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臭氧在葡萄酒生产中的应用

发布时间:2023-03-17 11:56:32     浏览量: 177     


都振江

(河北沙城中国长城葡萄酒有限公司 075400)

 

在葡萄酒生产中,微生物稳定性是关乎葡萄酒质量的一个重要指标,所以灭菌是贯穿其中的一个不可或缺的要素。目前,臭氧作为一种常用的灭菌剂在葡萄酒生产中的应用已越来越普遍。

 

1 臭氧的杀菌作用

臭氧是目前已知可利用的很强的氧化剂之一,是一种广谱杀菌剂。可使细菌、真菌等菌体的蛋白质外壳氧化变性,杀灭细菌繁殖体和牙胞、病毒、真菌等。对于常见的大肠杆菌、粪链球菌、金黄色葡萄球菌等,其杀灭率在 99% 以上,而且还可以杀灭肝炎病毒、感冒病毒等。臭氧在空间弥漫快而均匀,消毒无死角,而且还具有无毒、无害、无残留的特点,因而被誉为是当前世界上洁净的灭菌剂。因此,臭氧有1785年被发现到现在已广泛应用到化工、石油、纺织、食品、制药及环保等部门。

 

2 臭氧的杀菌机理

臭氧作为气体杀菌剂,依靠其氧化性产生对病毒、细菌及霉菌等微生物的强杀灭作用。其灭菌过程属于生物化学氧化反应。

臭氧灭菌有以下三种形式:①臭氧氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的葡萄糖化酶。②直接与细菌、病毒发生作用,破坏其细胞壁和 DNA RNA ,分解蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物,使细菌的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏。③渗透细胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖,使细胞发生通透性畸变,导致细胞的溶解死亡,并且将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体和热原(细菌

病毒代谢产物、内毒素)等溶解变性死亡。综观无菌技术对微生物作用的原理可分为抑菌、杀菌和溶菌三种。由此可见,臭氧灭菌属于溶菌,是三种灭菌方式中较彻底的形式

 

精酵母有性杂交,培育出既保持了原有发酵性能又能耐低温及耐高酒精度的具有稳定遗传性状的葡萄酒酵母R30。该酵母的选育成功,可解决白葡萄酒在较低温度下难以触发和在较高酒度下发酵终止的缺点,是一株优良的生产用酿酒酵母。


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参考文献

[1] 杜连祥.《工业微生物学实验技术》.天津科学技术出版社,1992

[2] 赫尔姆特著,宁尔康译.《葡萄酒微生物学》 .轻工业出版社, 1988

[3] Roger B.BoultonSingleton等著,赵光鳌等译.《葡萄酒酿造学-原理及应用》.中国轻工业出版社,2001

[4] 朱宝镛《葡萄酒工业手册》.中国人民出版社,1995

 

3 臭氧在葡萄酒生产中的应用

目前,臭氧在葡萄酒生产上主要应用于灌装用葡萄酒瓶的杀菌。设备工作程序为:空瓶进入设备后,先进行臭氧浴液冲洗,倒空后用过滤的无臭氧水冲洗,之后再用无菌淡水冲洗,最后倒空后,借助吹风管用经过无菌过滤的空气吹风。虽然由于设备的不同,其作用方法有所差异,但杀菌后的空瓶经微生物检验,均能达到工艺要求,为葡萄酒微生物稳定性中后处理的一个重要环节杜绝了后患。


4 影响臭氧杀菌的因素

根据臭氧的特性和数年来的使用经验,在应用臭氧杀菌剂时应注意以下几个影响因素:


4.1 水质

臭氧最适宜的方式是将臭氧溶解于水中,形成所谓“臭氧水”。欧美一些发达国家将“臭氧水”称为“万能水”。臭氧在水中对细菌、病毒等微生物杀灭率高、速度快,对有机化合物等污染物质去除彻底而又不产生二次污染,但水质的好坏却能直接影响臭氧杀菌的效果。

由于臭氧具有很强的氧化性,因而一旦与水混合,臭氧首先与水中易被氧化的一些还原性无机物质发生氧化反应,其次与一些有机物反应,使有机物发生不同程度的降解,变成简单的有机物,再进一步彻底氧化成二氧化碳,使水的化学耗氧量(COD)值减少,臭氧浓度也因此降低(表1)。

由表1可知,为降低对臭氧的消耗,对水质的要求即尽可能降低所用水中还原性无机物及易降解有机物的含量。


4.2 温

在相同的臭氧浓度下,随着水温的增加,臭氧溶解度下降(表2)。由表2可知,水的温度对水中臭氧的含量有较大的影响。由于温度的影响,在其它条件正常的情况下,为达到理想的杀菌效果, 臭氧浓度必须随着温度的改变而调整(表3)。因此,从设备的运行、配套的设施以及葡萄酒的灌装条件上综合考虑,一般选择水的温度在 10~15℃。显而易见,在夏季,控制灌装的环境温度及空瓶的表面温度也是一项必要的措施。


4.3 润滑剂、碱液及瓶内容物

在灌装生产过程中,酒瓶链道的润滑需用润滑剂或碱液,但需注意,应尽可能不用碱液,而应使用中性的链道润滑剂,而且用量应尽可能地少。因为酒瓶将润滑剂或碱液带入臭氧水浴中后,由于臭氧的强氧化性,会造成臭氧结合的高度还原,从而使臭氧浓度立即下降,使空瓶不再可能达到满意的杀菌效果。而瓶内容物指的是有污迹的瓶子或是有残酒剩余的瓶子,这些内容物若在臭氧杀菌前未清洗干净,尤其是有残酒的瓶子,由于残酒中含有丰富的无机物和有机物,当进入臭氧装置后,会马上与臭氧参与反应,致使臭氧浴中的臭氧浓度迅速降低,从而影响杀菌效果。

 

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5 臭氧应用时需注意的问题


5.1 瓶内臭氧残留

在进行臭氧杀菌的操作过程中,有一个比较重要的问题是酒瓶内臭氧的残留。因为若瓶内臭氧或臭氧水残留过多,则会使葡萄酒在灌装后短期内氧化,致使酒体颜色变深,降低风味。针对此情况,必须密切监视其杀菌效果和设备的运转情况,以免因臭氧浓度过高或设备出现故障(比如瓶子经臭氧浴杀菌后无菌淡水和压缩空气冲洗没有到位)而导致瓶内有臭氧残留。此外,葡萄酒瓶的质量也是一个因素,一般来说,瓶内壁光洁度好的其臭氧和臭氧水残留就较低。


5.2 二次污染

臭氧的杀菌作用明显,但亦存在另一方面不利的因素。几个小时后臭氧可全部变为氧气(臭氧在水中正常情况下半衰期为20min,pH=7.6 时为 41min,pH=10.4时为0.5min),使水中含氧量升高变成富氧水,最高含氧量可达10~20mg/l。将两种水都经 0.2 m m 膜过滤,其水中菌落总数为零,然后向每种水各接入相同量体积的试验菌(1 个 /ml),在25~28℃下培养,从0h起进行菌落总数检验,观察经 0.4mg/L 臭氧处理后的富氧水及未经臭氧处理的源水中细菌的生长速率变化情况。从表4可以看出,含氧水比未经臭氧处理的水更易于细菌的繁殖,因而经过臭氧处理的水防止二次污染比不经过臭氧处理的水重要。所以,为最好的杜绝二次污染的发生以及所带来的后患,首先必须保证臭氧杀菌周围的环境卫生包括水源的微生物问题,并且必须注意,一旦臭氧杀菌有了一定时间的间断,则必须更换新水,尤其在夏季温度较高的情况下,更得严加注意,不能有丝毫马虎,否则,在灌装前的一切无菌过滤都将失去意义。


5.3 卫生标准与健康保护

臭氧作为一种气体杀菌剂,依靠其氧化性对病毒、细菌及霉菌等微生物有强杀灭作用。同任何消毒剂一样,也会对动物与人造成一定的生理反应甚至损害,但臭氧比常用消毒剂要小的多,防保也容易得多。各国科学界对臭氧产生的生理损害作用进行了长时间深入的研究,并制定了相应的卫生标准,以保证应用人员的健康。

臭氧工业卫生标准:国际臭氧协会:0.1mg/L,接触 10 小时美国:0.1mg/L,接触8 小时德国、法国、日本:0.1mg/L中国:0.15mg/L由于人们的嗅觉可感受的臭氧浓度低于卫生安全标准,这样臭氧工作区内任何人员在明显感受到臭氧的刺激作用后会自动回避或采取技术措施消除泄露故障,而不会产生“乘积”积累损害。

臭氧作为消毒剂,杀菌能力强,使用浓度低,能自行分解无残余污染,接触后的不适感离开现场立即消失等优点,是甲醛(福尔马林),过氧乙酸,高锰酸钾等常用消毒剂无法比拟的。因此,正确应用臭氧即可保证健康不受损害。