饮用天然矿泉水中微生物污染及控制措施

（北京市自来水集团石景山区自来水有限公司，北京 100000）

随着天然矿泉水越来越受到市场的青睐，该行业得到了迅猛发展，同时也出现了不少问题。据近几年国家食药监总局公布的对饮用天然矿泉水的抽检结果来看，企业产品的合格率并不稳定，比较突出的问题就是微生物指标超标导致的产品不合格。众所周知，饮用天然矿泉水在生产过程中是不允许添加任何防腐剂的，也不能采用高温、高压工艺消毒灭菌的，以免改变其特性，因此，相比其他饮品，天然矿泉水的生产难度较大。从某种意义上来说，微生物污染已成为制约饮用天然矿泉水行业健康发展的重要因素，如何有效控制微生物污染已成为摆在越来越多企业面前的一个亟待解决的大问题。

1 生产工艺流程

饮用天然矿泉水的基本生产流程如图1所示。

图1 饮用天然矿泉水的基本生产流程图

2 微生物污染的主要评价指标

国家标准GB 8537-2008《饮用天然矿泉水》中规定了4项微生物指标，分别为：大肠菌群、粪链球菌、铜绿假单胞菌和产气荚膜梭菌，具体要求见表1。

表1 微生物指标表

另外，国家标准中虽没有对霉菌和藻类进行规定，但在日常生产过程中，也会造成污染。且成品一旦受到污染，便有可能产生肉眼可见的絮状沉淀，表现为有色或沉淀形状多样，并且随着时间的推移沉淀会逐渐增加[1]，产品随之产生异味影响口感，同时也会造成感官指标的不合格，不仅会给消费者带来潜在的健康威胁，也会给企业造成极大的损失。

国家标准虽然取消了反映水质情况的重要指标要求，即“灌装产品菌落总数＜50 CFU/mL”，但菌落总数仍是反映企业管理及产品质量控制情况的重要参考指标，很多企业仍保留其作为内控指标[2]。

3 微生物污染的原因分析

引起饮用天然矿泉水受到污染的微生物并非水中固有，而是直接或间接的来源于空气或土壤。在生产过程中微生物污染问题最容易产生并且又最难控制，因此，为了全面分析饮用天然矿泉水微生物污染的原因，本文采用5M1E分析法，即从人（Man）、机（Machine）、料（Material）、法（Method）、环（Environment）和测（Measurement）6个方面阐述影响因素，寻找解决办法。

3.1 人（Man）

在质量控制中，人的因素占有极其重要的地位和作用。饮用天然矿泉水的生产企业对人力的投入相对较低，普遍存在从业人员专业素质不高，企业管理者对配备专业质量管理人员的重视度不高等现象，致使质量控制、质量体系运行等工作无法正常、有效的开展。

另外，生产人员卫生意识淡薄，对卫生管理制度及操作规程的执行不够严格，监管不到位，都会直接导致产品受到微生物污染而不合格。

3.2 机（Machine）

饮用天然矿泉水的生产设备主要包括水处理设备（过滤设备、杀菌设备）、管道、水贮存设备、灌装设备、清洗消毒设备和空气净化设备等，对这些设备的日常清洗消毒及保养不到位或不及时，也会引起微生物的污染。此外，有些企业为了节省成本，简化生产辅助性设备设施的设置，如消毒柜、洗手设备、洗靴池等十分简陋，起不到消毒清洗的效果；未设置防蝇、防尘、防鼠设施；对设备、管道维修后未进行充分清洗消毒便投入生产使用等，都会造成产品的微生物污染。

3.3 料（Material）

饮用天然矿泉水的生产过程所涉及的原材料主要水源水、瓶（桶）及其盖。

3.3.1 水源水

对水源水保护不到位，没有在水源附近建立保护区，或者保护区的建立没有严格执行GB/T 13727-2016《天然矿泉水资源地质勘查规范》的相关规定，均会极易对水源水造成污染。另外，未定期对原水池进行排空、清洗、消毒，也是微生物大量滋生的主要原因之一。

3.3.2 瓶（桶）及其盖

对瓶（桶）及其盖的清洗消毒不彻底会直接导致产品微生物指标超标，特别是对回收桶的清理。虽然多数企业对回收桶都有灌装前的检查，并用洗涤液、消毒液、成品水进行多工位自动化冲洗，但是对于污染程度较重的水桶，只进行灌装机上的冲洗，而忽略了桶的预清洗消毒，便很难保证清洗消毒的效果。此外，冲洗时水桶倒置的位置不正，喷头偏于一侧，清洗不全面；冲洗水压不足，冲刷不力；消毒液长时间循环使用，浓度降低，起不到抑菌作用；企业为降低成本，缩减冲洗次数等因素，都将导致回收桶的清洗消毒不彻底，使微生物残留而造成二次污染。

瓶（桶）及其盖的密封性差也会导致产品受到污染。部分企业所使用的瓶（桶）与其盖口径不匹配；有的瓶（桶）盖本身材质、构造有缺陷，质地脆硬或偏软，机械强度偏小，因而造成封口不严，在产品储存、运输过程中极易导致污染。

3.4 法（Method）

生产工艺不合理也是导致产品微生物污染的重要因素。从饮用天然矿泉水的生产工艺流程看，影响产品质量的重要加工工艺包括杀菌工艺、消毒工艺及灌装工艺。

3.4.1 杀菌工艺

臭氧作为一种强氧化剂，具有杀菌能力强、速度快，能迅速分解后无残留等优点，被广大生产企业普遍应用。其作用效力与臭氧浓度的设定及控制有直接关系，臭氧浓度要根据水质情况、水中矿物质含量、水的酸碱度、水流速度等进行合理设定。臭氧浓度过低、与水混合不均匀，无法达到杀菌效果，浓度过高会有生成消毒副产物溴酸盐的风险，所以要严格控制臭氧浓度。然而有些企业为了降低溴酸盐的产生一味的减少臭氧投加量，甚至不加臭氧，都将加剧产品受到微生物污染的风险。另外，部分企业选择的臭氧混合方式较为简陋，没有采用氧化塔或文丘里管，而是直接将臭氧出气管通入贮水罐，这样会造成臭氧无法与水充分混合，使杀菌效果大打折扣。

3.4.2 消毒工艺

对消毒剂的选择、浓度的设定要根据自身设备、工艺、水质情况来选择，否则达不到消毒效果。有些企业盲目选择消毒剂，反复多次使用而不补加、使用浓度较低，作用时间较短，活化时间不到位、活化效果不佳，对消毒剂的浓度缺少监控、随意性较大、没有形成程序性文件或作业指导书，这些都会导致消毒效果不佳，引起微生物超标。

3.4.3 灌装工艺

企业在对生产线设计时，一般都会考虑到增产的可能，将生产线规模设计得有余量，可能会出现生产线间歇运转，存在被细菌污染的可能[3]。目前大多企业所使用的灌装设备均为消毒、冲洗、灌装一体机，自动化程度较高，但是部分企业为了降低成本，所用的灌装机工位较少，消毒及冲洗泵喷水压力和流量不足，喷水时间较短，从而导致桶的消毒不完全。

3.5 环（Environment）

环境的影响主要在灌装间。①灌装间封闭不严。②空气净化设施运行不正常，过滤网不更新，布局数量达不到净化室的要求，灌装间负压。③空气消毒用紫外灯装置的密度及高度未达到要求。④非生产时间紫外灯辐照时间不足，都能导致空气消毒不彻底，灌装时水会受到污染。此外，车间地面没有坡度，未设置排水沟，导致积水严重，空气潮湿，为霉菌的生长提供了有利条件。

3.6 测（Measurement）

企业没有完善的产品自检制度，对过程检验重视度不够，自检把关不严，对臭氧浓度、消毒剂浓度、瓶（桶）及其盖的清洗消毒效果、灌装间的空气洁净度等情况监测不到位，对存在的问题不能及时发现并处理。有的企业没有化验室或缺少产品检测设备，没有专职检测人员，自检设备或技术不足，出厂检验形同虚设，甚至产品未经检验就出厂销售。也有部分企业没有严格开展对水源水的定期监测。这些情况均会导致消毒效果不佳。

4 微生物污染的控制措施

4.1 人员的控制

企业必须加强对人员的管理和培训。引进食品专业管理人员，设置食品安全管理人员、食品安全专业技术人员、检验人员等岗位，实行全面质量管理。加强对直接参与生产、检验的技术人员进行《食品安全法》及其他相关法律法规、质量管理和有关专业技术的培训、考核。建立健全卫生管理制度，强化生产人员无菌操作观念，必须穿戴消毒过的工作衣帽、口罩、鞋，经洗手消毒后方可进入车间。人员应保持良好的个人卫生习惯，必须取得健康合格证明后方可上岗工作，每年至少进行1次健康检查。

4.2 设备设施的控制

企业应根据《饮料生产许可审查细则》的要求严格配备必备的生产设备设施，定期对设备进行清洗消毒和保养，并做好记录。过滤设备的滤芯使用一段时间后必须及时更换，定期对过滤系统进行反冲。臭氧发生器在长时间使用后臭氧的产出效能会降低，必须定期进行维护保养，在选型时应选择产气量稍大的型号，适当留有可调节的余地，保证杀菌效果。管材、生产设备、贮水罐等建议采用不锈钢材质，管道连接要严密，不得有泄漏；生产设备应为连续自动化设备，降低人工操作；贮水罐应安装带有过滤装置的空气呼吸器。

4.3 原材料的控制

4.3.1 水源水

加强对水源水的卫生管理。按照GB/T 13727-2016《天然矿泉水资源地质勘查规范》的要求设立水源水卫生防护区，区内不能积水、禁止放牧、禁止建造与矿泉水生产无关的建筑物，严禁堆放工业废渣，排放生活污水、工业废水、农药，以及在附近建厕所或铺设排污水管等行为[4]。

加强对水源水的水质监测。每年按丰水期和枯水期各监测至少1次，掌握天然矿泉水资源天然动态和开采动态变化规律，遇到特殊情况，如地震、洪水时，应增加监测次数。

4.3.2 瓶（桶）及其盖

重视对瓶（桶）及其盖的清洗消毒，特别是回收桶。要加强对回收桶的挑选和分类处理工作，在自动灌装冲洗之前，对桶进行预清洗消毒，这样才能提高桶的消毒效果。

此外，瓶（桶）及其盖密封性差也是造成污染的关键。原材料的进购应选用有资质的厂家，由专人对瓶（桶）及其盖的密封性进行验收。在生产过程中和出厂检验时均要对设备的密封性进行检查。

4.4 生产工艺的控制

根据企业的实际情况及水质情况合理设计生产工艺，优化生产流程，使其更加符合微生物控制的要求。在水处理过程中，应对臭氧浓度实行严格监控，设定合适的臭氧浓度阈值，使其即达到杀菌效果，又可避免溴酸盐的产生。在消毒剂的使用上，企业应根据消毒剂的性质、用途制定正确的使用方法，配备专人负责消毒液的配比，掌握有效使用浓度及消毒时间，并进行检测记录。灌装设备应设置合理的冲洗消毒工位、冲洗时间及压力，确保空桶的清洗消毒效果。此外，企业应根据季节的不同，适当调整臭氧和消毒液的浓度，使其发挥更好的杀菌效果。

同时，企业应确定生产过程中的关键控制点，并对其加以监控和记录，制定各工序的作业指导书、程序文件，使各个操作满足工艺要求。

4.5 生产环境的控制

加强环境卫生管理，对生产场所合理布局，防止人流与物流、洁净区与非洁净区交叉污染。灌装间设置空气净化设施，并定期检查、更换过滤网，确保灌装间空气洁净度静态时达到10 000级且灌装局部应达到100级，或整体洁净度达到1 000级。空气消毒用紫外灯应定期更换，保持杀菌效果。灌装间、洗涤间、消毒间必须有足够的通风和适当的温度，减少水气凝聚；要有良好的上下水设施，防止地面积水，尽量保持室内干燥，减少微生物的繁殖。

4.6 检测的控制

企业应建立与自身生产情况相配套的化验室及检测设备，配备专职有资质的检测人员，实行原材料、生产过程、产品出厂的检验，并做好记录，未经检验或检验不合格的产品均不能进入市场。同时，应对水源水进行定期监测，并按规定进行产品的型式检验。

5 结语

微生物污染问题是影响饮用天然矿泉水质量的突出问题，对其的控制工作是一个复杂的系统工程，它受人、机、料、法、环、测6个方面因素的影响，这些因素既独立存在，又相互影响，在控制时要提高综合管理意识和技术水平，多方位、全方面的考虑，只有这样才能生产出合格的产品，进而提升行业的整体水平，保证广大消费者的饮用安全。