[8]。我国每年的7～9月份温度相对较高，适合铜绿假单胞菌的生长，若桶装饮用水生产企业存在生产环境差、消毒不彻底等情况，可能导致铜绿假单胞菌迅速增殖。

2.2 地区环境影响

从不合格样品地区分布来看，我国每年检出桶装饮用水铜绿假单胞菌超标的样品大多分布在秦岭淮河（我国800 mm 等降水量分界线）以南，南方地区的桶装饮用水的不合格率整体高于北方地区，特别是安徽、湖南、湖北、四川、广西、江西几个南方省份近三年桶装饮用水铜绿假单胞菌不合格率均超出全国不合格率。从铜绿假单胞菌的特性来看，其更适合在温暖潮湿的环境生长，我国南方地区温度较北方高，且降水量大导致空气湿度大，更适宜铜绿假单胞菌的生长繁殖。

2.3 水源水质影响

桶装饮用水的主要原料为地下水、湖泊水、自来水等，随着我国经济快速发展，工业废水和生活废水排放量越来越多，不排除有未达到排放标准的污水被直接排放至河湖之中的可能，造成水源水的污染。企业若未及时对水源水进行监控，使用了受到污染的水源水，就有可能导致大量铜绿假单胞菌进入到后续的生产流程，加之部分企业消毒灭菌工艺有效性不足，就可能导致铜绿假单胞菌超标。

3 桶装饮用水生产过程风险分析

3.1 桶装饮用水生产企业的生产流程

水源水→粗滤→精滤→杀菌→ [ 桶及其盖的清洗消毒]灌装封盖→灯检→成品。

3.2 风险点分析

（1）生产人员管理不到位。部分桶装饮用水生产企业未定期开展食品安全相关培训，导致生产人员对食品安全的相关知识学习程度不够，安全卫生意识淡薄，日常生产操作习惯较差，未按照生产操作管理要求进行及时彻底地洗手、更衣、消毒，以上问题均可能导致铜绿假单胞菌污染。

（2）生产设备养护不及时。从生产设备的管理方面看，部分桶装水生产企业的生产设备养护不及时，贮水设备和管道没有定期清洗消毒，粗滤、精滤所用的滤芯没有及时更换，反渗透膜长时间使用不清洗更换，忽视灌装口的清洗消毒。这些问题都会导致生产设备中有污物残留、沉积，给微生物提供生长繁殖的场所，生产过程中的水因此受到污染[9]。

（3）桶及其盖清洗消毒不彻底。桶及其盖的清洗消毒不彻底，主要是桶装饮用水生产企业为节约成本，采用了水桶回收再利用的生产运营模式。回收水桶在用之前需要清洗消毒，但因为桶口窄小、桶腹宽大的特殊构造，不利于清洗消毒，同时在使用专用清洗水桶设备时，可能因为存在清洗程序不合理、清洗喷口不适配或堵塞、消毒剂浓度不够、铜绿假单胞菌产生耐药性等问题导致未能有效杀灭铜绿假单胞菌。

（4）灭菌工艺存在问题。桶装饮用水生产企业一般情况下使用臭氧对过滤后的水进行灭菌，部分企业为保证灭菌效果，会增加额外的紫外线灭菌步骤。臭氧灭菌工艺是在水中通入一定量的臭氧进行消毒杀菌，其能有效杀灭包括铜绿假单胞菌在内的多种微生物。但是，张永清等[10]研究发现，随着臭氧浓度的增加，水中溴酸盐生成量会随之增加。溴酸盐经动物实验证实有致癌性，为国际癌症研究机构（IARC）认定的2B 类致癌物，为避免终产品溴酸盐超标，企业会采取缩短臭氧通入时间、降低臭氧浓度等方法进行控制，当水中铜绿假单胞菌含量较高时，可能会出现杀菌不彻底的情况。

（5）生产环境卫生不达标。国家食品药品监督管理局发布的《饮料生产许可审查细则（2017版）》中规定：清洁作业区对空气进行过滤净化处理，应加装空气过滤装置并定期清洁，清洁作业区空气洁净度（悬浮粒子、沉降菌）静态时应达到10000级且灌装局部达到100级，或整体洁净度达到1000级。然而许多企业缺少专业的空气净化设备，空气清洁度难以达到要求，且部分企业的灌装车间存在环境潮湿、积水等问题，容易滋生微生物，在灌装过程中造成水体污染。

（6）出厂检验不严格。出厂检验是企业保证产品质量的最后一道关。目前，大部分桶装水生产企业规模小，检测设备落后，检验条件简陋，检测方法选择不当，检验人员缺乏专业技术培训和经验，不能对最终产品得出真实的检测结果，导致出厂检验名存实亡。而这些生产问题大都是在政府监管部门的日常检查和监督抽检过程中被发现的，发现和处理问题存在滞后性。

（7）运输过程存在风险。常见的桶装水包装一般都大于或等于15 L，重量达到15 kg以上，桶身光滑无抓手，因此在运输过程中常把桶口作为发力点进行挪动，桶顶盖也在此过程中多次被拉动，可能导致顶盖松动、密封不严，进而引入外部污染。部分桶装水在储存过程中，被存放在通风不畅、温度和湿度较高的仓库中，也会加速微生物的繁殖。

4 桶装饮用水中铜绿假单胞菌的检测方法

目前，在桶装饮用水铜绿假单胞菌的检测方面，主要有两大类方法：一类是以国家标准为代表的微生物传统检测法（滤膜法等）；另一类为采用PCR（聚合酶链式反应）、LAMP 、酶底物等快速检测技术。这些方法能够从菌表型特征、生化特性、基因序列等不同方向分析鉴定铜绿假单胞菌，每种方法都有其特定的优势。

国标滤膜法GB8538—2022《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法》是监督抽检过程中规定采用的方法。该方法操作相对简单，检测所需成本较低，对检验人员的操作要求较低，但检测周期较长，在遇到大批量样本时，不能实现高通量快速检测。在结果判定上，依赖检测人员的技术水平和经验，可能会因为个人主观差异造成误判，导致试验结果的假阴性或假阳性[11]。

PCR检测技术是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它是以待测试样中获得的DNA链为模板，在人工合成的寡核苷酸引物介导下，通过DNA聚合酶作用，扩增特定目的DNA片段。应用于食源性致病菌检测的PCR 技术有常规PCR、实时荧光定量PCR、多重PCR等。实时荧光PCR 技术主要是利用铜绿假单胞菌外毒素特异性基因片段序列进行扩增，同时在反应体系中加入荧光染料或荧光基团，基因片段扩增过程中的浓度变化能够根据荧光强弱来反映，此方法具有很强的特异性和灵敏度[12]。该方法的不足之处是反应系统易受到外源DNA污染，导致假阳性。

曹科峰等[13]建立的利用反应体系的颜色变化及琼脂糖凝胶电泳的差异来反映扩增铜绿假单胞菌的DNA片段浓度的LAMP检测法，比PCR法的检测灵敏度高了约9倍[14]。LAMP检测法不需要大型专业设备配合检测，只需一台温控设备，操作简单，扩增产物不需要经过繁杂的前处理流程。此方法检测结果与传统培养法检验结果一致，同时具有很高的准确率，检测特异性强，适合大批量样品的初筛。

酶底物检测技术是一种特异性的底物检测技术，该方法在培养基中加入底物，利用铜绿假单胞菌快速生长和增殖后产生一种水解酶分解底物，通过底物分解后在366 nm紫外灯下产生的蓝色荧光，以此对铜绿假单胞菌进行鉴定[15]。酶底物法操作简单，检测周期短，在一天内即可得到检测结果，而且无需进行验证试验，最重要的一点是可通过97孔定量盘法进行快速定量，适合作为应对突发公共卫生事件的检测手段[16]。

5 桶装饮用水铜绿假单胞菌风险控制措施

（1）加强水源水质量监测。水源水的质量对终产品的质量有很大影响，企业可以通过选择洁净的水源、加强水源地卫生防护、封闭储运水源水、定时清洗消毒水源水池或运输管道来降低水源水中铜绿假单胞菌的污染风险，确保水源水的安全。使用的水过滤设备的滤膜孔径应符合有关要求，要定期对过滤装置进行清洗消毒或者更换，并在粗滤前或在精滤后分别用紫外线灭菌器对水样进行消毒，可有效地控制铜绿假单胞菌对水的污染[17]。

（2）加强灌装车间卫生管理和生产设备的日常养护。为保证生产过程中的水不被污染，企业应当在生产前对生产车间及设备设施进行消毒处理，生产过程中，车间应保持干燥整洁，如有积水要及时清理。对于易影响产品质量的灌装车间定期开展清洁度检测，保证静态时应达到相应洁净等级要求。对于生产设备，要设置专门的人员定期开展养护，对贮水设备和管道定期排空消毒清洗，定期更换过滤滤芯、紫外线灯等，确保生产设备的清洁，防止铜绿假单胞菌滋生。同时还应注意水处理系统管道的材质选用（如不锈钢），尽量减少管道连接件、消除盲管、使用蝶阀等措施，降低微生物附着风险。

（3）重视水桶的回收和清洗消毒。企业应该对水桶的使用次数和使用期限进行严格限定，可以采用桶上贴签等方式标识水桶的使用次数和使用期，超出使用期限的水桶要及时退出生产线。对于回收的空桶，要放置于干燥洁净的区域中进行清洗消毒，回收桶的清洗消毒环节控制对最终成品水的合格与否至关重要。在消毒剂的选择上，生产企业应使用合适的次氯酸钠、二氧化氯、过氧乙酸、过氧化氢等消毒剂，多探索消毒效能好的消毒条件（消毒时间及消毒剂浓度），并定期更换消毒剂品种，避免铜绿假单胞菌产生耐药性，从而导致消毒失效。

（4）改进杀菌工艺。使用臭氧杀菌工艺的企业，可以根据自身的生产情况进行实验，通过平衡消毒效果和副产物的生成量确定合适的臭氧浓度，计算自身生产条件下杀菌消毒所需要的臭氧量，并依据结果对半成品水进行清洗和消毒，确保臭氧与水混合均匀、浓度稳定后，严格控制臭氧浓度与水流速，使消毒后的水剩余臭氧浓度达到0.4 mg/L以上[18]，既保证杀菌彻底，又确保溴酸盐不超标。

（5）加强生产人员管理。做好人员的教育与培训，强化生产人员卫生意识，对生产人员定期开展健康检查，严格规范生产人员的操作，生产人员进入生产区域和清洁作业区要穿戴防护衣帽鞋，注重手部消毒清洁，严禁裸手操作。

（6）严格出厂检验。对于企业来说，严格执行出厂检验制度是保障企业产品质量的关键措施，加强出厂检验，是企业产品质量的保障。对于不具备较强检测能力的中小型企业，可以选择与有权威的检测机构合作，建立和完善出厂检验制度。对于有较好检验条件的企业，应该重视自身检验检测技术人员的培养，根据自身情况，寻找合适的检测方法，提高自身出厂检验能力。

（7）加强成品运输和储存过程控制。对运输人员进行培训教育，尽量避免在装卸桶装饮用水时，手直接与桶口接触。同时设计合适的装卸工具，便于人员操作，减少运输过程中出现的污染风险。同时制定严格的桶装饮用水存储规范，明确成品桶装饮用水的存储条件，避免在储存过程中因储存环境条件不当导致产品受污染。

（8）重视特定季节、特殊环境下的品质管控。在温度高、湿度大的夏季，桶装饮用水生产企业应该做好关键控制点的防控，可以通过在特定时间段增加出厂检验的频次，采用更加严格的管理标准等方法提高产品质量。对于南方桶装饮用水生产企业而言，常年空气湿度较大，会严重影响桶装饮用水的质量，因此，在初期建厂选址上尽量选择相对干燥、通风良好的地方，或在生产车间重点区域装备除湿设备。有条件的企业可以通过制定并实施更加严格的企业标准，严格规范桶装饮用水的生产，以此减少不合格产品的出现。

6 结语

桶装饮用水的质量安全关系到公众的身体健康。近年来，全国各地开展行动整治桶装饮用水市场。桶装饮用水生产企业作为产品质量控制的源头，应该严格落实主体责任，对生产过程中易出现问题的环节开展自查自纠，定期开展水源检测、做好人员管理和生产设备养护、保持生产车间卫生达标、认真做好产品的出厂检验等工作。只有抓住生产源头，才能从根本上保证桶装水的安全质量，保证消费者的健康权益。