臭氧對葡萄酒裝瓶機就地清洗(CIP)研究

通過使用臭氧對葡（pú）萄酒裝瓶機進行就地清（qīng）洗（xǐ）(CIP)，很大限（xiàn）度地減少葡萄（táo）酒釀造行業清洗對環境的（de）影響（xiǎng）;

在釀酒工業中，良好的清潔和衛生措施（shī）在裝瓶過程中是必不可少的，以（yǐ）保持質量，避免裝瓶後微生物發現有利於其發展的環境（jìng）時的（de）後續變化。通過管道連接的設備，如葡（pú）萄酒裝瓶機，通常采用就地清洗(CIP)方法進（jìn）行清洗，通常需要高耗水量和使用（yòng）對環境（jìng）有負麵（miàn）影響的化學清洗劑。臭氧很近引起了人們的注意，因為它對各種微生物都有功效，而且它的清潔能力不會在（zài）處理（lǐ）過的表麵留下殘留物（wù），從而（ér）保（bǎo）護了環境和人類健康。本研究旨在研（yán）究水處理(3.5 mg/L，接觸時間15和30 min)和氣臭氧處理(30 μL/L，接觸時間30和60 min)與常（cháng）規過氧乙酸消毒處（chù）理(1%，接（jiē）觸時間15 min)對6種葡萄酒相關微生物在瓶裝葡（pú）萄酒中增（zēng）殖潛力的（de）影響。為此，使用人工汙染的葡萄酒來填充剛性和柔性不鏽鋼管和裝瓶機。采用培養依賴法評估每（měi）種治療的有效性。微生（shēng）物對不同的處理方法表現出不同的敏感（gǎn）性。水臭氧（yǎng）暴露30 min是管道清洗有（yǒu）效的處理方法，其次是過氧乙酸。另一方麵，當考慮裝瓶（píng）機（jī）時，使用過氧乙（yǐ）酸作為消毒劑導致細胞完全去除，而30 min的水溶（róng）液臭氧接觸能夠消除除釀酒（jiǔ）酵母外的所有微生物。

眾（zhòng）所周知，酵母和細菌對葡萄酒發酵的有益貢獻(Fleet, 2008)。然（rán）而，它們在瓶裝葡萄酒的保質期內（nèi）存（cún）在是不可取的，原因有兩個:(a)它們降低了葡萄酒的（de）感官吸引力，(b)一（yī）些物種（zhǒng）可以改變葡萄酒的預（yù）期特性(Fleet, 1992)。當葡萄酒對消費（fèi）者不再有吸引力時（shí），就（jiù）被認為是變（biàn）質的。一般來說，它們有令人不快（kuài）的氣味，外觀，味道，質地，或這（zhè）些缺陷的組合。眾所周知，酵母菌和細菌等微生物在生長不受歡迎的情況下能夠（gòu）引起腐敗(Du Toit和Pretorius, 2000)。這種變化可（kě）以發生（shēng）在整個生產鏈的任何階段，從收獲前的葡萄，收獲和加工期間(Pinto等人，2015年)，也可以發生在瓶裝葡萄酒中(Loureiro和Malfeito-Ferreira, 2003年)。

在葡萄酒生產中，裝瓶過程（chéng）是點之後，任何微（wēi）生物存在是不希望的，一般（bān）有害的葡萄酒（jiǔ）質量(雅各布森，2005年)。特別是（shì），許多（duō）瓶裝葡萄酒可能含有（yǒu）少量殘（cán）留的葡萄糖（táng）、果（guǒ）糖或蘋果（guǒ）酸，這些都是微生物（wù）很好的（de）生長基質(Loureiro和Malfeito-Ferreira, 2003)。在微生物（wù）發生變化的情況下，醋酸杆菌、Zygosaccharomyces bailii (Zuehlke et al.， 2013)和bruxellensis (Oelofse et al.， 2008)通常負責這一過程，但其他種類的（de）酵母和細菌也可能在（zài）瓶裝（zhuāng）葡萄酒條件下生長(Cimaglia et al.， 2018)。此外，如果瓶裝葡萄酒中蘋果酸的濃度高於0.1 g/L (rib<s:1> reau- gayon et al.， 2006)，那麽乳酸菌(LAB)通常是葡萄球菌（jun1）(Oenococcus oeni)會對葡萄酒進行蘋（píng）果酸乳酸（suān）發酵(Valdes la Hens et al.， 2015)。由於葡萄酒在裝瓶時更容易受到汙染（rǎn），釀酒師必須在葡萄酒裝瓶之前和過程中防止這些問題，因為這是葡萄酒生產中不可逆轉的一點。為了防止腐敗酵母菌(Du Toit and Pretorius, 2000)和細菌(Bartowsky, 2009)的生長，並減少葡萄酒儲存過程中（zhōng）的感官變化，在這一階（jiē）段（duàn）有效地管理衛生條件、無菌(膜)過（guò）濾和正確的抗菌藥物劑量（liàng）是必不可少的。然而，一些釀酒師認（rèn）為（wéi）葡萄酒過濾會影響紅酒的質量。因此，有一種繞過這個過程的趨勢(Arriagada-Carrazana et al.， 2005)。為了（le）保證裝瓶過程的清潔，與（yǔ）未（wèi）經過濾的葡萄酒直接接觸的管道和裝（zhuāng）瓶機器必須徹底清（qīng）潔和消毒，以（yǐ）減少可能（néng）的交叉汙染。此外，在許多酒廠中，同一條生產線用於裝瓶不同年份和風（fēng）格的（de）多種葡萄酒(如紅葡萄酒（jiǔ）和白葡萄酒，甜葡萄酒和芳香葡萄（táo）酒)。在這種情況下，通常隻有熱水用於清洗生產（chǎn）線和裝瓶機，然（rán）後再更換不同的葡萄酒，因此缺乏衛生處（chù）理可能會導致裝（zhuāng）瓶過程（chéng）中的交叉汙染（rǎn）(Jacobson, 2005)。

經常使用頻（pín）繁和自動清洗，即CIP(就地清洗)。在1990年版的乳製品技術協會手冊中（zhōng）給出了CIP的定義，即“在不拆卸或打開（kāi）設備的情況下對工廠或管道電路進行清潔，操作員很少或（huò）根本沒有人工（gōng）參與”和“該過（guò）程涉及在湍流和流速增加的條件下對表（biǎo）麵進行噴射或噴塗或在整個工廠內循環清（qīng）潔溶液”(Romney, 1990)。CIP在食品（pǐn）加工業中的使用，與葡萄酒工業一樣，通常包括冷（lěng）水（shuǐ）或熱水衝洗，洗滌劑堿性清（qīng）洗，洗滌劑酸性清洗和化學消毒液消毒(Wirtaren和Salo, 2003)。在過去的十年中（zhōng），環（huán）保意識的提高引起（qǐ）了食品和飲料（liào）行業對水資源短缺和體力消耗等問（wèn）題的關注(Pettigrew et al.， 2015)。此外，所用的化學清洗液並不總是生物可（kě）降解的(Tanmnay等人，2014)，而清洗過程對食品（pǐn）加工中的總體廢水有很大貢獻。因此，人們越來越有興趣研（yán）究能夠很（hěn）大限度地減少CIP操作中水和生物不可降解化學（xué）品的使用的創新技術（shù），因為這（zhè）個問題代表了經濟、環境、安（ān）全和社會方（fāng）麵可（kě）持續（xù）發（fā）展的組成部分（fèn）之一(Christaki和Tzia, 2002)。

在這方麵，在過去的幾（jǐ）十年裏，臭氧(O3)作為消毒劑的使用越來越受到關注，主要是因為它使用簡單，對多種微生物具有很高的抗（kàng）菌活性(Khadre et al.， 2001)。臭氧可以替代傳統的微生物控製化學溶液（yè）(Morata et al.， 2017)。這種分子是氧分子受到強烈放電時原子重排產生的，具有一些（xiē）吸引人的特點，在食品和飲料工業中具有潛在的應用（yòng）前景(Horvitz和Cantalejo, 2014)。臭氧會自動分解（jiě）成氧氣而不會在食物中留下（xià）殘留（liú）物，因此它（tā）的使用不需要很後衝洗處理過的（de）材料以去除任何殘留的消毒劑（jì）。這些優點使臭氧對食品和飲料工（gōng）業具有吸（xī）引力，因此，美國食品（pǐn）和藥物（wù）管理局(FDA, 2001年)已將其宣布為GRAS(公認安全)，可用於食品加工。隨後，臭（chòu）氧被批（pī）準作為水相和氣相食品處理、儲存和加工的直接添加劑（jì）(Morata et al.， 2017)。臭氧也被用於食（shí）品工業，以加強（qiáng）食品表麵衛生，消（xiāo）毒食品工廠（chǎng）設備，再利用廢水，並減（jiǎn）少能源使用和（hé）工廠（chǎng）浪費(Guzel-Seydim等人，2004年)。

在（zài）葡萄酒行業，臭氧在釀酒的不同階段被提出應用，包括小維多(bellincontrol等（děng）人，2017)和巴貝拉葡萄漿果(Cravero等（děng）人（rén），2016)、桶(Guzzon等人，2017)和（hé）罐（guàn）(Guillen等人，2010)的消（xiāo）毒（dú）。還評估了臭氧(氣態和水溶液形式)對接種（zhǒng）在收獲後的巴貝拉葡萄上的布魯（lǔ）克斯芽胞杆菌的抗菌潛力(Cravero等人，2018)。盡管在葡萄酒工（gōng）業中使用臭氧，但人們對這種消毒劑在CIP係統（tǒng）中的功效知之甚少。因此，本（běn）研究旨在調（diào）查氣態和水性臭氧在減少柔性和剛性管道(作為灌裝線的組成部分)和裝瓶（píng）機（jī）中存在的微生物負荷(包括酵母和細菌)方麵的有效性（xìng）。

細菌和酵母菌株:

本研究使用了（le）4種酵母和2種細菌(表1)，其中2種商業菌株釀酒酵母Uvaferm BC®和酒（jiǔ）球菌Oenococcus oeni VP41(加拿（ná）大蒙特利爾Lallemand Inc.)和4種DISAFA培養收集的菌株，即Zygosaccharomyces bailii Zb23、Brettanomyces bruxellensis B23F、醋酸杆菌Sc10和Starmerella bacillaris FC54(意大利都（dōu）靈大學農業、森林和食品科學係)

柔性和剛性（xìng）管道的衛生處理及對酵母菌（jun1）的影響

每種處理前後從（cóng）剛性和柔性管道中回收的6種微生物(4種（zhǒng）酵母和2種細菌)的活菌計數見圖3。人工汙染後的葡（pú）萄酒在剛性和柔性管道中循環後及處理前酵母菌和細菌（jun1）的初始負荷分別為:釀酒酵母5.45 ± 0.21 Log CFU/mL, Starm 5.24 ± 0.34 Log CFU/mL。布魯（lǔ）塞爾芽胞杆菌（jun1）為（wéi）5.15 ± 0.21 Log CFU/mL，布魯塞爾芽（yá）胞杆菌為5.45 ± 0.24 Log CFU/mL

討論:

有人建議在釀酒行業中使（shǐ）用臭氧作為抗菌劑，用於葡萄(Guzzon et al.， 2018)和（hé）釀酒桶(Guzzon et al.， 2017)上的一些（xiē）酵母和細菌。在（zài）本研究中，研究了使用過氧乙酸和臭氧(水或氣體形式)去除不鏽鋼表麵上的酵母和細菌的可能性。使用的消毒液顯（xiǎn）著提高（gāo）了對每一種附著種群的去除

結論:

這是第（dì）一次將過氧乙（yǐ）酸(常用抗菌劑)和臭氧(替（tì）代創（chuàng）新劑)進行比較（jiào），以減少人（rén）工汙（wū）染（rǎn）的紅葡萄酒循環後不鏽鋼管（guǎn）和（hé）裝瓶機中存在的六種與葡萄（táo）酒相關的微生物的數量。在處理中，30 min接觸時間的水臭氧（yǎng）顯示出增強的抗菌活性，因為它是能夠保證（zhèng）在剛（gāng）性和柔性管道中消毒的處理。

作者（zhě）:Vasileioses Englezos, Kalliopi Rantsiou, Francesco Cravero, Simone Giacosa, Susana Río Segade, Guglielmo Gai, Enrico Dogliani, Vincenzo Gerbi, Rolle, Luca, Cocolin, Luca Simone