نبيذ غني بالبوليفينولات باستخدام الموجات فوق الصوتية عالية القدرة

تحسّن المعالجة بالموجات فوق الصوتية استخلاص المركبات الفينولية من العنب إلى عصير العنب المعدّ للتخمير، مما يسهم في زيادة المحتوى الكلي من البوليفينولات – وبالتالي تحسين عملية تعتيق النبيذ اللاحقة. ويؤدي استخدام الموجات فوق الصوتية عالية القدرة إلى زيادة مردود الاستخلاص وتسريع نضج النبيذ. لذلك، تُعدّ الموجات فوق الصوتية عالية القدرة طريقة معتمدة لمعالجة العنب المهروس، وتُستخدم لاستخلاص البوليفينولات وتعتيق النبيذ / إنضاجه ومعالجته بخشب البلوط.

الموجات فوق الصوتية عالية القدرة لاستخلاص البوليفينولات وإنضاج النبيذ

تعتمد آلية الموجات فوق الصوتية في صناعة النبيذ على التجويف فوق الصوتي / الصوتي. وتفكك قوى القص العالية الناتجة عن التجويف البنى الخلوية وتوسّع المسام في جدران الخلايا. ويؤدي ذلك إلى تحرير المواد الموجودة داخل الخلايا (مثل النشا والإنزيمات والبروتينات والمكونات الفينولية). وتدعم القوى الميكانيكية الصوتية للموجات فوق الصوتية توزيع المذيب في النسيج ونفاذه إلى المادة الخلوية، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في انتقال الكتلة. إضافةً إلى ذلك، تعزز المعالجة بالموجات فوق الصوتية التفاعلات الكيميائية الحيوية، مثل بلمرة البوليفينولات وتكاثفها، وتُحدث الأكسجة الدقيقة. وتسهم جميع هذه التأثيرات للموجات فوق الصوتية في تعتيق النبيذ ونضجه.

استخلاص البوليفينولات من العنب بالموجات فوق الصوتية

البوليفينولات في النبيذ: ترتبط البوليفينولات وجودة النبيذ ارتباطًا وثيقًا. وتؤثر هذه المستقلبات الثانوية للعنب تأثيرًا كبيرًا في الخصائص الحسية للنبيذ، وبالتالي في عوامل الجودة مثل اللون والقَبَض والمرارة. وتؤدي المعالجة بالموجات فوق الصوتية لاستخلاص البوليفينولات أثناء عملية صناعة النبيذ (مثل معالجة عصير العنب المعدّ للتخمير بالموجات فوق الصوتية قبل التخمير) وأثناء تعتيق النبيذ (مع ملامسة الخشب أو دونها) إلى تفاعلات لا حصر لها تُحدث تحولات معقدة (الأكسجة الدقيقة، والتصبغ المشترك، والإضافة الحلقية، والبلمرة، والأكسدة) في البوليفينولات والتانينات.

معالجة عصير العنب بالموجات فوق الصوتية قبل تخمير النبيذ

عند تطبيق الموجات فوق الصوتية على عصير العنب المعدّ للتخمير، يزداد تحرر البوليفينولات من لبّ العنب. ونظرًا إلى أن التجويف الصوتي – وهو مبدأ عمل المعالجة بالموجات فوق الصوتية – يفكك البنى الخلوية ويفتح البنى داخل الخلايا بفاعلية كبيرة، تتحرر كميات أكبر بكثير من المركبات النشطة حيويًا من العنب وقشوره مقارنةً بالعصر التقليدي. وتشمل هذه المركبات النشطة حيويًا مركبات النكهة والأصباغ والمواد المعززة للصحة، مثل التانينات والأنثوسيانينات والفلافان-3-أولات والبروأنثوسيانيدينات والفلافونولات؛ والستيلبينويدات مثل الريسفيراترول؛ والأحماض الفينولية مثل أحماض البنزويك والكافئيك والسيناميك؛ والكاتيكينات، وكذلك حمض الطرطريك وحمض الماليك، وغيرها. إضافةً إلى ذلك، تُستخلص السكريات الطبيعية مثل الغلوكوز والفركتوز، وهي ضرورية لعملية التخمير في صناعة النبيذ. ويمكن تطبيق المعالجة بالموجات فوق الصوتية في مراحل مختلفة من صناعة النبيذ. ويعرض García-Martín وSun (2013) الموجات فوق الصوتية في دراستهما بوصفها تقنية تعتيق سريعة يمكن أن تمنح النبيذ محتوى أعلى من الأنثوسيانينات وتخفض محتوى التانينات، وهو ما يُعدّ عاملًا إيجابيًا لإنتاج نبيذ عالي الجودة. وقد أثبتت دراسات عديدة التأثيرات الإيجابية للموجات فوق الصوتية عالية القدرة أثناء صناعة النبيذ. لذلك، تُعدّ المعالجة بالموجات فوق الصوتية إحدى أكثر التقنيات الواعدة لأغراض متعددة في عمليات صناعة النبيذ. علاوةً على ذلك، تُعدّ الموجات فوق الصوتية طريقة معتمدة رسميًا للاستخدام مع العنب المهروس. (راجع Natolino وCelotti، 2022)

تُظهر الدراسات التي أُجريت بإشراف الأستاذ Thomas Kleinschmidt من جامعة Hochschule Anhalt، ومعهد أبحاث النبيذ في وسط ألمانيا، بوضوح الزيادة الكبيرة في البوليفينولات في النبيذ المعالج بالموجات فوق الصوتية. فعلى سبيل المثال، ازداد المحتوى من البوليفينولات في النبيذ الأحمر الألماني من نوع Blauer Zweigelt بأكثر من 40%. وفي الدراسة، عولجت كمية قدرها 1.5L من النبيذ الأحمر Blauer Zweigelt بالموجات فوق الصوتية عند ضبط السعة على 100% (السعة 43 μm، ومساحة سطح السونوترود 9 cm²). قيس الامتصاص الضوئي للون الأحمر عند 520 nm. واستُخدم اختبار Folin-Ciocalteu لقياس المحتوى الكلي من البوليفينولات بوصفه مكافئات الكاتيكينات، وأظهر زيادة قدرها 40% في إجمالي البوليفينولات.

يمكن اعتبار الموجات فوق الصوتية إحدى أكثر التقنيات الواعدة لأغراض متعددة في عمليات صناعة النبيذ، وهي معتمدة رسميًا للاستخدام في معالجة العنب المهروس.
وأظهرت دراسة أخرى أجراها Natolino وCelotti (2022) أيضًا تفوّق جودة النبيذ بعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية. واستخدم الباحثون من جامعة أوديني في إيطاليا جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UP200St من Hielscher مع السونوترود S26d14 لدراسة تأثيرات المعالجة بالموجات فوق الصوتية في النبيذ الأحمر. وكما تُظهر الرسوم البيانية أدناه، ترفع الموجات فوق الصوتية مؤشر HCl لجميع العينات المعالجة بالموجات فوق الصوتية من 68.06 ± 1.72 للعينة غير المعالجة إلى 73.78 ± 1.52 بوصفه متوسط قيمة العينات المعالجة. ولم يظهر اتجاه واضح مع زيادة السعة ومدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية، رغم إمكان ملاحظة زيادة كبيرة في مؤشر HCl بين العينات المعالجة بالموجات فوق الصوتية عند 30% لمدة 2 min (71.59 ± 1.06) والعينات المعالجة عند 90% لمدة 10 min (74.25 ± 1.53). وفي الوقت نفسه، تخفض الموجات فوق الصوتية القَبَض من 91.8 ± 1.2 للنبيذ غير المعالج إلى 82.7 ± 3.7 بوصفه متوسط قيمة العينات المعالجة بالموجات فوق الصوتية (انظر الرسوم البيانية على اليمين).
تقلل المعالجة بالموجات فوق الصوتية حجم جسيمات المواد الغروية، مثل التانينات والسكريات المتعددة، مما يسهم في تحسين الثبات والانطباعات الحسية النهائية.

تعتيق النبيذ وإنضاجه بالموجات فوق الصوتية

تسرّع الموجات فوق الصوتية تعتيق النبيذ بتطبيق قوى فيزيائية بحتة تُسمّى القوى الميكانيكية الصوتية. وعند ضبط المعالجة بالموجات فوق الصوتية بما يناسب نوع العنب والنبيذ، يمكنها زيادة معدل تفاعل التكاثف بين الأنثوسيانين والتانينات، مما يقلل المدد المعتادة لتطور لون النبيذ طبيعيًا، وبالتالي يقلل الوقت اللازم لتعتيق النبيذ.

تعتيق النبيذ بالموجات فوق الصوتية باستخدام التانينات المخصصة لصناعة النبيذ

يمكن إضافة التانينات المخصصة لصناعة النبيذ، والمستخلصة من خشب البلوط وبذور العنب وقشوره والعفص النباتي والكستناء والكيبراشو والغامبير وثمار الميروبالان، في مراحل مختلفة من إنتاج النبيذ لتحسين خصائص النكهة وثبات اللون. ويمكن للمعالجة بالموجات فوق الصوتية تعزيز تعتيق النبيذ باستخدام التانينات المخصصة لصناعة النبيذ. والمعالجة بخشب البلوط بالموجات فوق الصوتية هي عملية مسرّعة بدرجة كبيرة لنقل التانينات ومركبات النكهة المشتقة من الخشب من ألواح البلوط أو رقائقه. ويتميز النبيذ المعتّق بخشب البلوط باستخدام الموجات فوق الصوتية بخصائص نكهة ممتازة تتطور خلال معالجة قصيرة تستغرق عدة دقائق، مقارنةً بعدة أشهر من التعتيق في البراميل. ويحرر الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية مركبات رائحة البلوط (مثل vanillan, eugenol, isoeugenol, furfural, 5-methylfurfural, guaiacol, 4-methulguaiacol) بزيادة انتقال الكتلة.

أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لصناعة النبيذ على النطاق الصناعي

تتمتع أجهزة المعالجة من Hielscher Ultrasonics بمكانة راسخة في مجال صناعة النبيذ وتعتيق المشروبات الروحية. ويجد صانعو النبيذ – سواء أصحاب مزارع الكروم الصغيرة الحصرية أو منتجو النبيذ على نطاق واسع – ضمن مجموعة المعدات الواسعة لدى Hielscher معدات المعالجة بالموجات فوق الصوتية المثالية لتلبية متطلبات إنتاجهم في استخلاص بوليفينولات النبيذ وإنضاجه. وتتوافر تجهيزات المعالجة بالدفعات والمعالجة المستمرة ضمن خط الإنتاج، ويمكن شحنها في اليوم نفسه.

التسجيل التلقائي للبيانات

لتلبية معايير إنتاج المنتجات الغذائية والمشروبات، يجب مراقبة عمليات التصنيع وتسجيلها بالتفصيل. وتتميز أجهزة الموجات فوق الصوتية الرقمية من Hielscher Ultrasonics بالتسجيل التلقائي للبيانات. وبفضل هذه الميزة الذكية، تُخزّن جميع معلمات العملية المهمة، مثل الطاقة فوق الصوتية (الطاقة الكلية والصافية) ودرجة الحرارة والضغط والوقت، تلقائيًا على بطاقة SD مدمجة فور تشغيل الجهاز. وتكتسب مراقبة العملية وتسجيل البيانات أهمية لتوحيد العمليات باستمرار وضمان جودة المنتج. ومن خلال الوصول إلى بيانات العملية المسجلة تلقائيًا، يمكنك مراجعة عمليات المعالجة بالموجات فوق الصوتية السابقة وتقييم نتائجها.
ومن الميزات الأخرى السهلة الاستخدام التحكم عن بُعد عبر المتصفح في أنظمتنا الرقمية للموجات فوق الصوتية. فمن خلال التحكم عن بُعد عبر المتصفح، يمكنك بدء تشغيل جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية وإيقافه وضبطه ومراقبته عن بُعد من أي مكان.

تلبية أعلى معايير الجودة – تصميم وتصنيع في ألمانيا

صُممت المكونات المادية المتطورة والبرمجيات الذكية لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher لضمان نتائج موثوقة للاستخلاص بالموجات فوق الصوتية من موادك الخام النباتية، مع نتائج قابلة للتكرار وتشغيل آمن وسهل الاستخدام. وتُعدّ المتانة والموثوقية والتشغيل على مدار 24/7 تحت الحمل الكامل وسهولة التشغيل من منظور العامل عوامل جودة إضافية تجعل أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher خيارًا مفضلًا.
تُستخدم أجهزة الاستخلاص من Hielscher Ultrasonics في جميع أنحاء العالم للاستخلاص عالي الجودة في المنتجات الغذائية والمشروبات. وقد ثبت أن أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher تحقق مردودًا مرتفعًا وجودة فائقة، ولا يستخدمها صانعو النبيذ الصغار المتخصصون فحسب، بل تُستخدم أساسًا في الإنتاج الصناعي للنبيذ الموزّع تجاريًا. وبفضل مكوناتها المادية المتينة وبرمجياتها الذكية، يمكن تشغيل أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher ومراقبتها بسهولة.
Hielscher Ultrasonics في تلتو، ألمانيا، شركة عائلية يديرها مالكوها. وتحمل Hielscher Ultrasonics شهادة ISO. وبالطبع، تتوافق أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher مع CE وتلبي متطلبات UL وCSA وRoHs.

يقدم الجدول أدناه مؤشرًا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية لدينا: