食品饮料加工用水的纯水设备生物膜与铜绿假单胞菌污染分析及解决

摘要：

在食品饮料行业，尤其是液态饮料（如茶饮料、植物饮料）、乳制品及保健饮料等领域，生产用水的微生物质量直接关系到产品的安全性和品质。食品加工用水，包括工艺水和纯水，其微生物标准极为严格，菌落总数、霉菌酵母菌以及致病菌（如铜绿假单胞菌）均不得检出。然而，实际生产中，纯水系统常面临微生物污染问题，尤其是铜绿假单胞菌的检出，给产品质量带来严重威胁。本文将深入探讨铜绿假单胞菌的污染来源、特性、传统清除方式的局限性，以及奥克泰士等新型消毒剂在解决这一问题上的优势，同时分析生物膜与铜绿假单胞菌污染的关系，并提出系统性消毒方案。

一、食品加工用水参考微生物标准及铜绿污染影响

1.1食品加工用水微生物标准限值

食品加工用水有着严格的微生物标准。依据相关规定，食品加工用水的水质应符合 GB 5749 的规定，即《生活饮用水卫生标准》(GB 5749 - 2022)。其中，菌落总数需控制在一定范围内，霉菌和酵母菌的数量也有明确限制，而致病菌则是绝对不得检出。

《生活饮用水卫生标准》（GB 5749 - 2022）中的微生物限量标准如下：

• 总大肠菌群
• ：每 100mL 水样中不应检出（MPN/100mL 或 CFU/100mL）。
• 大肠埃希氏菌
• ：每 100mL 水样中不应检出（MPN/100mL 或 CFU/100mL）。
• 菌落总数
• ：每 1mL 水样中不得超过 100CFU/mL（MPN/mL 或 CFU/mL）。
• 蓝氏贾第鞭毛虫
• ：＜1 个 / 10L。
• 隐孢子虫
• ：＜1 个 / 10L。

标准中未对生活饮用水中的霉菌、酵母菌以及除上述之外的其他致病菌作出明确的限量规定，但要求生活饮用水中不应含有病原微生物，以保证用户饮用安全。但在食品饮料，微生物限量中，霉菌 CFU/ml ≤ 20（50）-液态（固态） 酵母 CFU/ml ≤20，对感官有严格要求，出现霉斑、霉味也违反《食品安全国家标准》中的感官要求，例如矿泉水。

对于食品饮料生产而言，无论是生产用水、工艺水还是纯水，这些标准都是确保产品安全的底线。例如，在包装饮用水、矿泉水等产品中，依据食品安全国家标准，铜绿假单胞菌同样不得检出。这一标准的严格执行，是为了从源头上保障食品加工用水的安全性，避免因水质问题引发食品安全隐患。

1.2铜绿假单胞菌污染对产品品质的影响

一旦生产用水系统，如工艺水、纯水等检出铜绿，霉菌，就会对产品品质产生负面影响。而铜绿假单胞菌的污染更是危害巨大。在食品饮料领域，像液态饮料（茶饮料、植物饮料、乳制品、保健饮料等）生产过程中，若使用被铜绿假单胞菌污染的水，可能导致产品变质、产生异味，严重时还可能危害消费者健康。比如在乳制品生产中，铜绿假单胞菌可能破坏乳制品的营养成分，引发变质，影响产品的货架期和口感，对企业声誉造成严重损害。

GB 14881-2025 食品安全国家标准 食品生产通用卫生规范对食品加工用水及设备的要求：水质符合GB 5749规定

GB 5748-2022《生活饮用水卫生标准》

二、各类食品生产加工用水微生物要求——仅供参考

（一）饮料类

茶饮料：水质要求：水的硬度（钙、镁离子）需严格控制，硬水易导致茶饮料浑浊，影响外观品质。

微生物指标：菌落总数≤10 CFU/mL（部分企业内控标准），大肠菌群、霉菌和酵母菌不得检出。风险点：微生物污染可能引发发酵、变质，缩短保质期。

果汁饮料:水质要求：需去除水中异味、有机物和无机盐，避免与果汁成分反应改变风味。

微生物指标：菌落总数≤50 CFU/mL（部分高端产品要求≤10 CFU/mL），大肠菌群、致病菌（如沙门氏菌）不得检出。

包装饮用水（矿泉水、纯净水）

水质要求：需符合GB 19298-2014 食品安全国家标准 包装饮用水、《食品安全国家标准饮用天然矿泉水》（GB 8537-2018）或《瓶装饮用纯净水》（GB 17323）。

微生物指标：大肠菌群、铜绿假单胞菌不得检出。

风险点：铜绿假单胞菌超标是饮用水生产中常见问题，需通过反渗透、超滤等技术严格过滤。

（二）高标准要求的保健食品与功能性饮料类

口服液、营养补充剂：水质要求：需使用纯化水或注射用水，微生物指标遵循药品制药用水标准（中国药典纯化水标准）。

微生物指标：菌落总数≤10 CFU/mL，霉菌和酵母菌≤1 CFU/mL，内毒素控制严格。

风险点：生物膜污染易导致菌落总数、霉菌酵母菌超标，影响产品安全性和功效。

三、针对铜绿假单胞菌污染的行业敏感度及生产环节分析

3.1敏感行业分析

在众多行业中，食品饮料行业对铜绿假单胞菌污染极为敏感。属于革兰氏阴性杆菌，是一种常见的条件致病菌在水系统中不得检出。

特别是包装饮用水、矿泉水行业，由于直接饮用的特性，对水中微生物要求极高，一旦检出铜绿假单胞菌，将严重影响产品质量和企业声誉。此外，食品饮料行业因产品富含营养，微生物易滋生，若加工用水被铜绿假单胞菌污染，可能导致产品变质，危害消费者健康。

铜绿假单胞菌的危害领域广泛，除了食品饮料行业外，还涉及医疗、制药、化妆品等多个领域。在医疗领域，铜绿假单胞菌可引起医院感染，尤其是对免疫力低下的患者，可能导致严重的后果。在制药和化妆品行业，铜绿假单胞菌的污染可能影响产品的质量和安全性，引发消费者的健康问题。

3.2易受细菌生物膜污染的生产环节

从生产环节来看，车间生产用水系统中的涉水管道和罐体是容易受到生物膜污染的重点部位。这些部位的表面有机物质含量高于水体，能为微生物提供丰富营养，促使微生物定殖并形成生物膜。生物膜造成的污染类型多样，从偶然性输入污染导致的短暂轻度污染，到持续性、顽固性污染，严重影响生产用水质量。

易产生生物膜微生物，细菌和真菌，水系统中革兰氏阴性菌为主，铜绿，洋葱伯克霍尔德菌，皮氏罗尔斯顿菌，蜡样芽孢杆菌等。

真菌与细菌类似，也具有形成生物膜的能力，例如念珠菌属、曲霉属等。真菌生物膜为胞外基质（ECM）。ECM以刚性多糖和脂类为主，功能侧重于抗药性。

3.3食品饮料加工用水纯水系统常见消毒方式及困境

01常见消毒方式 - 含氯消毒

在食品饮料加工用水的纯水系统中，含氯消毒是较为常见的方式，其中次氯酸钠的使用尤为广泛。含氯消毒剂具有成本较低、杀菌谱较广等特点，能够在一定程度上杀灭水中的各类微生物。在过去相当长的一段时间里，确实为保障加工用水的微生物安全发挥作用，但长期使用含氯消毒液，易产生耐氯菌。。

02消毒困境 - 耐氯菌与铜绿假单胞菌耐药性-持续污染，无法彻底解决

然而，长期使用含氯消毒剂，如次氯酸钠，逐渐暴露出诸多问题。其中最为突出的就是耐氯菌的出现。由于长期接触含氯消毒剂，部分微生物逐渐适应并进化出抵抗氯消毒的机制，形成耐氯菌。这些耐氯菌在纯水中顽强生存，给消毒工作带来了极大挑战。

而铜绿假单胞菌更是其中的典型代表，它不仅自身抗逆性强，极易形成生物被膜，而且对含氯消毒剂产生了显著的耐药性。铜绿假单胞菌的生物被膜就像一层坚固的铠甲，为其提供保护，使得含氯消毒剂难以穿透并发挥作用。即使加大消毒剂的浓度和作用时间，也很难将其彻底杀灭。这就导致在食品饮料加工用水的纯水系统中，铜绿假单胞菌污染问题愈发严重，难以得到有效解决。

四、食品加工用水铜绿假单胞菌与生物膜污染的关系解析

4.1生物膜为铜绿假单胞菌提供保护

生物膜的形成是一个动态过程，包括细菌起始粘附（定殖）、生物膜发展、成熟扩散、再次定殖等阶段。铜绿假单胞菌在这个过程中，通过分泌胞外组织形成生物膜，将自身包裹其中。生物膜不仅为铜绿假单胞菌提供营养，还能抵抗紫外线、臭氧和各类化学药剂等消杀方式，使铜绿假单胞菌在其中得以生存和繁殖。

4.2铜绿假单胞菌促进生物膜发展

铜绿假单胞菌自身的特性使其在生物膜形成过程中发挥重要作用。它分泌的物质有助于生物膜的构建和稳定，进一步促进生物膜发展，两者相互依存，使得污染问题愈发严重。

4.3铜绿假单胞菌难以清除的原因剖析

铜绿假单胞菌自身特性

铜绿假单胞菌属于革兰氏阴性杆菌，是常见的条件致病菌，在水系统中必须杜绝其存在。它的抗逆性比大多数革兰氏阴性菌都要强，这使得它极难被常规方法杀灭。其突出特性是极易形成生物被膜。

生物被膜也称作生物膜，是附着于有生命或无生命物体表面、被细菌胞外组织包裹的有组织的细菌聚集体。生物膜内包含各种主要生物大分子，如蛋白质、多糖、DNA 等物质。这层生物膜为内部细菌提供营养和保护，使其能够抵抗大多数消杀方式，像紫外线、臭氧以及各类化学药剂。当这些消杀手段接触生物膜表面时，往往会被其中的酶分解，难以穿透生物膜去解决内部微生物。

五、现有食品饮料加工用水系统污染环节排查：铜绿假单胞菌污染精准定位

要有效解决纯水设备中的铜绿假单胞菌污染问题，首先需要准确排查污染环节。污染可能发生在制水端、分配系统或存储单元等各个环节，而高污染环节往往集中在纯水储罐和管道系统。

（一）制水端污染

制水端是纯水生产的源头，如果原水本身受到铜绿假单胞菌污染，或者预处理环节存在漏洞，如过滤器失效、反渗透膜破损等，都可能导致铜绿假单胞菌进入纯水系统。因此，对制水端的排查应重点关注原水质量、预处理设备的运行状况以及制水工艺的合理性。

（二）分配系统污染

分配系统负责将纯水从制水端输送到各个使用点。在这个过程中，如果管道材质不合适、管道连接处存在死角或缝隙、水流速度过慢等，都容易滋生铜绿假单胞菌。此外，分配系统的阀门、泵等设备如果长期未进行清洗和维护，也可能成为污染的源头。

（三）存储单元污染

纯水储罐是存储纯水的关键设备，如果储罐的材质不满足食品级要求、储罐内部存在划痕或腐蚀、储罐的密封性不好等，都可能导致铜绿假单胞菌在储罐内繁殖。同时，储罐的呼吸器如果未定期更换或清洗，也可能引入外界的污染。

通过对以上各个环节的详细排查，可以精准定位铜绿假单胞菌的污染源，为后续制定针对性的消毒方案提供依据。

食品加工用水纯水系统微生物位置状态的转换与污染类型分析

（一）微生物位置状态的转换

1. 水体污染：水中的浮游状态微生物是纯水系统微生物污染的初始形式。这些微生物可能来自原水、空气或其他污染源，在水中自由游动。
2. 表面污染：当浮游微生物接触到罐体、管道表面等物体时，会在这些表面上定殖。由于罐体、管道表面的有机物质高于水体，会为微生物提供更丰富的营养，促进其生长和繁殖。
3. 生物膜形成：随着时间的推移，定殖在表面上的微生物会分泌胞外物质，形成生物膜。生物膜的形成进一步加剧了微生物的污染，使其更难被清除。

（二）污染类型

1. 偶然性输入污染：这种污染通常是由于外界因素导致的，如设备维修时带入污染物、人员操作不当等。偶然性输入污染一般是短暂的、轻度的，但如果不能及时处理，可能会发展为持续性污染。
2. 持续性污染：持续性污染是指微生物在纯水系统中长期存在并不断繁殖的情况。这可能是由于系统存在漏洞，如管道泄漏、消毒不彻底等，导致微生物能够持续进入系统并在其中生存。
3. 顽固性污染：顽固性污染是最难处理的污染类型，通常是由于生物膜的形成导致的。生物膜为微生物提供了强大的保护，使得传统的消毒方式难以将其彻底清除，导致微生物在系统中长期存在。

六、食品加工用水纯水系统系统性消毒方案：日常维护与定期清洗并重

针对铜绿假单胞菌的污染问题，单纯依靠某一种消毒手段往往难以取得理想的效果。因此，需要制定系统性的消毒方案，将日常维护与定期清洗消毒相结合，形成全方位、多层次的污染控制体系。

（一）日常维护：防患于未然

日常维护是预防铜绿假单胞菌污染的重要环节。具体措施包括：

1. 定期监测水质：建立完善的水质监测制度，定期对纯水的各项指标进行检测，如微生物指标、理化指标等，及时发现水质异常情况。
2. 保持设备清洁：对纯水设备的各个部件，如过滤器、反渗透膜、管道、储罐等进行定期清洗，去除表面的污垢和杂质，防止细菌滋生。
3. 控制水流参数：合理调整水流速度、压力等参数，确保水流在管道内保持足够的湍流状态，减少细菌在管道内壁的附着和繁殖。
4. 规范操作流程：制定严格的操作规程，要求操作人员按照规范进行设备的启动、停止、清洗等操作，避免因操作不当导致污染。

（二）定期清洗消毒：彻底清除隐患

除了日常维护，定期对纯水设备进行全面的清洗消毒也是必不可少的。清洗消毒的频率应根据设备的使用情况、水质状况等因素确定，一般建议每季度或每半年进行一次。具体的清洗消毒步骤如下：

1. 排空设备：将纯水设备内的纯水全部排空，确保设备内部无残留水分。
2. 预清洗（酸碱洗等）：使用清水对设备进行初步冲洗，去除表面的浮尘和杂质。
3. 消毒剂浸泡：选择合适的消毒剂，如奥克泰士等，按照规定的浓度和浸泡时间对设备进行浸泡消毒。消毒剂应能够渗透到生物膜内部，杀灭其中的微生物。
4. 冲洗：消毒剂浸泡结束后，使用清水对设备进行冲洗，确保设备内部无消毒剂存留，可用奥克泰士检测辅助工具试纸进行，方便快捷。
5. 检测验证：清洗消毒完成后，对设备内的水质进行检测，验证消毒效果是否达标。

七、关于奥克泰士-食药企业微生物控制专家

德国先进技术，欧盟生态认证，奥克泰士：专业解决生物膜与疑难微生物新选择，一站式解决方案和消毒产品供应，专业技术团队和技术咨询服务，多用途应用于车间环境、空气、设备管道、水系统等。

1. 高效广谱杀菌能力

奥克泰士作为一种新型消毒剂，具有高效杀灭霉菌，孢子，芽孢，铜绿假单胞菌等的能力。其独特的杀菌机制能够穿透生物膜，杀灭生物膜内部的微生物，有效解决传统消毒方式难以触及的问题。

2. 强力破坏生物膜

奥克泰士深度清理生物膜，去除率>99.9%。由于完全的检测验证报告。

能够强力破坏生物膜结构，清除附着在表面上的生物膜EPS（胞外多糖），从而阻断微生物的营养来源和保护屏障，达到长期控制微生物污染的目的。

3.持久稳定，效力不受温度、光照、PH值等外部影响，确保消毒成功。食品级生态型，无色无味，没有毒性和诱变效应。

4.奥克泰士无色无味，完全溶解于水，能够触达水系统的全部角落，对水系统消毒无盲区，天然适用于水系统消毒。

作用原理：先穿透-再分解-杀灭生物膜所包裹的微生物-机械力作用——剥离生物膜、粉碎生物膜。

5. 安全性与残留性验证

奥克泰士对不锈钢等材料基本无腐蚀，极大程度上保障了设备和材料的寿命。同时，消毒完毕后不会存在药剂存留，避免了二次污染的风险。