食品饮料无菌灌装线UHT仍有微生物超标，管道耐热菌芽孢生物膜？|微生物|消毒剂|灌装线|生物膜|真菌|细菌|芽孢|霉菌

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一、食品饮料无菌灌装线常见微生物问题及影响

（一）食品饮料生产微生物问题影响品类

在食品饮料无菌灌装生产中，常见的微生物问题包括成品菌落总数超标、出现霉菌絮状物以及芽孢污染等。涉及的液体饮料种类繁多，如即饮型饮料、茶饮料、即饮型咖啡、咖啡饮料、含乳饮料、椰汁、植物蛋白饮品、果汁、保健饮料等。其中，高污染微生物主要有耐热菌、芽孢、真菌，同时生物膜问题也不容忽视。

（二）各类微生物特性及危害

芽孢：芽孢对温度有着极高的抗性。在形成过程中，芽孢会合成一些特殊的酶（DPA），这些酶以独特的方式赋予芽孢极高的耐热性。芽孢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，这种特殊结构使其成为微生物中“最硬”的壳，能有效保护内部生命系统不受外界干扰和损害。芽孢的存在可能导致产品在储存过程中微生物指标超标，影响产品安全性和保质期。
真菌：真菌污染以典霉菌属等为代表。真菌与细菌类似，也具有形成生物膜的能力，例如念珠菌属、曲霉属等。真菌生物膜为胞外基质（ECM），主要以刚性多糖和脂类为主，功能侧重于抗药性。真菌污染不仅会影响产品的感官品质，如产生异味、变色等，还可能对人体健康造成潜在威胁。
生物膜：生物膜是细菌分泌的胞外聚合物（EPS）附着于物体表面而形成的三维结构化群落，常见于水处理系统和涉水环节，尤其是纯化水系统的存储分配系统。EPS主要以多糖和eDNA为主，功能侧重于粘附和群体协同。生物膜对食品饮料行业的危害极大，它会持续释放微生物，导致污染反复出现；会持续存在且不断蔓延，传播至其他区域；还会污堵管道系统，腐蚀设备材料，降低热传导效率，影响生产设备的正常运行和产品质量。

二、食品饮料无菌灌装中UHT超高温瞬时灭菌工艺仍有微生物超标？管道生物膜问题剖析

食品饮料无菌灌装生产环节，UHT超高温瞬时灭菌工艺是保障产品安全与品质的关键技术。然而，该工艺在实际应用中存在一定局限性。由于高温灭菌过程中，热传导难以达到完全均匀与理想状态，这就不可避免地产生了灭菌盲区。

如UHT超高温瞬时灭菌的时间与芽孢杀灭效果

通常将食品饮料加热至90-100℃，135-150℃，并保持2-8秒，以实现商业无菌。这种灭菌方式能在极短时间内有效杀灭绝大多数细菌、孢子及酶类，从而延长产品的保质期。然而，芽孢作为细菌的一种休眠体，具有极强的抗热性和生存能力，即使在UHT的高温条件下，也可能无法被彻底杀灭，温度过高容易对成品风味带来改变

2.1 UHT 超高温瞬时灭菌工艺：优势与盲区并存

UHT 超高温瞬时灭菌工艺，凭借其能在极短时间内将物料加热到高温，从而高效杀灭微生物的特性，在食品饮料无菌灌装生产中占据着举足轻重的地位。然而，这一工艺并非十全十美。在实际操作中，高温灭菌过程的热传导很难达到完全均匀与理想的状态。生产管道系统内热量的传递就像一场复杂的 “接力赛”，不同位置的物料所接收到的热量并不完全相同。这就导致了在某些区域，物料可能无法达到足以杀灭所有微生物的温度，这些区域就成了灭菌的盲区。

而奥克泰士消毒方案的出现，正是为了有效弥补超高温瞬时灭菌工艺中存在的效力盲区，为食品安全再添一层保障。

2.2生物膜：食品饮料、乳制品等行业的隐形威胁

生物膜对食品饮料行业而言，犹如一颗隐藏的“定时炸弹”，其危害不容小觑。
首先，生物膜会持续释放微生物，成为食品生产过程中潜在的污染源。其次，它具有顽强的生命力，一旦形成便会持续存在，并不断向周围蔓延，扩大污染范围。而且，生物膜还具备传播能力，能够在不同设备和区域间传播，进一步加剧污染风险。
在生产设施方面，生物膜会污堵管道系统，影响流体正常输送；腐蚀设备材料，缩短设备使用寿命；降低热传导效率，增加能源消耗。生物膜通常在水系统或者涉水的罐体、管道等表面形成，对于食品、饮料、乳制品等对卫生安全要求极高的行业，其危害更是不可估量。

2.3细菌芽孢与生物膜：反复污染的源头

细菌芽孢，耐热菌，嗜热菌等，是细菌在恶劣环境下形成的一种休眠体，具有极强的抵抗力和生存能力。它极易附着在物体表面，形成生物膜。生物膜一旦形成，就如同给细菌提供了一个“安全堡垒”，使其能够躲避外界的杀菌作用，造成食品饮料生产过程中的反复污染。尤其是水系统的革兰氏阴性菌，铜绿假单胞菌，洋葱伯克霍尔德菌，蜡样芽孢杆菌等，都是会造成生物膜的形成。

芽孢的抗性及其影响：芽孢之所以难以被彻底杀灭，主要归因于其独特的结构和生理特性。芽孢外层包裹着一层厚厚的芽孢壳，这层壳对高温、干燥、化学消毒剂等具有极强的抵抗力。此外，芽孢在休眠状态下代谢极低，几乎不进行生命活动，这也使得其更难被杀灭。

2.4真菌生物膜：不容忽视的特殊存在

真菌与细菌类似，也具备形成生物膜的能力，常见的如念珠菌属、曲霉属等。真菌生物膜主要由胞外基质（ECM）构成，ECM以刚性多糖和脂类为主要成分，其功能侧重于赋予生物膜抗药性，这使得真菌生物膜更难被清除，对食品安全构成更大威胁。

2.5生物膜对食品饮料行业的多重危害

2.5.1微生物持续释放与传播

生物膜就像一个微生物的“生产工厂”，会持续不断地释放微生物到周围环境中。这些微生物可以通过空气、水流等途径传播到食品、饮料和乳制品中，导致产品受到污染。而且，生物膜中的微生物具有较强的适应性和抗性，常规的消毒方法往往难以将其彻底清除。

2.5.2管道系统与设备的损害

生物膜会在水系统或者涉水的罐体、管道等表面大量滋生。它会污堵管道系统，影响流体的正常流动，降低生产效率。同时，生物膜中的微生物会分泌酸性物质，腐蚀设备材料，缩短设备的使用寿命。此外，生物膜还会降低热传导效率，增加能源消耗，提高生产成本。

2.5.3对行业卫生安全的严重影响

生物膜的存在对食品、饮料、乳制品等行业的卫生安全构成了极大威胁。由于其常形成于与产品直接接触的环节，一旦微生物从生物膜中释放出来，就会直接污染产品，导致产品菌落总数、霉菌数等指标超标，引发食品安全问题，损害企业的声誉和市场竞争力。

2.6生物膜问题：食品行业被忽视的痛点

生物膜对涉水系统的危害极大，但在食品行业，这个概念却较少被提及。这主要是因为生物膜的影响往往不直观，不像一些明显的污染问题那样容易被发现。然而，随着行业标准的逐渐提高和消费者对食品安全要求的不断提升，生物膜问题必须引起高度重视。

在食品饮料生产中，工艺用水，无菌水管道是生物膜常见的问题区域。生物膜的存在极易导致菌落总数、霉菌数等超标，影响产品的质量和安全性。因此，企业需要加强对无菌水管道的监测和维护，定期进行清洗和消毒，以防止生物膜的形成和滋生。

2.7生物膜的形成与特性

生物膜常见于水处理系统和涉水环节，它是由细菌分泌的胞外聚合物（EPS）附着于物体表面而形成的三维结构化群落。尤其是纯化水系统的存储分配系统，一旦形成生物膜，就会导致持续性的微生物污染。EPS主要以多糖和eDNA为主，其功能侧重于粘附和群体协同，使得生物膜更加稳固和难以清除。

生物膜的发展过程可分为四个阶段：首先是黏附阶段，微生物开始附着在物体表面；接着是表面聚集阶段，越来越多的微生物聚集在一起；然后是增长阶段，生物膜不断增厚和扩大；最后是释放阶段，生物膜中的微生物会释放到周围环境中，继续引发污染。

详细生物膜的形成：从萌芽到壮大的过程

黏附：最初，游离的微生物细胞会随机地接触到物体表面，就像寻找 “落脚点” 的小伞兵。当它们找到合适的位置后，便会通过自身的一些特殊结构，如菌毛、鞭毛等，紧紧地黏附在物体表面，这是生物膜形成的第一步，也是关键的起始点。
表面聚集：一旦微生物细胞成功黏附在物体表面，它们就会开始 “召唤” 同伴，逐渐在黏附点周围聚集起来。这些聚集在一起的微生物细胞就像一群勤劳的 “建筑师”，开始分泌胞外聚合物（EPS）。EPS 主要由多糖和 eDNA 组成，它就像一种 “胶水”，将微生物细胞紧紧地黏连在一起，同时也为后续生物膜的发展提供了基础框架。
增长：在 EPS 的支撑下，生物膜开始不断增长。越来越多的微生物细胞加入到这个 “大家庭” 中，它们利用周围环境中的营养物质进行生长和繁殖。生物膜的结构也变得越来越复杂，逐渐形成一种三维结构化群落。在这个阶段，生物膜内部形成了各种通道和空隙，就像一个复杂的 “城市网络”，便于微生物之间进行物质交换和信息传递。
释放：随着生物膜的不断成熟，部分微生物细胞会从生物膜中释放出来，重新回到周围环境中，成为新的污染源。这些释放出来的微生物细胞就像 “种子” 一样，一旦遇到合适的环境，就会再次开始黏附、聚集，形成新的生物膜，如此循环往复，使得生物膜的污染不断扩散。

三、食品饮料无菌灌装生产的微生物污染问题类型表现

（一）反复性微生物污染

污染反复出现是食品饮料无菌灌装生产中的一大难题。即使经过频繁的消毒杀菌处理，微生物污染仍然会继续出现。这可能是由于消毒不彻底，存在消毒盲区，或者微生物形成了生物膜，对常规消毒方法产生了抗性。例如，在某食品饮料工厂中，尽管定期对生产设备和管道进行消毒，但产品仍然时不时出现微生物超标的情况，给生产管理带来了极大困扰。

（二）数量级别较低的污染

污染的微生物数量级别较低时，少量次数的检测几乎无法确定污染源，导致处理起来较为困难。这种低级别的污染可能在生产过程中逐渐积累，最终影响产品质量。例如，在生产过程中，如果某些环节存在微量的微生物污染，在初期可能不会被检测到，但随着生产时间的延长，微生物数量逐渐增加，最终导致产品不合格。

（三）耐药性微生物污染

理论上，常规消毒措施应该能够全面消毒微生物污染，但在实际生产中，却常常出现消毒后污染仍然存在的情况。这可能是因为微生物产生了耐药性，对常用的消毒剂产生了抗性。例如，某些芽孢杆菌可能对常见的消毒剂如氯制剂、季铵盐类等具有较高的耐药性，导致常规消毒方法无法有效杀灭它们。

（四）系统性微生物污染

污染环节较多会导致很难进行彻底消毒，剩余消毒盲区又会引发后续的污染。在食品饮料无菌灌装生产中，从原料采购、储存、加工到灌装等多个环节都可能存在微生物污染的风险。如果某个环节的消毒不彻底，微生物就可能在整个生产系统中传播和扩散，导致系统性污染。例如，如果原料中携带了芽孢杆菌，在加工过程中没有得到有效杀灭，就可能在后续的灌装环节污染产品。

四、案例分析：食品饮料无菌灌装管道系统芽孢杆菌污染及解决方案

4.1客户现场问题

在食品饮料无菌灌装检测中，发现工艺管道系统中存在芽孢杆菌污染。客户尝试使用高温蒸汽、碱洗等多种方式处理，但均无法根除。这是因为芽孢杆菌多数情况下会形成疏水性的生物被膜，黏连在管道内壁上，简单的流水或高压水冲洗并不能将其冲出。碱洗主要用于清理食物残渣和油脂，虽然有一定的杀菌效力，但对生物膜和芽孢的效力较低。而理论上持续高温能杀灭芽孢，但在现实中蒸汽并不能使管道内壁持续达到 100℃以上的温度，更无法保持较长时间，导致芽孢难以被彻底杀灭。

4.2企业品控与质量部污染排查与分析

工厂质量部和品控部对生产各环节中的物料取样检测后，发现主要问题出在 “储罐 - 灌装管道” 部分，物料经过该环节后芽孢量有较大幅度增加。

企业原有消毒措施：启动清洗消毒流程，首先进行 CIP 清洗，包括酸碱洗 + 巴氏杀菌，但处理后检测发现问题未解决。随后又使用了蒸汽和氯，结果仍未消除该环节的芽孢污染。使用奥克泰士消毒方案。

奥克泰士处理方案

治理逻辑：明确主要消毒目标为消除 “储罐 - 灌装管道” 环节的芽孢杆菌污染。前期客户自行采取的措施未解决问题，原因是罐体和管道内部已形成生物膜，且芽孢杆菌具有极高的抗逆性和耐热性，一般处理方式无法有效消除。奥克泰士消毒方案及德国进口食品级消毒液，把现有微生物污染已解决。
后续管控措施：奥克泰士技术工程师对本次污染进行剖析后认为，直接污染源虽已消除，但芽孢杆菌并非凭空产生，考虑到罐体和管道是封闭的，其来源基本是物料所携带的。经后续取样检测证实，芽孢来自于原料，且目前的原料预处理工艺无法有效彻底杀灭芽孢，这是一个长期存在的隐患和防范缺失。
奥克泰士为客户制定了后续管控措施方案，优化了原料预处理环节的杀菌工艺，增加了专门杀灭芽孢的措施，从源头上减少芽孢杆菌对生产过程的污染。

五、奥克泰士：食品饮料行业微生物控制专家

（一）产品优势

高效杀菌：奥克泰士作为食药企业微生物控制专家，具有高效的杀菌能力，能够杀灭芽孢、霉菌等高抗性微生物。其德国进口品质，经过欧盟生态认证，无色无味、生态安全、无残留，有效贴合各类食品生产工艺要求，不会对食品（饮料、饮水）成品造成残留或负面影响。
强力清除生物膜处理能力：奥克泰士可以强力破坏生物膜，杀灭生物膜内部的微生物，能强力清除附着在表面上的生物膜 EPS。拥有完全的检测验证报告，证明其在处理生物膜方面的有效性。
管道，水系统消毒优势：由于奥克泰士无色无味，完全溶解于水，能够触达灌装管道及水系统的全部角落，对水系统消毒无盲区，天然适用于水系统消毒。而且消毒后能够完全冲洗干净，拥有残留验证报告，确保不会对产品造成污染。

5.易冲洗无残留：消毒后能够完全冲洗干净，拥有残留验证报告，确保产品安全。

6.多用途应用范围：奥克泰士可用于食品饮料，乳制品等工艺灌装管道、罐体、CIP、车间环境及设备等的消毒。其专业技术支持团队和丰富的实践成功案例，能够为食品工厂提供可靠的微生物控制解决方案。

（二）公司服务：全方位解决微生物问题

2.1产品供应

公司供应德国Oxytech消毒剂和德国Generator冷干雾机，为食品工厂提供优质的消毒设备和产品。

2.2技术咨询和现场服务