食品植物中压缩和高风险环境空气系统的微生物检测考虑

导言-微生物空气生物圈[1]

空气传播的微生物通过三种方法的组合进行运输：孢子[细菌/真菌]、水滴和生物膜[通过脱落]。

微雾化液滴是微生物世界中有多少成员通过空气传播方式成为交叉污染物。通过食物传播的病毒性病原体甲型肝炎和无处不在的诺瓦克病毒经常通过微气溶胶传播。众所周知，许多病毒或细菌病原体或破坏者是通过人或空气处理系统的呼吸道爆发[咳嗽/打喷嚏]、冷凝物和从地板上飞溅回来传播的。严格的cgmp可以在个人和环境卫生方面限制和控制传播。

孢子或孢子囊是微生物空气传播的重要方式。空气运输是一种重要的模式孢子/或孢子囊依靠气流作为运输和生存机制的问题微生物物种。类似属的原生动物孢子囊环孢子虫和隐孢子虫sp.是非常耐寒的，抗生物杀菌剂，但不通过空气传播途径。

空气污染最容易通过微生物孢子检测。。。进化形成一个孢子形成周期，就像低等和高等植物王国：为了繁殖和物种生存。细菌孢子形成者，如病原菌芽孢杆菌cereu或者更臭名昭著的肉毒梭状芽胞杆菌通常是作为生物膜群落的一部分[见下文]或直接污染的食品或残余有机物。细菌孢子被设计成能够抵抗化学物质[微生物土壤毒素或杀菌剂，以及像其他孢子实体一样的干燥环境。

真菌世界的酵母菌和霉菌也产生孢子，以在相当恶劣的环境中生存。真菌世界的多样性创造了各种各样的孢子外壳和生命周期，这是更原始的细菌所缺乏的。有一个令人印象深刻的投资组合，在美丽的真菌子实体/孢子囊，许多真菌拥有。这些子实体是真菌世界独特的空气运输机制。

谢天谢地，在产生真菌孢子的50000多种真菌中，只有大约50种是已知的病原体。

酵母是我们的单细胞细胞，对许多食品的功能也有直接影响。例如，腐败酵母白接合酵母菌或被称为“野生酵母”的多物种坏蛋这些产品范围广泛，从沙拉酱、烘焙产品到非发酵饮料、发酵啤酒和葡萄酒，所有这些食品行业市场都有既得利益，在他们的加工设施中控制生物气溶胶。

监管标准/注意事项

ISO标准［2］：有几个关键的法规和认证机构，讨论和影响环境和压缩空气测试。国际标准组织直接谈到压缩空气测试，以及用于分析压缩[和环境空气]处理系统的方法。

ISO 8573.1:2010压缩空气标准于1991年制定，并于2010年更新。它有多个组件。第1部分描述了3种主要污染物类型，共9类，其中9类最自由，0类最严格。此外，压缩空气纯度分为A、B或C类。A类描述固体颗粒，B类描述液态水/湿度；C油颗粒。它还描述了压缩空气处理系统部件上三类污染物的来源。

由于我们在这里集中于微生物学，我们讨论的是A类固体颗粒。超过75-80%的空气颗粒小于10微米。例如，关于固体颗粒的二级过滤系统，要求过滤器去除1微米大小的颗粒(包括微生物)。

还有ISO 12500标准，它直接聚焦于过滤系统1:油颗粒，2:油蒸气，3:微粒。所有这些都涉及测量各自过滤效率的测试方法。例如，关于微粒，细尺寸的过滤器受到0.5至5微米范围内微粒的挑战。

同时，ISO 8573-7侧重于压缩空气的微生物测试。虽然ISO 8573-7不要求特定的取样方法，它确实需要菌落形成单位[CFU]枚举．一种特定类型的冲击筛取样器，SAS匹诺曹超级II, Trace Analytics使用它可以为压缩空气提供定量取样程序。这是一种表面到空气样本(SAS)，可以利用RODAC或全皮氏培养皿。

压缩空气定性分析的第三种选择是CAMTU装置[Parker Balston]，它使用一个专门的甜甜圈形状的皮氏培养皿，可以轻松地集成到现有的空气管路中。下面详细介绍这些方法．在任何情况下，应采用最适合各自程序要求的取样装置和方法。

然而，这些采样器中的任何一个都应在整个取样方案中采用适当的无菌技术，并在实际取样之前和之后使用“盲”控制以及阴性对照。此外，这些采样器中的任何一个都可以在琼脂表面生长菌落，不仅用于CFU计数，而且用于生化鉴定。在实际空气取样之前，必须对任何可靠的取样装置进行充分验证

按照ISO 8573-7标准，应强制对实际设备、设备所在的桌子或车以及空气输送管道进行适当消毒，阀门最好在10-12.5分钟的采样时间内采样1000升空气。

GFSI标准[3]:

在北美，两个主要的GFSI标准是BRC和SQFI，它们都涉及压缩空气测试。

在BRC版本8中，关于公用事业[水、冰、空气和其他气体]下的BRC第4.5.3条规定:“作为原料或与产品直接接触的空气和其他气体应受到监控，以确保不存在污染风险。与产品直接接触的压缩空气应在使用点进行过滤。”

然而,BRC不描述方法或实际压缩空气微生物规范。只有该程序必须证明，必须对与食品直接接触的压缩空气进行测试。

关于SQF版本9，关于空气测试的一些事情已经被澄清和扩展，就像版本8，模块11.5.5.1:压缩空气和其他气体应是清洁的和对食品安全无风险。

11.5.5.2也指出"应对与食品或食品接触表面接触的压缩空气系统进行维护，并定期监测其质量和适用的食品安全危害。这个分析频率应以风险为基础，并至少每年一次。”

此外，关于通风11.1.6，目前有规定在食品加工区域提供足够的通风，最好安装正气压装置。另一个附加内容是“高风险流程”[11.7.1.2]要求“应至少每年对高风险区域的“环境”空气进行一次测试，以确认其不会对食品安全造成风险．”

与BRC一样，SQF没有规定使用哪种空气取样方法，也没有作为指南或法规提供实际的微生物参数。［4]

FSMA/SCFA标准

通过预防性控制，以及需要进行适当的危害分析，确定关键控制点，将优先考虑在中等至高风险过程影响区1和2以及产品本身使用压缩空气的情况。因此，间接接触压缩空气有风险，直接接触压缩空气的风险最高。

过程控制是FSMA要求验证的唯一预防性控制，因为过程控制包括所有压缩空气应用，如干燥、分类、冷冻、移动、碳化、培养、惰性包装和MAPs，这是该程序的一个关键特性。因此，强烈建议每年或每两年进行一次压缩空气质量的微生物和其他微粒验证，以及湿度和油。

这些压缩空气系统污染物可从系统中的任何地方产生，包括压缩机本身、所有接头、阀门和接头。如果不认真维护预防性维护[PM]计划，环境进气口和过滤器可能是微生物污染源。冷凝水收集器和接收罐会积聚水蒸气，使压缩空气过于潮湿，有利于微生物生长。

在压缩空气系统的材料设计方面，FDA倾向于尼龙/导电聚合物或不锈钢[首选]，焊接密封是首选，其次是不锈钢压缩密封。阀门应该是不锈钢关闭阀，或无颗粒不锈钢。［5］

其他关键标准

3A标准[604-05-3A]要求无菌空气的过滤级别为99.9999%，非无菌空气的过滤级别为99%。英国压缩空气协会(BCAS)第6节规定了露点、除油和颗粒去除规格范围为0.1至0.5微米(其中包括微生物孢子)。

空气采样技术[1,6]

如ISO标准讨论中所述，有多种微生物空气采样器设计用于测试环境空气。其中一些已被用于测试压缩空气系统。所有这些都是根据ISO 14698-1/2规定的制药和临床/微生物学洁净室监管和国际标准开始的。

撞击滤尘器利用液体捕获介质管来收集微生物，以近似于人类的呼吸捕获系统。被采样的空气通过狭缝管被吸进烧瓶或有液体介质的管中。进口管的直径控制样品流量。然后取样介质被体积化镀，定量计数可以通过取样时间和流速计算。

撞击器有一些缺点，包括破坏微生物细胞被冲进液体介质收集装置。许多收集设备是玻璃的，这是禁止在食品和饮料工厂。阳性的是液体培养基可以通过多种方式进行微生物分析，包括PCR。

一些撞击器的例子包括来自VWR的SAS-PCR，主要用于洁净室和特殊实验室。它主要用于病原体检测。另一种是Bertin科技公司的科里奥利取样器，它利用容器锥形壁上的离心力对空气进行气旋式取样，使微生物进入液体介质。

冲击式破碎机相比之下，撞击器利用黏合剂或固体琼脂培养基来收集微生物颗粒。通过两种类型的狭缝取样器或筛子取样器[穿孔板]，在琼脂表面产生层流。狭缝的宽度或筛孔的直径决定了可量化的空气速度。这两个单位的设计都有方向性的变化，这将迫使微生物“冲击”琼脂界面。

使用冲击器空气采样器，一旦达到适当/所需的空气量，装置将停止取样，并且可以移除琼脂板或琼脂条进行培养和计数。每一组空气[立方米或立方英尺]都提供一个量化的菌落形成单位[CFU]计数。

冲击器的一个积极因素是无菌介质易于制备或从供应商处获得。另一个好处是，冲击器可以处理从中等到高流量以及高样本空气量的各种流量。撞击器依靠经典微生物培养基和1至4天的培养进行菌落计数。

有许多种类的冲击器。这些措施包括：

• Casella狭缝取样器:狭缝下方有一个琼脂盘转盘
• 安徒生取样器:一种由大孔到小孔的板层组成的级联筛

以下是主要用于压缩空气微生物分析的冲击器类型:

• 表面空气系统[SAS]筛样器:SAS 180, Super Pinocchio II或CAMTU II单位{Parker Bolston]都可以使用一个大琼脂板，而Super Pinocchio可以使用90毫米培养皿，但有一个适配器使用RODAC型板[55毫米直径]。所有这些都用于压缩空气系统。
  • 超级皮诺曹2是最精确的，提供准确的，可量化的计数。然而，它非常笨重，在食品饮料工厂环境中使用有些困难。
    • 培养基主要归入总计数，但可以创建用于真菌或大肠菌群计数的差异培养基板。
    • 取样体积一般为1000升

• CAMTU单元，重量轻，便于携带，并利用一个巧妙的甜甜圈形状的琼脂板来取样压缩空气。Parker Balston创造了这个CAMTU单元，并表示它对压缩空气系统的“定性”分析很好。
  • 用户友好的设置和操作，我相信，虽然它的数据是定性的，它仍然是非常有帮助的许多食品和饮料厂雇用。[因为任何监管标准都没有对压缩空气微生物计数的量化要求！]

• 路透社离心取样器[RCS]是一种狭缝式冲击器，使用一个叶轮，通过离心力产生一个漩涡，以及一个包含34个独立琼脂孔的专用琼脂条。多功能，高流量触摸模型可用于环境空气和压缩空气测试在食品和饮料工厂。
  • 由默克生物测试公司开发，现在由Millipore Sigma公司拥有，这是一个采样器，我使用了近30年的环境采样，并使用了最近的创新，一个适配器，压缩空气系统的量化采样。
  • 重量合理、半便携，更易于在食品和饮料工厂环境中使用。
  • 琼脂条易于冷藏，便于运送到微生物实验室进行培养和计数分析。
  • 琼脂条有三种类型:Total Count, Yeast Mold，和TSM[大肠菌群]，菌落可以从这些条培养和鉴定，就像琼脂培养皿。
  • 取样可手持或使用三脚架与远程难以取样的生产地区。
  • 可编程的各种空气量。对于压缩空气，通常使用1000升@ 15 psi[空气压力调整]，但我已经连续使用500升的许多压缩空气系统样品。

路透社离心取样器(RCS)是一种狭缝式冲击器。

膜过滤:另一种方法是，对压缩空气或周围空气进行采样，通过微生物膜过滤器以量化的速度流动，然后进行培养[类似于对水系统中的微生物进行采样]。该方法应用于制药工业。

关于数据分析的评论

为了使数据可靠和科学有效，必须[每年]定期验证和校准相应的空气采样器。

收集微生物颗粒的效率和技术能力，以保持非常高的生存能力，使微生物在培养基上培养成菌落。这包括在大风量样品尺寸下的流量。大风量下的流量越大，机组的采样越准确。

验证方案由各单位的制造商制定。同时，现有的设备必须由终端用户或制造商定期重新校准。例如，采用RCS高流量的Millipore Sigma要求每年重新校准现场设备。

如上所述，到目前为止，美国没有设定标准，也没有规定每立方单位空气中高、中或低风险微生物密度的强制范围。无论是环境空气测量，还是食品饮料项目中的压缩空气测量，都是如此。例外情况是英国压缩空气协会[BCAS]第6节和3a节如上所述。这就是为什么ISO和3A试图定义压缩空气的微生物标准，以及在高到低风险食品加工模式下的环境空气所需要的微生物标准。

因此，由于缺乏食品和饮料空气样品的监管指南或标准，我采用了“指南”，其不满意程度从不合格到满意不等。根据采样区域或现场的风险评估，对环境空气和压缩空气系统的微生物空气采样结果进行审查。任何发现每立方米空气低于100 CFU的结果都被视为目标，并被视为令人满意。当然，这不适用于无菌/无菌工艺。

空气处理系统[环境和压缩空气]的测试将随着空气采样系统的自动化和准确性的提高而不断成熟和发展。在过去的20年里，食品饮料加工市场越来越多地将空气系统质量作为其HACCP计划的主要组成部分。请继续关注!

参考资料

空气微生物控制项目在食品植物卫生中的作用。食品安全杂志，签名系列，2005年6 - 7月。www.foodsafetymagazine.com

[2]国际标准组织:ISO 8573.1, ISO 12500:空气质量标准，ISO 8573-7:微生物测试和压缩空气标准。www.ghtac.com

[3] Scott，Lee，Parker气体分离和过滤部门：符合GFSI食品安全要求的压缩空气GMP。www.ghtac.com

[4]英国零售协会[BRC]第8版第4.5.3条款和安全质量食品协会[SQFi]第9版，模块11.5.5

[5] 国际食品安全与质量网络：FSMA、HACCP和您的压缩空气系统2018年5月17日www.ifsqn.com/food-safety-quality-articles/_/compressed-air-system-testing-to-comply-with-FSMA-and-HACCP

[6] 快速微生物学：用于空气质量微生物监测的空气采样器www.rapidmicrobiology.com/test-method/air-samplers

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