الشيخوخة ونقع النبيذ مع الموجات فوق الصوتية

يساهم شيخوخة النبيذ والبلوط بشكل كبير في المذاق النهائي وجودة النبيذ. من المعروف أن كلتا العمليتين تستغرقان وقتا طويلا ، وغالبا ما تستغرق عملية النضج سنوات الخدمة. الموجات فوق الصوتية هي تقنية فعالة وسريعة للغاية ، والتي تكثف نضوج النبيذ وتسريع العمليات مثل استخراج مركبات البلوط والأوكسجين الدقيق والمعالجة الكيميائية (مثل البلمرة) بشكل كبير. مع الموجات فوق الصوتية ، يمكن أن يكون عمر النبيذ الصغير في غضون دقائق إلى النبيذ الناضج مع باقة من عدة سنوات من الشيخوخة في براميل البلوط.

نكهات النبيذ المشتقة من البلوط باستخدام استخراج بالموجات فوق الصوتية

يتم نقل المركبات الفينولية المرتبطة بالقابض والمركبات العطرية المشتقة من خشب البلوط بسرعة كبيرة عند تطبيق صوتنة أثناء النبيذ أثناء الشيخوخة. تسريع الموجات فوق الصوتية استخراج مركبات البلوط لبضع دقائق – مقارنة بعدة سنوات من شيخوخة البرميل التقليدية للنبيذ.

نقع النبيذ مع الموجات فوق الصوتية

للنقع المكثف ، يتم صوتنة رقائق البلوط أو العصي في النبيذ. تفتح الموجات فوق الصوتية وتعطل جدران الخلايا للمادة الخشبية ، بحيث يتم إطلاق المركبات داخل الخلايا مثل العفص والفينولات والفورونات واللاكتونات وما إلى ذلك عن طريق التجويف بالموجات فوق الصوتية في النبيذ. نظرا لأن التذبذب والتجويف بالموجات فوق الصوتية يخلقان اضطرابات شديدة وتدفقا دقيقا ، فإن نقل الكتلة بين داخل الخلية والمذيب المحيط يتم تكثيفه بشكل كبير بحيث تكون الجزيئات الحيوية (أي مركبات الرائحة) فعالة ويتم إطلاقها بسرعة. منذ صوتنة هو العلاج الميكانيكي البحت فإنه لا يضيف أي مواد كيميائية إلى النبيذ.

مقارنة الصفات في الشيخوخة التقليدية في النبيذ والشيخوخة بالموجات فوق الصوتية في النبيذ. النبيذ الذين تتراوح أعمارهم بين الموجات فوق الصوتية يحقق ذروة الجودة بشكل أسرع بكثير.(الرسم: ©يلدريم ودوندار، 2017، مقتبس من ليونهاردت ومورابيتو، 2007).

الموجات فوق الصوتيه – القوى الميكانيكية فقط

تخلق الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة ومنخفضة التردد ظروفا كثيفة الطاقة ، تتميز بضغوط عالية ودرجات حرارة وقوى قص عالية. تعزز هذه القوى الفيزيائية تعطيل هياكل الخلايا من أجل إطلاق المركبات داخل الخلايا في الوسط. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية الشيخوخة بمساعدة الموجات فوق الصوتية للنبيذ تعزز عمليات الأوكسجين والأكسدة الدقيقة. وبالتالي ، يمكن أن تؤثر الموجات فوق الصوتية الخاضعة للرقابة بشكل إيجابي على التفاعلات الكيميائية في النبيذ. تصل الخمور التي تتراوح أعمارها بالموجات فوق الصوتية إلى ذروة جودتها بشكل أسرع بكثير من النبيذ القديم. علاوة على ذلك ، تظهر الخمور التي تتراوح أعمارها بالموجات فوق الصوتية مستوى حفظ أعلى ، بحيث يحافظ النبيذ الصوتي على ذروة جودته لفترة أطول من عملية الشيخوخة القياسية.

آلية تعطيل جدار الخلية (أ) كسر جدار الخلية بسبب التجويف. ب: انتشار المذيب في التركيب الخلوي.(رسم مقتبس من شيرساث وآخرون ، 2012)

مزايا شيخوخة النبيذ بالموجات فوق الصوتية على شيخوخة برميل البلوط

براميل البلوط هي العملية التقليدية الشائعة لشيخوخة النبيذ. في براميل البلوط ، تحدث الأكسدة بكمية صغيرة على مدى فترة تخزين طويلة في البرميل. يستغرق وقت تخزين فرن النبيذ الممتاز عدة سنوات وبالتالي فهو عملية مكلفة. أثناء النضج في براميل البلوط ، ينتج النبيذ العديد من الروائح الفريدة. إلى جانب عملية النضج الطويلة لسنوات وضياع الوقت المرتبط بها ، فإن براميل البلوط باهظة الثمن للشراء والصيانة. الكائنات الحية الدقيقة غير المرغوب فيها مثل أنواع الخميرة (على سبيل المثال ، Brettanomyces و Dekkera) قد تلوث براميل النبيذ. يعرف النبيذ المدلل بالخميرة بسوء الطعم والرائحة.
بسبب هذه العيوب من نقع برميل التقليدية، والشيخوخة النبيذ بالموجات فوق الصوتية والنقع هو بديل فعال من حيث التكلفة وثبت علميا للشيخوخة التقليدية في براميل. الموجات فوق الصوتية تقصير وقت النضج ويحسن العديد من عوامل الجودة من النبيذ. يمكن تطبيق الموجات فوق الصوتية خلال مراحل مختلفة من عملية صناعة النبيذ ، بما في ذلك النقع ، واستخراج البوليفينول ، وكذلك الشيخوخة والنضج والبلوط. تثبت الدراسات العلمية والتطبيقات الصناعية صحة الموجات فوق الصوتية في صناعة النبيذ مع تحسينات كبيرة في فترات الشيخوخة القصيرة وإنتاج أكثر كفاءة من النبيذ عالي الجودة.

نضج النبيذ المتسارع بالموجات فوق الصوتية: تظهر دراسة البروفيسور Th. Kleinschmidt التغيير المفيد لرائحة 3-Methyl-1Butanol في النبيذ الأحمر عند صوتها في وجود رقائق الخشب American Blend. (الموجات فوق الصوتية UIP2000hdT، السعة 43μm، سطح سونوترود 9cm2)

دراسات علمية حول الشيخوخة بالموجات فوق الصوتية من النبيذ

يمكن لشدة الموجات فوق الصوتية أو مستوى كثافة الطاقة الصوتية عند مستوى معتدل نسبيا أن يعزز الاستخراج السريع والترشيح السريع للفينولات من رقائق البلوط إلى النبيذ ، وبالتالي يحتمل أن يزيد من نكهة النبيذ والقيمة الغذائية في غضون فترة نضج قصيرة بشكل كبير. علاوة على ذلك ، فإن العلاج بالموجات فوق الصوتية قادر على تعديل تركيبة النبيذ بسرعة ، والتي يفترض أن تكون بسبب تأثيرات التجويف الصوتي. وبالتالي ، من المفترض أن يعزز المستوى العالي من كثافة الطاقة الصوتية التعديل بالموجات فوق الصوتية لتكوين النبيذ. (راجع يانغ وآخرون ، 2014)
تم الإبلاغ عن آثار شيخوخة مماثلة بواسطة Jiménez-Sánchez et al. (2020) لخل شيري باستخدام رقائق البلوط والموجات فوق الصوتية. خفضت الموجات فوق الصوتية وقت النضج بشكل كبير بالمقارنة مع النضج التقليدي.

الافراج بالموجات فوق الصوتية من مركبات رائحة من البلوط

قام Breniaux وزملاؤه بالتحقيق في آثار الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة لتنظيف برميل نبيذ البلوط والإطلاق اللاحق للبوليفينول والمركبات الأخرى ، عندما تم استخدام البراميل بعد علاج شيخوخة النبيذ. تساهم مادة البوليفينول والمواد الكيميائية النباتية مثل الإيلاجيتانين واللجنين والسلائف العطرية بشكل كبير في نضوج النبيذ ونكهته. بشكل عام ، أظهرت الدراسة أن العلاج بالموجات فوق الصوتية أعطى غلات أعلى من مادة البوليفينول وغيرها من المركبات النشطة بيولوجيا في غضون فترة علاج قصيرة جدا. على سبيل المثال ، كان تركيز فورفورال أعلى في حالة العلاج بالموجات فوق الصوتية في 8 أشهر من الشيخوخة و 12 شهرا من الشيخوخة ، مع زيادة التركيز بين 18.8 و 92.6٪ مقارنة بالعلاج بالبخار البديل. بالنسبة ل 5-methylfurfural ، كان التركيز أعلى بكثير للمعالجة بالموجات فوق الصوتية لبراميل من براميل عمرها 1 سنة (نبيذ عمره 12 شهرا) وبراميل عمرها 2 سنة (نبيذ عمره 2 و 8 و 12 شهرا) مع زيادة تتراوح بين 20.5 و 97٪. فيما يتعلق ب diastereoisomerss اللاكتون الويسكي ، كان لاكتون الويسكي العابر أعلى بكثير بالنسبة للبراميل البالغة من العمر 3 سنوات المعالجة بالموجات فوق الصوتية: بعد 12 شهرا من الشيخوخة ، يكون تركيز النبيذ عند 75.2 ± 5.6 ميكروغرام? لتر ، مما يؤدي إلى زيادة بنسبة 46.9٪ مقارنة بالنبيذ الذي يبلغ عمره في برميل معالج بالبخار. بالنسبة لتركيزات الفانيلين و syringaldehyde ، كانت القيم المقاسة في النبيذ أعلى بكثير بعد العلاج بالموجات فوق الصوتية. عند مقارنتها بمعالجة بخار البرميل ، كان إجمالي استهلاك الطاقة 0.38 كيلو واط ساعة للطاقة بالموجات فوق الصوتية و 3 كيلو واط ساعة للبخار المائي ، وهو أقل بمقدار 7.89 مرة.
(راجع Breniaux et al. ، 2021)

تعزيز التفاعلات الكيميائية بالموجات فوق الصوتية في النبيذ

أثناء شيخوخة النبيذ ، تحدث العديد من التفاعلات الكيميائية. على سبيل المثال، تميل مركبات بروانثوسيانيدين إلى البلمرة، والتكثيف مع الأنثوسيانين، والاندماج مع البوليمرات الأخرى، مثل البروتينات والسكريات. تفاعل التكثيف هذا مع الأنثوسيانين هو التفاعل الكيميائي الرئيسي الذي ينطوي عليه تغميق وتثبيت لون النبيذ الأحمر ، والذي يتغير من الأحمر الفاتح إلى الأحمر الداكن مع درجات اللون البني.
أظهرت الدراسات المبكرة التي أجراها Masuzawa et al. ، 2000 بالفعل أن الموجات فوق الصوتية تعزز بلمرة المركبات الفينولية وتزيد من محتوى البوليفينول في النبيذ الأحمر مع نضوج النبيذ.
أثناء تقادم النبيذ في البراميل ، يمكن استخراج مئات المركبات من الخشب إلى النبيذ ، مما يساهم بشكل مباشر في النكهة والرائحة وإحساس الفم للنبيذ النهائي. وتؤدي تركيبة ألياف خشب البلوط دورا هاما في عملية الشيخوخة، حيث تستخرج الفينولات المتطايرة والألدهيدات الفينولية من اللجنين، ومركبات الفورفورال من السليلوز والهيميسيلولوز من تحلل السكر.
على الرغم من أن شيخوخة برميل البلوط التقليدية قد استخدمت على نطاق واسع لعدة قرون ، لا تزال هناك بعض العيوب المتأصلة. أولا ، تستغرق عملية التقادم في البرميل عادة من بضعة أشهر إلى عدة سنوات ، وهو أمر يستغرق وقتا طويلا للغاية. ثانيا ، البراميل باهظة الثمن ، وتشغل مساحة كبيرة في مصنع النبيذ وتحتاج إلى استبدالها بالوقت. ثالثا ، عندما تصبح براميل البلوط أكبر سنا ، قد تكون ملوثة بالكائنات الحية الدقيقة غير المرغوب فيها مثل أجناس الخمائر Brettanomyces و Dekkera.
اقرأ المزيد عن الصرف الصحي بالموجات فوق الصوتية وتنظيف براميل النبيذ!

معدات الموجات فوق الصوتية لشيخوخة النبيذ والنضج

منذ عدة عقود، Hielscher Ultrasonics هو المورد موثوق بها من عالية الطاقة، وانخفاض التردد المعالجات بالموجات فوق الصوتية لصناعة الأغذية والمشروبات. اعتمدت مصانع النبيذ والتقطير تقنية الموجات فوق الصوتية لإنتاج النبيذ عالي الجودة والمشروبات الكحولية في ظل ظروف أكثر كفاءة ، أي الحصول على نتائج عالية الجودة في عملية متسارعة وتحت ظروف يمكن التحكم فيها بدقة.
الموجات فوق الصوتية Hielscher متوفرة في أي حجم، من جهاز مختبر اليد للبحث ومراقبة الجودة إلى مقاعد البدلاء والأنظمة التجريبية لمزارع الكروم بوتيك وصانعي النبيذ متوسطة الحجم وكذلك الموجات فوق الصوتية عالية الإنتاجية لمنتجي النبيذ التجارية الكبيرة.
جميع معالجات Hielscher بالموجات فوق الصوتية تتميز بأحدث التقنيات بما في ذلك شاشة ملونة رقمية، وبرامج متطورة، وإعدادات ذكية، وبروتوكول البيانات التلقائي على بطاقة SD مدمجة، وجهاز التحكم عن بعد في المتصفح للتشغيل الدقيق، والنتائج القابلة للتكرار والتكرار، فضلا عن أعلى سهولة الاستخدام. العملاء في جميع أنحاء العالم استخدام Hielscher تقنية الموجات فوق الصوتية في مصانع النبيذ والتقطير تحقيق نتائج رائعة في الشيخوخة، البلوط وغرس النبيذ والمشروبات الروحية.
اتصل بنا الآن! سيساعدك موظفونا المدربون تدريبا جيدا وذوي الخبرة الطويلة في الحصول على المعلومات الفنية والتوصيات بشأن الموجات فوق الصوتية المثالية وعروض الأسعار غير الملزمة!

يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا: