食品饮料枸杞原浆及深加工生产微生物风险点控制原料车间管道芽孢

摘要：在食品饮料行业，其中原浆作为核心原料，其安全性直接关系到终端产品的质量。然而，以枸杞原浆为代表的果蔬汁类饮品，在生产过程中常面临微生物超标问题，尤其是芽孢杆菌污染。芽孢杆菌因其强大的抗逆性（如耐高温、耐干燥、耐化学消毒剂），成为生产中的“顽固敌人”，不仅影响产品保质期，还可能引发食品安全风险。本文将以饮料生产线，枸杞原浆生产工艺为切入点，系统分析芽孢污染的来源、危害及解决方案，并重点介绍奥克泰士这一高效微生物控制技术。

一、食品，原浆饮品生产类型与微生物超标问题

（一）食品原浆饮料的主流生产类型

食品原浆饮料以天然原料为核心，生产工艺呈现多元化、智能化趋势，主要包括以下几类：

1.果蔬汁类原浆：如沙棘原浆、枸杞原浆、红枣原浆、蓝莓、桑葚等原浆，生产流程涵盖原料验收、清洗、榨汁、过滤、杀菌、灌装等环节，核心诉求是保留原料营养成分与天然风味。

2.发酵型原浆：如枸杞果酒、发酵枸杞原浆、果蔬发酵饮品等，需经过原料预处理、发酵、过滤、灭菌、灌装等步骤，发酵过程中微生物控制直接影响产品安全性与风味稳定性。

3.深加工制品：如冻干枸杞冻干粉、蔬菜粉、枸杞多糖提取物、保健食品等，生产涉及冻干、粉碎、提取、纯化等工艺，车间环境与设备清洁度对产品微生物指标至关重要。

4.复合调配型原浆：以多种果蔬为原料，（如水果+蔬菜、茶+果汁），经调配、均质、杀菌、灌装制成，原料多样性增加了微生物污染的风险点。

5.植物蛋白原浆：以豆类、坚果或谷物为原料，提取蛋白质和风味物质，常见于植物奶、豆浆等产品。

其中，枸杞原浆作为近年来热销的健康饮品，其生产已实现智能化数字化升级，涵盖鲜枸杞制干、鲜果榨汁、原浆灌装、多糖提取、保健食品加工等全链条生产线。但由于枸杞原料本身的特性，以及生产环节的复杂性，高抗微生物芽孢杆菌污染成为制约行业发展的关键问题。

（二）分析：枸杞原浆生产常见的微生物超标问题

枸杞原浆生产的微生物超标主要集中在以下指标与环节，其中芽孢杆菌污染是核心症结：

1. 原料端超标：枸杞鲜果在种植、采摘、运输过程中，易吸附土壤中的芽孢杆菌、霉菌等微生物，导致原料菌落总数超标（部分批次可达 10⁵ CFU/g 以上）、大肠菌群超标，甚至检出致病菌。
2. 设备与管道污染：生产管道、打浆机、均质机、灌装设备的内壁及接口处，易残留原料残渣，形成生物膜，芽孢杆菌附着其中繁殖，导致后续产品交叉污染。
3. 灌装环节二次污染：灌装设备表面消毒不彻底、包装材料（瓶、盖）携带微生物、车间空气沉降菌超标等，均会导致原浆在灌装过程中被芽孢杆菌污染。
4. 深加工制品霉菌污染：冻干枸杞冻干粉、蔬菜粉生产车间的空间环境湿度控制不当，设备表面霉菌滋生，导致产品霉菌计数超标。
5. 发酵型原浆异常：十万级发酵车间的无菌环境不达标，发酵过程中芽孢杆菌大量繁殖，导致发酵失败、产品变质。
6. 生产用水(纯水、工艺用水）中管道菌落总数超标，也有微生物，芽孢霉菌的检出，影响终端产品。

枸杞原浆生产中的微生物超标问题

枸杞原浆作为果蔬汁类饮品，其微生物超标问题主要表现为：

• 菌落总数超标
• ：反映产品受微生物污染的总程度，可能由原料、车间环境或设备污染导致。
• 大肠菌群超标
• ：指示产品可能受到粪便污染，存在食品安全风险。
• 芽孢污染
• ：芽孢在成品中检出率较高，因其耐高温、耐消毒剂，常规杀菌工艺难以彻底杀灭，导致产品保质期缩短或变质。

二、灌装工艺溯源：十万级发酵型枸杞原浆生产车间关键工艺微生物污染分析

2.1管式瞬时灭菌工艺中的芽孢挑战

1. 芽孢的顽强抗性：在十万级发酵型枸杞原浆生产中，管式瞬时灭菌旨在通过短时间的高温处理，杀灭原浆中的微生物，同时最大程度保留其营养成分和风味。然而，芽孢作为某些细菌的休眠体，具有超强的耐热性。例如，芽孢杆菌属的芽孢，在形成过程中会合成特殊物质，如吡啶二羧酸（DPA），它与钙结合形成的复合物，能显著提高芽孢的耐热性。在管式瞬时灭菌通常采用的高温条件下，部分芽孢仍可能存活下来。
2. 灭菌工艺局限性：管式瞬时灭菌设备虽然能够快速升温并维持高温状态，但由于原浆在管道内流动的速度、温度分布均匀性等因素影响，可能存在局部区域未达到足以杀灭芽孢的温度或时间。而且，芽孢在高温下进入休眠状态，一旦环境适宜，便会迅速复苏繁殖，导致微生物污染问题在后续生产环节中 “卷土重来”。

2.2灌装工艺的微生物污染风险

1. 环境微生物侵入：灌装环节对卫生条件要求极高。尽管是十万级洁净车间，但空气中仍可能存在少量微生物，芽孢由于体积微小、重量轻，可长时间悬浮在空气中，随着空气流动沉降到原浆或包装容器上。例如，车间人员的走动、设备的运行等产生的气流，都可能携带芽孢进入灌装区域。
2. 设备与包装材料污染：灌装设备表面若清洁消毒不彻底，芽孢杆菌可能在其表面形成生物膜。生物膜不仅为芽孢提供保护，使其更难被消毒剂杀灭，还可能在灌装过程中不断释放芽孢到原浆中。此外，包装材料在储存、运输过程中也可能受到芽孢污染，若在灌装前未进行充分消毒，芽孢就会随着包装材料进入产品，造成微生物超标。

2.3CIP 在线清洗工艺的芽孢残留隐患

1. 管道结构复杂：CIP 在线清洗系统旨在对生产管道进行原位清洗和消毒，确保管道内无物料残留和微生物滋生。然而，生产管道内部结构复杂，存在许多弯道、阀门、接头等部位，这些地方容易形成清洗死角。芽孢杆菌一旦在这些死角处定植，就很难被 CIP 清洗过程中的清洗剂和消毒剂彻底清除。
2. 消毒剂效果受限：传统的 CIP 清洗消毒所使用的消毒剂，对于芽孢的杀灭效果往往不尽人意。芽孢具有多层致密的细胞壁结构，普通消毒剂难以穿透其外壁，从而无法有效破坏芽孢内部的生命物质。即使延长消毒时间或提高消毒剂浓度，也可能因对管道材料的腐蚀性增加，影响管道使用寿命，且仍无法确保芽孢被完全杀灭。

三、原浆灌装污染溯源：枸杞原浆生产微生物污染的核心环节与成因

枸杞原浆的生产工艺涵盖原料验收、清洗消毒、打浆磨浆、调配均质、杀菌灌装等多个环节，旨在保留枸杞的营养成分并确保产品安全卫生。

枸杞原浆生产的微生物污染并非单一环节导致，而是原料、生产过程、环境、设备等多因素叠加的结果，其中芽孢杆菌的 “顽固性” 是关键难点。例如、枸杞原浆、饮料、果酒等产业使用的原料是植物原料、水果蔬菜，植物、果蔬经常会携带大量的芽孢杆菌，进一步污染生产线，导致饮料、果酒等成品芽孢杆菌污染。

（一）核心污染源：芽孢杆菌的来源与传播路径

芽孢杆菌是一类革兰氏阳性菌，广泛存在于土壤、水、空气、植物表面，其显著特性是能形成休眠体 —— 芽孢，可在恶劣环境中存活数年甚至数十年。在枸杞原浆生产中，芽孢杆菌的传播路径清晰且隐蔽：

1. 原料自带（源头）：枸杞作为植物原料，其根系与土壤接触密切，表面易吸附枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等常见芽孢杆菌。尤其是露天种植、自然晾晒的枸杞，芽孢污染率极高，部分原料的芽孢数量可达 10³ CFU/g 以上。这些芽孢随原料进入生产线，成为后续污染的 “潜在风险”。
2. 生产设备与管道残留：枸杞原浆的生产管道、阀门、换热器等设备存在诸多死角，原料残渣易在此处堆积，形成生物膜。生物膜是微生物的 “保护罩”，芽孢杆菌隐藏其中，常规清洗消毒难以触及，导致设备成为长期污染源，持续污染后续生产的原浆。
3. 生产灌装无菌环境二次污染：车间空气、地面、墙面、操作人员手部、工作服等，若消毒不彻底，会成为芽孢杆菌的传播载体。例如，操作人员手部携带的芽孢杆菌，在接触原料或设备时会转移至产品中；车间空气沉降菌中的芽孢，会落入敞口的原浆或包装材料表面。
4. 包装材料与辅料污染：未经过严格消毒的玻璃瓶、瓶盖、密封圈等包装材料，可能携带芽孢杆菌；生产中使用的水、添加剂等辅料，若微生物指标不达标，也会引入污染。

（二）关键工艺漏洞：芽孢污染的高发环节

枸杞原浆的生产工艺涵盖原料验收、清洗消毒、打浆磨浆、调配均质、杀菌灌装、成品储存等多个环节，其中以下环节最易成为芽孢污染的 “高污染”：

1. 原料验收与预处理：部分企业为追求效率，省略原料微生物检测步骤，导致污染严重的原料直接入库；清洗环节仅用清水冲洗，未采用有效的消毒措施，无法去除原料表面的芽孢，可用奥克泰士方案解决原料。
2. 打浆与均质环节：打浆机、均质机的内壁易残留枸杞果肉残渣，若清洗不彻底，残渣腐败后会滋生大量芽孢杆菌，污染下一批次产品。
3. 杀菌工艺不达标：部分企业采用的巴氏杀菌（83-87℃，25-30 分钟）或管式瞬时灭菌，难以彻底杀灭芽孢；发酵型原浆在发酵后未进行二次灭菌，导致芽孢残留。
4. CIP 在线清洗不彻底：CIP（在线清洗）系统是清洁管道的核心设备，但部分企业的清洗流程不合理（如清洗剂浓度不足、循环时间过短），无法穿透生物膜，导致管道内壁芽孢残留。
5. 灌装与封口环节：灌装设备表面消毒不彻底、无菌灌装环境被破坏（如车间压差不足、空气净化系统失效）、封口不严密等，均会导致二次污染。
6. 成品储存环境不当：成品仓库温度、湿度超标，导致残留的芽孢杆菌在适宜条件下萌发繁殖，引发产品变质。

四、技术解析：为什么常规消毒方式难以杀灭芽孢？

在食品生产中，企业常用的消毒方式包括物理消毒、化学消毒、高温灭菌等，但这些方式在面对芽孢时往往 “力不从心”，核心原因在于芽孢的特殊结构与常规消毒方式的局限性。

（一）芽孢的 “ 高抗性”：特殊结构决定其顽固性

芽孢杆菌的特性与抗逆性

芽孢杆菌是一类能形成芽孢的革兰氏阳性菌，其芽孢具有极强的抗逆性。芽孢可耐受高温（如100℃以上）、干燥、紫外线辐射以及多数化学消毒剂的作用，使得常规消毒方式难以彻底杀灭。此外，芽孢杆菌在环境中广泛存在，可通过空气、水、土壤等途径传播，进一步增加了生产过程中的污染风险。

芽孢是芽孢杆菌在营养缺乏、环境恶劣时形成的休眠体，其结构极为特殊，如同穿上了多层 “防御铠甲”，芽孢组成的外壁具有三层结构，分别是外层的胶质层、中间的薄壁层和内层的内壁层：

1. 外层结构：芽孢外层为芽孢衣，由蛋白质组成，致密且具有疏水性，能阻挡消毒剂、高温、紫外线等外界因素的渗透。
2. 中层结构：芽孢衣内侧是皮层，由肽聚糖组成，含水量极低，能减少外界环境对核心的影响；皮层中含有吡啶二羧酸（DPA），与钙离子结合形成复合物，能稳定芽孢的 DNA，增强其抗逆性。
3. 核心结构：芽孢核心是芽孢原生质体，包含 DNA、核糖体等遗传物质与细胞器，处于休眠状态，代谢活动几乎停止，常规消毒方式难以破坏其遗传物质。

这种结构让芽孢能耐受极端温度（-20℃至 120℃）、干燥、酸碱、消毒剂等恶劣环境，常规消毒方式仅能杀灭繁殖期的细菌，却无法穿透芽孢的 “铠甲”，导致芽孢在适宜条件下（如进入原浆后，营养充足、温度适宜）重新萌发为繁殖体，大量增殖后导致产品微生物超标。

（二）常规消毒方式的局限性

1.物理消毒的短板

• 高温灭菌：巴氏杀菌（83-87℃，25-30 分钟）、低温瞬时灭菌（95℃）的温度与时间不足，无法破坏芽孢的皮层结构与 DNA；即使是煮沸消毒（100℃，30 分钟），也难以彻底杀灭芽孢。
• 紫外线消毒：紫外线仅能作用于微生物表面，无法穿透管道内部、生物膜、包装材料等，且对芽孢的杀灭效果极差，仅能杀灭少量表面芽孢。
• 过滤消毒：仅能去除原浆中的杂质与部分细菌，无法过滤掉体积微小的芽孢。

2.化学消毒的不足

• 含氯制剂：次氯酸钠等，对繁殖期细菌杀灭效果较好，但对芽孢的杀灭率极低，且易残留氯味，影响产品风味；同时，含氯制剂腐蚀性强，会损害设备。
• 酒精类消毒剂：物表75% 酒精仅能杀灭细菌繁殖体，对芽孢无效，且易挥发，作用时间短。
• 季铵盐类消毒剂：杀菌谱窄，对芽孢几乎无杀灭效果，且易产生抗药性。
  

3.高温瞬时灭菌的工艺局限

枸杞原浆生产过程中，各工艺环节紧密相连。一旦在某一环节芽孢污染未得到有效控制，就容易在后续环节中扩散和繁殖。例如，管式瞬时灭菌后若芽孢残留，在灌装环节由于原浆温度降低、营养物质丰富，芽孢会迅速复苏，进而污染包装好的产品。

4.CIP 在线清洗的常见问题

• 清洗流程不合理：仅用清水或单一清洗剂冲洗，未进行 “碱洗 - 酸洗 - 消毒” 的完整流程，无法去除生物膜。
• 消毒剂选择不当：使用对芽孢无效的消毒剂，或消毒剂浓度不足、循环时间过短，导致管道死角残留芽孢。
• 未进行清洗效果验证：清洗后未检测管道内壁的微生物指标，无法确认是否存在芽孢残留。

五、奥克泰士：一站式微生物解决方案

1. 奥克泰士技术优势

奥克泰士是一款源自德国的食品级生态消毒产品，EMAS欧盟生态认证，采用先进复合型技术。

01. 一站式微生物解决方案

奥克泰士提供从微生物检测、风险评估到消毒方案制定的全流程服务，帮助企业建立科学的微生物控制体系。

02. 专业技术团队与案例支持

奥克泰士拥有专业的技术团队和丰富的行业案例，可根据企业实际需求提供定制化解决方案，确保消毒效果达标。

2.消毒技术产品优势：

• 高效广谱杀菌
• ：杀灭率>99.999%，远超传统消毒剂，能彻底解决霉菌、芽孢污染等疑难问题，杀灭各种微生物，大肠菌群，沙门氏菌，铜绿等致病菌。
• 持久稳定
• ：效力不受温度、光照、PH值等外部因素影响，确保消毒成功。
• 食品级生态型
• ：无色无味，无毒性和诱变效应，符合食品级安全标准。
• 设备管道良好兼容性
• ：对不锈钢等材料基本无腐蚀，保障设备和材料寿命。
• 无残留
• ：消毒完毕后不会残留药剂，避免二次污染。

2. 奥克泰士的应用场景

• 空气消毒
• ：通过雾化或喷洒方式，杀灭车间空气中的芽孢杆菌、霉菌等微生物。
• 环境表面消毒
• ：对地面、墙面、设备表面等进行彻底消毒，防止微生物滋生。
• 设备表面消毒
• ：对打浆机、灌装机、管道等设备表面进行消毒，防止交叉污染。
• 管道及水系统消毒
• ：深度清理生物膜，杀灭水体浮游微生物（如铜绿假单胞菌、Bcc、罗尔斯通氏菌），确保水系统安全。
• 原料（枸杞，沙棘，蓝莓，植物果蔬等）解决方案