【珍贵收藏】中国食品饮料最终产品菌落总数超标？生产过程与无菌灌装设备SIP系统微生物污染风险点排查和解决措施！

2025-04-29 16:57:14  点击量:

引言：菌落总数超标食品行业痛点

在食品饮料行业，微生物污染一直是困扰生产企业的难题。尤其是固体饮料、发酵饮料、保健固体饮料等产品，产品菌落总数超标？CIP、SIP管道就地清洗不彻底？由于生产工艺的特殊性，更容易出现菌落总数超标的问题，这不仅影响产品品质，还可能引发食品安全风险，甚至导致产品召回、客户投诉，影响企业品牌信誉。

常见问题：

• 固体饮料成品检测发现菌落总数超标，但生产流程看似合规？

• CIP（就地清洗）和SIP（就地灭菌）系统运行正常，为何仍有微生物残留？

• 车间环境、空气、物表检测合格，但最终产品仍被污染？

• 常规消毒方式（如臭氧，酒精、巴氏消毒、氯类消毒剂）效果不稳定，无法彻底解决污染？

• 无菌灌装车间霉菌污染，导致成品超标？

   

本文将结合生产工艺分析、微生物污染来源排查、消毒方案优化，深入探讨如何从根本上解决菌落总数超标问题，并提供奥克泰士（Oxytech）食品级消毒解决方案，帮助食品饮料企业实现更安全、更高效的微生物控制。

饮料行业微生物限值标准

1) 食品安全国家标准 饮料 GB7101-2022

饮料针对于菌落总数按照三级采样方案，目标值100cfu/g（固体饮料10000cfu/g），拒绝值10000cfu/g（固体饮料50000cfu/g）

霉菌限值是20cfu/g,固体饮料限值是50cfu/g; 酵母菌限值是20cfu/g.

2) 饮料生产过程微生物监控参考GB 12695-2016 饮料生产卫生规范

一、固体饮料生产工艺与微生物污染风险点

固体饮料的生产流程主要包括：原料处理→混合→造粒（或喷雾干燥）→包装，其中可能引入微生物污染的环节包括：

1. 原料污染

• 原料（如奶粉、植物提取物、益生菌等）本身可能携带微生物。

• 储存条件不当（温湿度控制不足）导致微生物繁殖。

2. 生产环境（空气、设备、人员）污染

• 空气微生物：干燥、造粒、包装环节的空气洁净度不足，可能导致二次污染。

• 设备表面残留：混合机、输送带、包装机等设备清洁不彻底，滋生生物膜。

• 人员操作：手部、工作服、手套等可能成为污染源。

3. CIP/SIP系统清洗不彻底

• CIP（Clean-in-Place）管道残留：固体饮料生产过程中，糖分、蛋白质等容易在管道内壁形成残留，成为微生物的温床。

• SIP（Sterilize-in-Place）灭菌不彻底：高温蒸汽或化学消毒剂可能无法完全杀灭耐热菌（如芽孢菌）。

4. 包装环节污染

• 包装材料（瓶、袋、罐）灭菌不彻底。

• 包装环境洁净度不达标，导致产品在最后一步被污染。

二、如何排查菌落总数超标的根本原因？

1. 微生物溯源分析

通过环境监测（空气、物表、水样）和产品批次对比，锁定污染源：

• 空气沉降菌检测：评估车间空气洁净度。

• 设备表面涂抹测试：检查混合机、管道、包装机等关键部位的微生物负荷。

• CIP清洗水微生物检测：确认清洗后是否仍有残留菌。

2. 生产工艺审核

• CIP/SIP参数是否合理？（温度、时间、消毒剂浓度）

• 设备是否存在死角？（如管道弯头、阀门处易残留物料）

• 消毒频率是否足够？（日常消毒 vs. 深度消毒）

3. 消毒方式有效性评估

传统消毒方式（如酒精、含氯消毒剂）的局限性：

• 酒精：对芽孢、霉菌效果有限，且易挥发，持久性差。

• 含氯消毒剂：腐蚀设备，可能产生有害残留，影响产品风味。

• 季铵盐类：对某些革兰氏阴性菌效果不佳，易产生耐药性。

结论： 如果常规消毒方式无法解决问题，需采用更高效、更安全的消毒方案。

三、食品饮料无菌灌装生产工艺及关键环节（以固体饮料为例）

1. 原料处理

   • 原料的选择和质量控制是基础。固体饮料的原料如奶粉、乳清粉、果蔬粉等，在采购时要严格检测微生物指标。例如，奶粉如果储存不当，在原料阶段就可能已被微生物污染。在生产车间接收原料时，应进行抽检，确保微生物数量在可接受范围内。
   • 原料的预处理，如干燥、烘焙等工艺，如果参数设置不当，可能无法有效杀灭原料中的微生物。例如，烘焙温度和时间不足，会使一些耐热微生物存活下来，在后续加工过程中大量繁殖。

2. 配料与混合

   • 在配料过程中，各种原料的混合比例准确与否不仅影响产品的口感和营养，也与微生物控制有关。如果某种原料含有较多微生物，且与其他原料混合不均匀，可能导致局部微生物数量过高。
   • 混合设备如果清洗不彻底，残留的原料会成为微生物滋生的温床。例如，混合机内壁上的残留粉末，在适宜的温度和湿度下，会迅速滋生细菌和霉菌。

3. 制粒（如果适用）

   • 对于一些需要制粒的固体饮料，制粒过程中的水分控制至关重要。水分过高会使产品容易滋生微生物，而干燥环节如果不能有效降低产品水分含量，也为微生物繁殖提供了条件。
   • 制粒设备的清洁和维护不到位，会在设备内部形成微生物滋生的死角。例如，制粒机的筛网如果堵塞且未及时清理，会在网孔处残留物料，滋生微生物并通过物料循环污染后续产品。

4. 包装

   • 包装材料的选择要考虑其对微生物的阻隔性。如果包装材料的透气性或透湿性过高，外界微生物容易进入包装内部，同时产品内部的水分和营养物质也容易散失，影响产品质量。
   • 包装车间的环境清洁度直接影响包装过程。如果车间空气洁净度低，空气中的微生物会落在产品表面或包装内，导致菌落总数超标。包装过程中，如果包装密封不严，也会使外界微生物侵入产品。

5. CIP（Clean - in - Place，就地清洗）和SIP（Sterilization - in - Place，就地灭菌）

   • SIP系统通常利用蒸汽等高温介质对设备进行灭菌。例如，对于一些与产品直接接触的热交换器、管道末端等部位，SIP系统可以确保达到无菌状态。在固体饮料生产中，SIP系统应能有效杀灭设备内部可能残留的耐热微生物，防止微生物在产品中的生长繁殖。
   • CIP系统主要由清洗液储存罐、循环泵、管道、喷淋球等组成。其作用是通过循环清洗液对生产设备内部进行清洗，去除设备表面的污垢、有机物和微生物。在固体饮料生产中，CIP系统要能够彻底清洗混合设备、制粒设备（如果有）等与原料和半成品直接接触的设备表面。
      

四、食品饮料生产过程常见微生物污染类型及来源

1.细菌

1. • 金黄色葡萄球菌是常见的食源性致病菌。固体饮料生产过程中，如果车间环境不清洁，空气中的葡萄球菌可能会落在原料、半成品或成品上。例如，生产车间工作人员的手如果没有严格消毒，接触到原料或者产品包装时，可能将葡萄球菌传播到产品上。
   • 在发酵饮料中，（在发酵饮料中可能是有益菌，但过量或污染其他产品则成为问题菌）
     乳酸菌是正常的发酵微生物。然而，如果在生产过程中乳酸菌的控制不当，如发酵终点判断不准确，乳酸菌过度生长，可能会导致产品口感和品质发生变化。而且，在非发酵固体饮料生产中，如果受到乳酸菌污染，也会影响产品的微生物指标。
   • 芽孢杆菌属的一些细菌，如枯草芽孢杆菌，其芽孢具有很强的耐热性。在固体饮料生产中，如果原料储存温度不当或者生产过程中的加热处理不充分，芽孢杆菌的芽孢可能会存活下来。例如，在原料奶粉的加工过程中，如果巴氏杀菌温度不够，芽孢杆菌芽孢可能未被完全杀灭，在后续加工和储存过程中，芽孢萌发成为营养细胞，导致产品菌落总数超标。

2.真菌（霉菌）

1. • 曲霉属真菌中的一些种类，如黄曲霉，会产生黄曲霉毒素等有害物质。在固体饮料生产中，如果使用的原料如谷物类原料在储存过程中受潮，可能会被黄曲霉污染。即使在后续加工过程中，部分黄曲霉被灭活，但残留的毒素仍然会对产品安全性构成威胁。
   • 青霉属真菌在潮湿的环境中容易生长。在固体饮料生产中，如果车间湿度控制不当，如原料仓库或者成品仓库的湿度过高，青霉属真菌可能会在原料或成品表面生长。青霉的生长不仅会导致产品外观出现霉斑，还会产生一些代谢产物，影响产品的安全性和风味。

2. 酵母菌

   • 在发酵饮料中，酵母菌是正常的发酵微生物，如酿酒酵母。但在固体饮料生产中，如果受到酵母菌污染，可能会导致产品出现发酵现象，如产品胀气、变酸等。酵母菌在空气中和一些潮湿的表面容易生长，例如在制粒车间的潮湿部件或者包装车间的空气不流通区域，酵母菌可能会污染产品。

五、固体饮料灌装车间、环境、空气、物表、CIP管道等取样数据与分析（客户案例）

1. 灌装车间环境取样数据
   • 在固体饮料生产车间，常规的微生物监测指标包括细菌总数、霉菌和酵母菌数量。例如，根据对某固体饮料生产车间的监测，车间空气中的细菌总数在某些时段超过了1000CFU/m³（根据相关标准，洁净车间空气细菌数应控制在一定范围内，如1000 - 10000CFU/m³为十万级洁净度标准，更高等级要求更低），这表明车间的空气净化系统可能存在漏洞，如空气过滤器的更换不及时或者过滤效率低下。
   • 车间物表，如操作台面、设备表面等，微生物数量也应严格控制。在对某车间操作台面的监测中发现，葡萄球菌的数量偶尔会超标，这可能是由于操作人员的手部消毒不彻底或者操作台面的清洁频率不够。
2. CIP/SIP系统管道取样数据
   • 对CIP管道的取样分析发现，一些管道的微生物滋生情况较为严重。例如，在CIP管道的弯曲处和死角处，经过一段时间的生产后，细菌总数可能会达到10000 - 100000CFU/cm²。这主要是由于CIP清洗不彻底，清洗液的流速和温度未能有效达到清除微生物和污垢的要求。同时，管道内残留的有机物为微生物提供了营养源，促进了微生物的繁殖。
3. 数据分析与问题定位
   • 通过对车间环境、物表和CIP管道的取样数据综合分析，可以发现最终污染环节往往与CIP管道清洗消毒不彻底密切相关。CIP管道如果不能有效清除微生物和污垢，会成为微生物滋生的源头，并且在后续生产过程中通过循环将微生物传播到各个设备和产品中。而日常消毒维护和定期消毒流程不规范则是导致CIP管道清洗消毒不彻底的直接原因。例如，没有根据生产情况制定合理的消毒周期，或者使用的消毒剂浓度和作用时间不达标。

六、食品饮料无菌灌装常规消毒方式及其局限性

1. 化学消毒剂
   • 过氧乙酸是一种强氧化性消毒剂，杀菌效果迅速且较强。但它具有腐蚀性，对设备有一定的损害。在长期使用过程中，可能会腐蚀CIP管道和食品加工设备，缩短设备的使用寿命。而且过氧乙酸的使用浓度和稳定性较难控制，如果浓度过高会对操作人员的健康造成危害，浓度过低则无法达到有效的消毒效果。
   • 含氯消毒剂如次氯酸钠，具有广谱的杀菌能力，能够杀灭多种细菌、真菌和病毒。然而，在食品饮料生产中，使用含氯消毒剂存在一些局限性。首先，含氯消毒剂残留可能会影响产品的风味和口感。在固体饮料生产中，如果设备表面残留含氯消毒剂，在后续生产过程中可能会污染产品，导致产品出现异味。
2. 热力消毒
   • 热力消毒如高温蒸汽灭菌，在食品饮料生产中是一种常用的消毒方式。但对于一些大型设备和复杂的管道系统，如CIP管道，热力消毒可能存在死角难以彻底消毒的问题。而且热力消毒需要较长的时间，会增加生产停机时间，影响生产效率。如果采用巴氏消毒法，对于一些耐热微生物又难以彻底杀灭。
3. 紫外线消毒
   • 紫外线消毒主要适用于空气和物体表面的消毒。在食品饮料车间，紫外线消毒可以用于空气消毒，但对于物体内部和阴影部位的微生物无法有效杀灭。而且紫外线灯的使用寿命有限，如果不能及时更换，消毒效果会大打折扣。

七、CIP/SIP系统管道和灌装系统管道菌落总数防控要点

CIP 管道有效消毒方法

• 五步化学 CIP 法
  1. 冲洗
     ：用 50 - 60℃温水冲净表面残留。
  2. 清洗
     ：用推荐浓度清洁剂，50 - 70℃清洗，保证合适机速和流速。
  3. 冲洗
     ：冲净清洁剂，避免酚酞指示剂变红。
  4. 消毒
     ：用 奥克泰士原液稀释， D - 50/5000 消毒，接触 60-120分钟。
  5. 冲洗
     ：用纯水冲洗，试纸测试药剂是否冲洗干净，取样检测微生物情况。
• 七步法
  1. 预先水冲洗
     ：送入冷水或 50℃温水，3 - 5 分钟。
  2. 碱洗
     ：注入 0.5% - 1%碱洗涤剂，60 - 80℃，10 - 20 分钟。
  3. 中间水冲洗
     ：冲净残留洗涤剂，5 - 10 分钟。
  4. 酸洗（可选）
     ：酸液循环清洗，60 - 80℃，10 - 20 分钟。
  5. 最终水冲洗
     ：短时间清水冲洗残留杀菌剂。
  6. 消毒灭菌剂
     ：用奥克泰士按 比例稀释，浸泡或循环 30 - 60 分钟。
  7. 最终水冲洗
     ：冲净残留杀菌剂。