孟强,刘树文,2,3*
(1. 西北农林科技大学葡萄酒学院,陕西杨凌 712100;2. 陕西省葡萄与葡萄酒工程技术研究中心,陕西杨凌 712100;3. 陕西省合阳葡萄试验示范站,陕西渭南 715300)
随着人们对高品质葡萄酒不断追求,葡萄酒的安全、卫生状况也越来越受到关注和重视。有许多研究致力于阐述葡萄酒在发酵、陈酿以及销售至市场的过程中存在的质量安全隐患,例如亚硝酸盐、生物胺、氨基甲酸乙酯等对人体健康有害的物质,或2,4,6-三氯苯甲醚等破坏葡萄酒香气的物质[1-5]。然而,葡萄原料作为葡萄酒生产的源头,其生物安全状况与控制措施却鲜有详细报道[6]。本文主要论述了葡萄栽培和采收过程中潜在的生物安全因素,并针对各种隐患列举出了相应的预防与控制措施,以期对葡萄原料的质量安全状况加以改善。
在葡萄生长和成熟的过程中,刮风、降雨、鸟类活动等原因可能会使葡萄浆果感染各种病虫害,葡萄园管理者通常会喷洒农药进行消除或预防。然而,葡萄栽培过程中过度使用的农药会残留在葡萄上,最终转移到葡萄酒中[7-8],从而严重影响葡萄酒的质量安全。葡萄栽培过程中的虫害主要有葡萄蚜虫、盲蝽蟓和蚧壳虫,防治农药主要有噻虫嗪、苦皮藤素和苦参碱;主要病害包括灰霉病、白粉病、炭疽病、褐斑病等,防治农药主要有多菌灵、百菌清、三唑酮等;所使用的除草剂主要有草铵膦和莠去津[9]。这些农药的实际用量大多依据葡萄园管理者或果农的栽培经验以及病害程度进行确定[10],加上它们在自然环境下的降解速率不同,这就使得最终成熟的葡萄浆果中农残含量不同[11]。葡萄果实中的农残检测主要依靠一些专业设备,有气相色谱、气相色谱-质谱联用、高效液相色谱和液相色谱-质谱联用等。这些方法一般需要选择合适的样品前处理方法(多为浓缩后萃取)[12-14],通过内标法或者外标法对葡萄果实中的农残进行定性和定量。
为减少葡萄栽培过中的农药使用,可选择性的采取以下控制措施:(1)选用抗病性能强的优良葡萄品种进行建园,并在葡萄生长的不同时期进行合理施肥,从源头上增强葡萄植株自身的抗病害能力;(2)结合遮阳网、套袋、剪枝、定期除草等田间管理以杜绝、阻断病害的传播[15];(3)在必要时选用低毒性、药效持久的农药制剂,如生物农药、广谱性消毒剂等,严禁使用毒性较大的违禁药品[15];(4)如若采收时检测到葡萄果实中的农残较高,可通过适当的物理办法降低农药残留,如麦饭石吸附[16]、超声波处理[17]等方法使得农药降解。
葡萄是灌溉历史最悠久的作物之一,灌溉用水在葡萄栽培过程中的作用不容小觑。许多研究致力于关注用水量(水分过量或水分亏缺)、用水时间与灌溉类型等因素对于葡萄植株和浆果质量的影响[18],而忽视了灌溉用水的水质对于葡萄果实的质量安全甚至葡萄园的可持续利用的影响。在适合酿酒葡萄种植的地区,灌溉用水通常使用河道引流用水或处理用水。根据GB 5084—2005《农田灌溉水质标准》,葡萄栽培灌溉用水的微生物安全隐患主要来自于粪大肠杆菌和蛔虫。当葡萄遭受大风、冰雹等恶劣天气时,其浆果会出现破裂破损,这些富含糖类、氨基酸的烂果为灌溉用水中的微生物提供了天然的营养培养基,此时采用喷灌的葡萄园(适合具有一定坡度的地形)可能会染上病害而影响葡萄的质量安全。从《农田灌溉水质标准》细则可以看出,葡萄栽培灌溉用水中的化学安全隐患主要来自于各种盐类离子。其中一部分会对葡萄植株产生直接作用从而影响葡萄果实质量,例如氯离子和硼酸盐离子。另一部分则是对葡萄园土壤造成严重污染从而降低土地的持续利用率,这类离子主要是一些重金属离子,例如汞、镉、砷、铅等[18]。
对于灌溉用水的管理,最主要的措施是对水源进行严格的监控。具体做法如下:(1)弄清灌溉用水来源,了解其水质状况的监测指标与记录,防范于未然;(2)定期在葡萄园灌溉设施处取水样,送至专业的平台或机构进行检测,排除因灌溉输水设备老化或损坏而引起的水质污染。
葡萄栽培过程中使用的肥料可分为商业化肥和有机肥料两大类,其中过度使用化肥带来的危害主要集中在对于葡萄植株的生长以及葡萄园土质、水质状况的影响[19];有机肥的过量则涉及各种微生物发酵活动,这就包括病原菌的繁殖与生长[18]。有机肥料可分为绿肥、堆肥和畜肥等大类[18],其中绿肥和堆肥大都可以使用葡萄茎叶[20]、残果烂果以及葡萄酒厂的发酵剩余物(果梗或皮渣)作为发酵基质[21],发酵的微生物多为根瘤菌、酵母、乳酸菌等微生物。而畜肥的来源与组分则较为复杂,其组成的不定性是葡萄园用畜肥时的主要问题[18],比如畜养动物的饮食结构、其消化道或粪便菌群组成等,这些不确定的微生物群落会给葡萄果实带来质量安全隐患[18]。此外,施畜肥的时间也可能是葡萄果实出现微生物病害的潜在因素。施肥时间越临近果实成熟期、施肥后灌溉不当或遇到阴雨天气,田间的湿润环境给畜肥中的微生物提供了绝佳的生长、繁殖以及侵染条件,此时葡萄浆果出现微生物病害的风险会大大增加[22]。
针对葡萄园间施肥而引起的生物安全隐患,可采取以下措施加以控制或改善:(1)根据土壤基质状况分析合理选用商用肥料,所选商用肥料应来源明确、各营养成分配比适当[23];(2)商用肥料和有机肥料配合使用,增加肥效的同时提高土壤循环利用率,慎用畜肥;(3)根据葡萄生长需肥规律和天气状况进行施肥,避开雨水天气,减少病害微生物的生存几率。
葡萄成熟后,可通过人工或机器两种方式进行采收[18,24]。不论是人工采收还是机器采收,采收过程都是人的干预活动,人为操作不当有可能给葡萄果实带来生物安全隐患(栽培过程中亦是如此),因此采收人员的卫生意识是影响采收质量的重要因素[25]。采收器械与盛装容器(采摘盒、周转箱等)都是与葡萄直接接触的工具,其洁净程度十分关键。另外,采收过程中的操作细节也关系到葡萄浆果的生物安全,比如采摘动作、手势等[26]。采摘手势不当不仅会降低采摘速率,还容易对葡萄果穗造成损伤,直接影响葡萄浆果的质量安全。
因此,采收过程作为葡萄果实从葡萄园向酒厂或包装销售地点转移的重要环节,必须制定相关标准或法规进行控制以保证葡萄的质量安全[15]。具体措施如下:(1)对采收人员进行严格的系统培训,培训内容包括安全采收规范、采收器械的使用与清洁保养、采收动作与手势等[27],采收工作人员应具有良好的安全生产素养与卫生意识[28];(2)采收前2~3 d对采收工具、采摘盒、周转箱等器械进行充分消毒灭菌,使其保持洁净,采收人员在采收前和采收完成后都应该清洗双手,避免人为引入病原菌(栽培过程中所有人为的田间活动也是如此,如剪枝、灌溉、施肥等);(3)采收完的葡萄应放至干净的周转箱(筐),并立即通过运输车进行转移,防止其在阳光下积压、裸晒,减少葡萄果实与田间杂草、土壤接触的机会。
大多数关于葡萄栽培或葡萄酒生产规范中缺少对葡萄运输过程的详细规定,然而该过程作为葡萄由田间向酒厂或包装销售地点转移的枢纽环节,其卫生状况也会严重影响其质量安全。首先,运输车自身的卫生状况应该引起重视。运输车一般为农用机车或短期租赁的货车、卡车,这些交通工具在运输葡萄前通常都运输过其他不同货物,往往在车厢内留有纸片、落叶或是残渣等废弃物,而废弃的固形物有可能成为病害微生物栖息的场所。其次,运输路线也应该深思熟虑。采摘完成的葡萄装于周转箱(筐)中,如若运输道路崎岖不平,沿途的颠簸则会对葡萄果实造成额外的挤压引起浆果破裂,造成染菌的风险。另外,运输天气也是需要考虑的因素。运输过程中遇到雨水天气时,运输车车厢周边的湿润环境也可能成为病害微生物的栖身之所。
针对葡萄运输过程中的生物安全隐患,可以从以下几点加以控制或消除:(1)若条件允许,应置备葡萄运输专用车辆,并定期进行保洁。若使用短期租用的运输车辆,应提前对运输车车厢进行清理和消毒灭菌,保持通风、干燥的环境[29];(2)运输路线应选择平坦的公路,尽量避免颠簸或泥泞的道路;(3)葡萄采收和运输期间都应该关注天气状况,选择天气晴朗的上午或傍晚进行采收并转移,避免雨水的侵袭。
采收完的葡萄通常都会在当天送至酒厂(酿酒葡萄)或销售点进行分选和包装(鲜食葡萄),然而有时候因为运输或天气等原因,采收的葡萄无法及时被进一步处理,此时就需要将其暂时贮藏在冷库中以待用。在选择贮藏库时,其洁净程度、温控性能、湿度状况、通气状况以及冷库管理或负责人员的执勤情况对于维持葡萄果实的生物安全而言都尤为重要[30-31]。
对于贮藏冷库的选择与贮藏管理可采取以下措施:(1)在葡萄入库前,冷库应提前做好灭菌消毒和保洁等工作,并试运行以检测其温控、湿度调节等功能;(2)葡萄贮藏期间,指定专门负责人对冷库的运行情况进行监控,并做好各项性能指标的详细记录,防止仪器或设备的损坏而引起葡萄表面腐败微生物滋生;(3)若贮藏时间较长,应定期抽样检查冷库中的葡萄样品,检查是否有腐烂、霉变等现象出现。必要时应及时剔除烂果、霉果及其周围的葡萄,腐败严重时应立即终止贮藏,将冷库的葡萄全部清空、处理。
葡萄原料的卫生状况会直接影响所生产葡萄酒的质量安全。在葡萄栽培与采收过程中,主要以“提前清理、消毒、保洁”为主,“及时控制、补救、消除”为辅,避免由于人为操作不当或疏忽而造成的微生物污染,从源头上降低微生物腐败、滋生的风险,保证葡萄原料的生物安全质量。