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包装饮用水中铜绿假单胞菌的污染及控制及解决方法
编辑:东莞市力原净水设备有限公司   时间:2018-08-30

包装饮用水中铜绿假单胞菌的污染及控制及解决方法:

铜绿假单胞菌能否在灌装前被彻底杀灭——是保证成品在保质期内不出现增殖的重要保障,也是衡量消毒工艺消毒效果的重要标准。根据一些工厂运行情况来看,紫外线是铜绿假单胞菌控制非常有效的手段......

今年以来,在国家和各省组织的包装饮用水监督抽检中,铜绿假单胞菌不合格问题较多,为严格控制食品安全风险,需有效解决包装饮用水中铜绿假单胞菌不合格问题而避免有损健康

铜绿假单胞菌又名绿脓杆菌,在自然界分布广泛。饮用水行业必须严格控制铜绿假单胞菌的主要原因是其具有严重的危害性,国内外皆有因铜绿假单胞菌污染饮用水而导致中毒的事件发生。研究证实,铜绿假单胞菌可产生多种外毒素、内毒素等致病因子,是导致急性肠道疾病和皮肤炎症的完全致病菌。鉴于铜绿假单胞菌的致病性,我国最新饮用水标准GB19298-2014《包装饮用水》中明确规定每250mL水样中铜绿假单胞菌不得检出,GB8537-2008《饮用天然矿泉水》中也明确规定每250mL水样中铜绿假单胞菌不检出。然而,在近期国家和省市组织的包装饮用水监督抽检中,铜绿假单胞菌不合格率较高;一般刚出厂的产品中铜绿假单胞菌数较少,在抽样检测中也未检出,但包装水消费周期较长,即使是5加仑产品也有l5~3l天的保存期,对有机营养要求较低的铜绿假单胞菌可生长繁殖达到104CFU/mL。铜绿假单胞菌能否在灌装前被彻底杀灭,是保证成品在保质期内不出现增殖的重要保障,也是衡量消毒工艺消毒效果的重要标准。

通过调研国内大多数主要包装水企业,大多数一线企业铜绿假单胞菌及微生物控制水平较好,个别一线企业及较多二线企业在微生物控制和溴酸盐控制上仍然没有找到很好的平衡点,这是铜绿及微生物超标的主要原因。在国家发布包装水溴酸盐(臭氧消毒副产物)控制标准后,所有企业均降低了臭氧的投加浓度和接触时间。而根据WTO规定,臭氧处理CT值不小于1.6,CT值为臭氧浓度C和持续时间T的乘积,一般要求为0.4mg/L的臭氧溶解度值,保持4min,即CT值为1.6。但国内大多数企业,特别是天然矿泉水生产企业,臭氧浓度控制0.2×10-6以下,沿海地区因为水体溴离子浓度较高为控制溴酸盐生成臭氧添加浓度更低,这势必要求我们生产企业采取除臭氧之外其他有效在线消毒控制手段。HACCP体系评价臭氧和二氧化氯作为消毒剂对矿泉水生产加工中的消毒效果(目标微生物包括铜绿假单胞菌)的结果表明,当利用臭氧消毒时,最佳消毒条件为:臭氧浓度为0.6mg/L、持续通入臭氧时间为12min,水样微生物合格率方能达到99%,而此时的溴酸盐已远远超标。

然而根据一些工厂运行情况来看,紫外线是铜绿假单胞菌控制非常有效的手段。因为铜绿灭活的紫外线D10值仅为5.6 mJ/cm2,紫外线D10值反映的是特定微生物对紫外线的敏感度,即微生物被灭活90%时所需要的紫外线剂量,铜绿D10值低于大多数常见微生物。可见紫外线是铜绿控制非常有效方式,但是紫外线照射剂量一定要正确选择。

铜绿及微生物控制水平较好的一线企业,主要体现在水源保护、水处理车间环境控制、罐装管路CIP(原位清洗)及SIP(原位灭菌)、包装.高剂量紫外线消毒.管理.管理7个方面。

1.水源保护:在以地下水为水源的企业,水源保护和打井过程中的保护整体比较规范科学。由于地下水本身处在一个缺氧环境,不利于微生物生长,大多数原水中的微生物来源于取水过程本身的二次污染。在采用地表水作为水源的天然水生产企业,在取水源头即采用紫外线作为源头在线控制手段,降低后端沙滤、活性炭微生物附着生长的压力。强化水源保护和水源污染监测

2.水处理车间环境控制:基本能做到车间地面干燥无积水,水处理过程整体密闭。在南方某水厂调研时就发现,该客户水处理车间积水较多,而且沙滤敞开式设计,原本各项微生物指标为零的地下水经过沙滤、活性炭后微生不可计数,铜绿假单胞菌也达到每百毫升数百个,原本用来提升水质口感的过程变成了一个二次污染重灾区。

探索更加有效的消毒方式,在使各种消毒剂发挥自身优势杀灭病原微生物的同时,应尽量减少消毒副产物的生成,同时保证过滤/纯化装置的正常运转。

3.罐装及管路CIP(原位清洗)及SIP(原位灭菌):尽管绝大多数新建水处理线采用了密闭系统,理论上只要水源没有二次污染,后端水处理过程,特别是已经采用热水或蒸汽原位灭菌的企业,可以很好杜绝微生物的生长繁殖;可实际上水处理系统是不可能绝对密闭的,很多水罐、沙罐和活性炭罐都是通过呼吸器与大气连通避免气阻,这个就是微生物侵入系统很好通道,因此间歇性热水或蒸汽消毒时非常必要的,也能同时提升活性炭的吸附容量。

有研究表明,铜绿假单胞菌利用水流甚至气溶胶传播时,比其他微生物种类有优势;灌装后产品可能存在外来污染,如来自灌装车间等,铜绿假单胞菌通过交叉污染进入最终产品。简陋的生产工艺和设备,是导致污染的原因之一。

保证加工环境(包括空气净化)、设备和器具的清洁卫生。

4.包装

铜绿假单胞菌的检出与产品包装方式也有显著关系,曾有厂家从清洗消毒后的包装瓶中检出阳性菌,包装材料也是重要的传播媒介之一。

强化包装的清洗消毒工艺,尤其是对周转使用的大塑料桶内壁,必须认真刷洗后再消毒清洗灌装,并防止强力水流冲洗造成铜绿假单胞菌借助水雾扩散。同时企业应结合自身工艺特点,研究摸索消毒剂应用浓度、处理时间等。

5.剂量紫外线消毒作为主要消毒手段:大多数企业由于溴酸盐控制压力,及最大程度降低化学品使用的企业理念,允许的臭氧投加浓度非常低,均采用物理的紫外线杀菌手段,而且根据不同控制点的风险采用了不同的紫外线照射剂量。

上述一至4条比较直接易懂,第5条紫外线技术这一看似传统古老的技术往往是大多数二线企业及少数一线企业的技术盲区。紫外线照射剂量如同臭氧消毒时的药剂浓度,这是决定杀菌效果好坏的唯一参数。

现行的紫外线消毒技术主要分为低压紫外线技术和中压紫外线技术。低压紫外线能输出具有消毒效力的253.7nm单波光谱,但只能破坏微生物DNA的碱基对,在灭活微生物后容易产生光复活及暗修复的问题。与低压紫外线技术不同,中压多谱段紫外线的输出波长范围为240nm~280nm,更具杀菌广谱性,且输出强度也远高于低压紫外线,见图1。因此,中压紫外线不仅能破坏微生物的DNA结构,而且能破坏细胞内的酶及蛋白质,对微生物组织结构造成全面的、不可逆的伤害,有效克服微生物的复活问题,杀菌更为彻底。除此之外,中压多谱段紫外线的杀菌环境适应性和监测准确性上也优于低压紫外线。

 


 

此工艺充分考量了不同水处理环节的具体需求,并结合了两种不同紫外线技术的优势特点。原水或炭后微生物因负荷较高,而选择杀菌更为广谱彻底的中压紫外线。灌装前微生负荷低且设备运行会出现不连续的情况,因而选择适合频繁起停的PQ汞齐系列。因为不同微生物耐受紫外线能力不同,中压和低压紫外线照射剂量的选择是决定设备使用成败的另一关键控制参数,具体建议向紫外线专业生产企业咨询。

6.管理

饮用水以铜绿假单胞菌作为污染指示菌,说明生产工艺存在缺陷。排除铜绿假单胞菌通过水处理环节进入成品的可能性后,认为产品主要是受到生产工艺后半段的交叉污染。很多企业的生产车间内十分潮湿,有利于微生物繁殖,一旦污染,极难根除。当铜绿假单胞菌蔓延至全工序的管道、设备时,交叉污染将防不胜防。

对瓶装水充气或热灌装(仅限纯净水),定期监控水源、包装材料消毒、灌装等重点环节,是预防污染的有效手段。生产企业应通过检验,判断污染来源,进行有针对性的控制。

7.管理

现可用于瓶装水铜绿假单胞菌检验的传统生化方法有涂布法、多试管MPN法和滤膜法;为提高检测效率,也可用PCR和环介导等温扩增(LAMP)等方法进行快速检测和结果初筛。

企业可根据条件开展检验,可选择适合自身的方法进行日常检验,也可定期送至专业检测机构进行检测。

延伸阅读:铜绿假单胞菌

铜绿假单胞菌(P.Aeruginosa)原称绿脓杆菌。在自然界分布广泛,为土壤中存在的最常见的细菌之一。各种水、空气、正常人的皮肤、呼吸道和肠道等都有本菌存在。本菌存在的重要条件是潮湿的环境。

生物学特性

本菌是一种常见的条件致病菌,属于非发酵革兰氏阴性杆菌。菌体细长且长短不一,有时呈球杆状或线状,成对或短链状排列。菌体的一端有单鞭毛,在暗视野显微镜或相差显微镜下观察可见细菌运动活泼。

本菌为专性需氧菌,生长温度范围25~42℃,最适生长温度为25~30℃,特别是该菌在4℃不生长而在42℃可以生长的特点可用以鉴别。在普通培养基上可以生存并能产生水溶性的色素,如绿脓素(pyocynin)与带荧光的水溶性荧光素(pyoverdin)等。在血平板上会有透明溶血环。

该菌含有O抗原(菌体抗原)以及H抗原(鞭毛抗原)。O抗原包含两种成分:一种是其外膜蛋白,为保护性抗原;另一种是脂多糖,有特异性。O抗原可用以分型。

绿脓素(pyocyanin)

铜绿假单胞菌实验室检查

铜绿假单胞菌标本采集

采自不同感染部位的各种标本,包括血液、尿液、痰标本、脓汁、穿刺液等。还包括来自医院环境中的各种标本如水、空气、物体表面采样等。

铜绿假单胞菌染色镜检

为革兰阴性杆菌,菌体大小(1.5~5.0)um×宽(0.5~1)um,细长且长短不一,有时呈球杆状或线状,成对或短链状排列。菌体的一端有单鞭毛,无芽胞,无荚膜。

铜绿假单胞菌分离培养

本菌生长对营养要求不高。对有正常菌群存在的临床标本或采自环境中的标本应接种选择性培养基如麦康凯琼脂培养基(MAC);对无正常菌群存在的临床标本如血液、脑脊液、穿刺液等可接种普通或血琼脂培养基。在普通琼脂培养基上生长18~24h可以见到扁平、湿润的菌落,该菌所产生的带荧光的水溶性青脓素与绿脓素相结合将使得培养基呈亮绿色;在血琼脂平板上生长时可以见到在菌落的周围有溶血环,菌落呈金属光泽;如果是在液体培养基中则呈浑浊状生长,在液体表面形成菌落,而在培养基底部细菌的革兰氏染色,生长不良。

铜绿假单胞菌生长实验

该菌在4℃不生长而在42℃可以生长。

铜绿假单胞菌生化鉴定

该菌氧化酶阳性,能氧化分解葡萄糖和木糖,产酸不产气,但不分解乳糖和蔗糖。液化明胶、可分解尿素,还原硝酸盐为亚硝酸盐并产生氮气,吲哚阴性,不产生H2S,利用枸橼酸盐,精氨酸双水解酶阳性。

铜绿假单胞菌分型

1)噬菌体分型:所应用的噬菌体现有24株,分型率达90%。

2)血清学分型:利用O抗原进行分型,可分20个血清型。

3)质粒指纹图分析:此项技术是对同种细菌的不同株进行同源性分析的一种方法。根据细菌携带质粒的情况进行分析。

 饮用水方面如有其他问题可以我们。联系电话:13823138542(微信同号) 伍先生


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