饮料无菌灌装的微生物控制

2018-02-14李有为

酒·饮料技术装备 2018年3期

关键词：灌装瓶子无菌

李有为

无菌冷灌装的饮料产品口味更新鲜、营养更丰富，还能降低能耗，减少瓶重，节约成本。但工艺要求较高，灌装时如果发生微生物污染将会导致产品变质，具有一定的风险。因此，如何控制微生物污染风险，以及如何验证无菌生产线十分重要。

1 饮料加工中微生物污染途径

1.1 土壤

土壤为微生物提供了丰富的营养物质和适宜的生长环境，是饮料微生物污染的主要来源。土壤中的微生物数量可达107～109个/g，以细菌最多，可达70%～80%，放线菌约5%～30%，其次是真菌、藻类和原生动物。

土壤中的细菌以形成芽孢的休眠体占优势，营养体以代谢不旺盛的状态存在；霉菌大多以孢子形式存在；酵母菌含量较少。

水果、蔬菜、谷物、豆类、茶叶等植物性原料的表面，都污染有来自田园土壤中的微生物，它们会随原料进入而污染车间的环境、用具。

1.2 水

水是微生物生存的理想环境。自然界中的江、河、湖、海等各种水域中都生存着相应的微生物。

水中微生物主要有藻类、寄生虫、原生动物、病毒、细菌、霉菌，少量酵母。

饮料加工过程中，要用水洗涤原料、生产用具、设备与容器，清洗房间、地面、洗手，用水冷却，用水调配。所以水也是饮料重要的微生物污染源，水质好坏对卫生质量影响较大。应定期检测用水质量，生产用水须进行净化和消毒才可使用。无菌灌装中的冲洗用水应做到无菌。

1.3 空气

空气中营养物质缺乏，且受紫外线照射与干燥的影响，本身不利微生物生存。空气中的微生物主要来自土壤、水、人和动物。如结核杆菌、金黄色葡萄球菌等一些呼吸道疾病的病原微生物，可以随着人口腔喷出的飞沫散布于空气中。

除霉菌孢子可自由悬浮在空气中，空气中的微生物一般都粘附在悬浮的尘埃上，所以尘埃的多少与细菌数量之间关系密切。

空气是饮料重要的微生物污染源。空气中的微生物会直接或间接污染产品。生产中饮料暴露于空气中的时间越长，污染越严重。因此，饮料灌装要在封闭、洁净条件下操作，进入灌装区的压缩空气应经杀菌或过滤除菌，以减少污染的机率。

1.4 动物

动物如苍蝇、蚊虫、蟑螂、老鼠、鸟等的消化道与外表都携带有大量的微生物，是病原菌的重要传播媒介，它们身上带有沙门氏菌、志贺氏菌、弧菌、大肠埃希氏菌等大量病原菌。它们接触食品会造成微生物的极大污染。

因此要加强防虫、防鼠措施，加强卫生管理，定期灭虫、灭鼠。

1.5 人

人的口腔、鼻腔、头屑、毛发中均带有大量的微生物，如未经清洗的皮肤微生物数量可达105-106/cm2。人身上穿着的衣服是微生物传播的媒介，衣服上的微生物主要来自环境中的微生物。当人感染了病原微生物后，如沙门氏菌、结核杆菌、布氏杆菌等，这些微生物可以通过直接接触或通过呼吸道和消化道向体外排出而污染食品。

加工人员患有呼吸道、皮肤、肠道等疾病，或不注意手的清洗消毒，或不修剪指甲，或不清洗或更换工服，都很容易将微生物带到饮料中。

因此加工人员要勤理发、勤剪指甲、勤洗澡、勤换工衣等，以保持整洁与清洁。生产时手必须经常清洗消毒（尤其是便后），穿戴一次性手套、口罩。应定期对从业人员进行健康检查和带菌检查。

1.6 设备和用具

加工过程中的原料颗粒或汁液残留于设备、管道中，生产结束时如没有得到彻底的清洗灭菌，会使原本少量的微生物得以大量繁殖，在使用中会通过与原料接触而造成产品的污染。

用于生产的用具，如运输工具、量具、周转容器等都可成为媒介使产品受到微生物污染。用具在使用之后未经清洗杀菌，就会生长一定种类和数量的微生物。如果它们接触原料或产品，就成为了微生物的接种工具。

因此生产前后必须对所有设备和用具，尤其接触到产品的设备要彻底清洗消毒。

1.7 原料、辅料和包材

植物原料一般都含有其原来生活环境中的微生物，包括来自人畜粪便的肠道微生物及病原菌。谷物粮食中还含有大量的霉菌孢子，还有酵母菌。蔬菜被粪便中肠道致病菌与寄生虫卵污染相当严重。水果在收获、运输过程中可被多种微生物甚至肠道致病菌污染。动物性食品原料的病原菌来源于病畜禽与健康带菌者。在加工、贮运、销售环节因不洁环境，会污染一定种类和数量的微生物。

辅料虽占一小部分，但菌数较高。如药材的菌数可达108个/g，主要有需氧和兼性厌氧的芽孢与大量的霉菌，及其他营养体的细菌。

包装材料在制造、运输、拆封过程中会带有灰尘和微生物，从而成为食品微生物的污染源。

因此要严格把好验收关，防止微生物污染的原料、辅料、包材入厂。而且要加强卫生管理工作，控制好贮藏温度、湿度、虫害控制等。

2 无菌生产线的验证

无菌灌装线的微生物验证可以了解生产线的微生物状况和无菌生产线的风险情况。确定生产线是否可以开始商业生产。

微生物验证前需满足以下前提：设备完成试运行、所有程序完成试运行且参数正常、所有介质可用。

2.1 无菌水与无菌气的验证

在灭菌程序结束后，将无菌取样器连接到无菌水和无菌空气管道的取样阀上，无菌水取样量不小于2L，无菌空气取样量不小于1m3，在无菌条件下转移滤膜到PCA培养基，30℃培养3d。无菌水、无菌气均不得检出微生物。

2.2 设备表面的染色验证

在灌装机对微生物要求特别严格的地方，如冲瓶机、灌装机、压盖机和转接星轮这些区域，喷洒食品级的染料在机器表面上，保持大约30min，然后按正常的设备表面清洗程序清洗。清洗结束后看是否清洗完全，难以观察到的位置可以用白色的棉签擦拭检查。

2.3 洁净度验证

洁净度验证包括洁净级别、压差、气流流向、浮游菌、沉降菌等的检测。

在检测洁净度前，洁净区内部必须进行清洗。在开始所有的测试前，洁净区应最少运行30min。

洁净级别通过尘埃粒子计数器来检测。将粒子计数器的放入洁净区，在充分的净化后，开始采样计数。洁净区的等级应达到百级。

洁净区与外部的压差通过压差计来检测。每个独立区域压力必须大于外界。

洁净区内的气流通过烟雾发生器来检测。空气流向必须从灌装机流向四周,并且压差≥10Pa。

在工作面上放置PCA平板，开盖沉降30min，30℃培养72h。沉降菌应＜1CFU/皿。

在洗瓶机、灌装机、旋盖机的合适位置，用PCA平板通过浮游菌采样器收集1m3的空气， 30℃培养72h。浮游菌采样器必须消毒，以免自身污染。浮游菌应＜1CFU/皿。

2.4 设备表面钢片接种消毒验证

在无菌区域指定的位置上挂上接过枯草芽孢杆菌黑色变种菌（ATCC9372）孢子的钢片，每片含菌量105CFU。

执行SOP标准程序后，将小钢片以无菌方式取出立即转移进含有100mL0.1%吐温20无菌洗脱液的无菌器皿中，振摇器皿，不少于2min。振摇后的溶液用0.2μm的膜在无菌室中过滤，注意样品洗脱的器皿和过滤用的滤器都要用灭过菌的0.1%吐温20无菌洗脱液冲洗。将过滤膜置于PCA平板,36℃培养2d。计数后计算杀菌率，杀菌效率应大于4lg（PAA 2000ppm）。

2.5 设备表面涂抹验证

COP和SOP前后在指定的位置各涂抹一次。可涂抹设备的任何表面，在涂抹时要避免二次污染。

将涂抹棒在无菌条件下放入装有一定量营养肉汤培养基的试管，培养后检查样品是否浑浊、有沉淀或产气。另将一根无菌的涂抹棒浸泡在培养基中作为空白样，另将一根涂抹棒接种微生物浸泡在培养基中作为阳性对照，然后以同样的条件培养。

要求微生物不得检出。

2.6 瓶内消毒灭菌效果验证

取100个瓶子，接入0.1 mL浓度为107CFU/mL的枯草芽孢杆菌黑色变种（ATCC9372）孢子悬浮液，使每个瓶子中的微生物达到106个。在干燥2小时后，取其中20个瓶子要经过正常清洗消毒程序处理并灌入大约100mL无菌水，盖好盖子。

在测试的瓶子中灌入100 mL无菌水，至少振摇5min，然后用0.2μm膜过滤。将过滤膜置于PCA平板,36℃培养2d。

要求灭菌效率≥4lg（PAA 2000ppm）。

2.7 瓶外消毒灭菌效果验证

取100个瓶子，接0.1mL浓度为105CFU/mL的枯草芽孢杆菌黑色变种（ATCC9372）孢子悬浮液到每个瓶子上，每个瓶子大约含有104个微生物。接种位置可根据瓶型取2-3点，接种区域要用防水记号笔标出。

然后将瓶子放好，干燥2小时以上。干燥好后，取其中20个瓶子经过正常清洗消毒程序处理。测试的瓶子在出口传送带上取下来，用无菌袋收集瓶子，用无菌的剪刀无菌操作剪下染菌部位，装入含有100mL0.1%吐温20溶液的无菌瓶中进行20min的洗脱，然后经过0.2μm 膜过滤。将过滤膜置于PCA平板,36℃培养2d。

要求灭菌效率≥3lg（PAA 2000ppm）。