Отлежаване и надубване на вина с ултразвук

Отлежаването на виното и дъбът допринасят значително за крайния вкус и качество на виното. Известно е, че и двата процеса отнемат дълго време, често процесът на зреене преминава през сервалските години. Ултразвукът е високоефективна и бърза технология, която засилва зреенето на виното и ускорява значително процеси като извличане на дъбови съединения, микрооксигенация и химичен процес (напр. полимеризация). С ултразвук младите вина могат да отлежават за минути до отлежали вина с букет от няколко години отлежаване в дъбови бъчви.

Аромати на вино от дъб с помощта на ултразвукова екстракция

Фенолните съединения, свързани със стипчивостта, и ароматните съединения, получени от дъбова дървесина, се пренасят изключително бързо, когато се прилага ултразвук по време на вино по време на отлежаване. Ултразвукът ускори извличането на дъбови съединения до няколко минути – в сравнение с няколко години традиционно отлежаване на вина в бъчви.

Натопяване на вино с ултразвук

За засилено набиване дъбовите стърготини или тояги се овлажняват във виното. Ултразвуковите вълни се отварят и разрушават клетъчните стени на дървения материал, така че вътреклетъчните съединения като танини, феноли, фурони, лактони и др. се отделят чрез ултразвукова кавитация във виното. Тъй като ултразвуковите трептения и кавитацията създават интензивни турбуленции и микропоток, преносът на маса между вътрешността на клетката и околния разтворител се засилва драстично, така че биомолекулите (т.е. ароматните съединения) да бъдат ефективни и бързо освободени. Тъй като ултразвукът е чисто механична обработка, той не добавя никакви химикали към виното.

Сравнение на качествата при традиционното отлежаване във виното и ултразвуковото отлежаване във виното. Ултразвуково отлежалото вино постига върховото си качество значително по-бързо.
(графика: ©Yıldırım and Dündar, 2017, адаптирано от Leonhardt and Morabito, 2007).

Ултразвук – Само механични сили

Високоинтензивният, нискочестотен ултразвук създава енергийно плътни условия, включващи високо налягане, температури и високи сили на срязване. Тези физически сили насърчават разрушаването на клетъчните структури, за да се освободят вътреклетъчни съединения в средата. Освен това ултразвуковият процес на стареене на виното насърчава процесите на микрооксигенация и окисляване. По този начин контролираната ултразвукова реакция може да повлияе положително на химичните реакции във виното. Ултразвуково отлежалите вина достигат своя пик на качеството значително по-бързо от традиционно отлежалите вина. Освен това ултразвуково отлежалите вина показват по-високо ниво на съхранение, така че ултразвуковото вино запазва върховото си качество за по-дълго време от стандартния процес на отлежаване.

Механизмът на разрушаване на клетъчната стена (а) счупване на клетъчната стена поради кавитация. б) дифузия на разтворителя в клетъчната структура.
(Графика, адаптирана от Shirsath et al., 2012)

Предимства на ултразвуковото отлежаване на вино пред отлежаването в дъбови бъчви

Дъбовите бъчви са често срещаният, традиционен процес за отлежаване на вино. В дъбовите бъчви окисляването се извършва в малко количество за дълго време на съхранение в цевта. Времето за съхранение на първокласната фурна за вино отнема няколко години, поради което е скъп процес. По време на отлежаването в дъбови бъчви виното произвежда множество уникални аромати. Освен дългия процес на зреене от години и свързаната с това загуба на време, дъбовите бъчви са скъпи за закупуване и поддръжка. Нежеланите микроорганизми като дрожди (напр. Brettanomyces и Dekkera) могат да замърсят бъчвите за вино. Разваленото вино с мая е известно с лош вкус и мирис.
Поради тези недостатъци на традиционното набиване на бъчви, ултразвуковото отлежаване и надубване на вино е рентабилна и научно доказана алтернатива на традиционното отлежаване в бъчви. Ултразвукът съкращава времето за зреене и подобрява няколко качествени фактора на виното. Ултразвукът може да се прилага по време на различни етапи от процеса на винопроизводство, включително мацерация, екстракция на полифеноли, както и отлежаване, зреене и надубяване. Научните изследвания и промишлените приложения доказват валидността на ултразвука във винопроизводството със значителни подобрения в съкратените периоди на отлежаване и по-ефективното производство на висококачествени вина.

Ултразвуково ускорено зреене на виното: Изследването на професор Т. Клайншмид показва благоприятната промяна на аромата на 3-метил-1бутанол в червеното вино при ултразвук в присъствието на дървесни стърготини American Blend. (Ултразвуков уред UIP2000hdT, амплитуда 43μm, сонотродна повърхност 9cm2)

Научни изследвания върху ултразвуковото отлежаване на вина

Ултразвуковият интензитет или нивото на акустична енергийна плътност на относително умерено ниво може да насърчи бързото извличане и извличане на фенолни вещества от дъбови стърготини във виното, като по този начин потенциално увеличава вкуса и хранителната стойност на виното в рамките на значително съкратено време на зреене. Освен това ултразвуковото лечение е в състояние бързо да промени състава на виното, което се предполага, че се дължи на ефектите на акустичната кавитация. По този начин се предполага, че високото ниво на плътност на акустичната енергия насърчава ултразвуковата модификация на състава на виното. (срв. Yang et al., 2014)
Подобни ефекти на стареене са докладвани от Jiménez-Sánchez et al. (2020) за оцет от шери с помощта на дъбов чипс и ултразвук. Ултразвукът намалява значително времето за зреене в сравнение с традиционното зреене.

Ултразвуково освобождаване на ароматни съединения от дъб

Бреньо и колегите му изследват ефектите на ултразвука с висока мощност за почистване на дъбова бъчва за вино и последващото освобождаване на полифенолни и други съединения, когато бъчвите се използват след обработката за отлежаване на вино. Полифенолите и фитохимикалите като елагитанини, лигнини и ароматни прекурсори допринасят значително за зреенето и вкуса на виното. Като цяло проучването показва, че ултразвуковата обработка дава по-високи добиви на полифеноли и други биоактивни съединения в рамките на много кратко време на лечение. Например, концентрацията на фурфурол е по-висока в случай на ултразвуково лечение при 8-месечно отлежаване и 12-месечно стареене, като концентрацията се увеличава между 18,8 и 92,6% в сравнение с алтернативното лечение с пара. За 5-метилфурфурола концентрацията е значително по-висока за ултразвукова обработка на бъчви от 1-годишни бъчви (12-месечно отлежало вино) и 2-годишни бъчви (2, 8 и 12-месечно отлежало вино) с увеличение между 20,5 и 97 %. Що се отнася до уиски лактон диастереоизомерите, транс-уиски лактонът е значително по-висок за 3-годишни бъчви, обработени с ултразвук: след 12 месеца отлежаване виното има концентрация от 75,2 ± 5,6 μg/L, което води до увеличение с 46,9 % в сравнение с виното, отлежало в бъчва, обработена с пара. За концентрациите на ванилин и сирингалдехид стойностите, измерени във виното, също са значително по-високи след ултразвуковата обработка. В сравнение с обработката с пара в бъчви, общата консумация на енергия е 0,38 kWh за мощен ултразвук и 3 kWh за водна пара, което е 7,89 пъти по-ниско.
(срв. Breniaux et al., 2021)

Ултразвуково насърчавани химични реакции във виното

По време на отлежаването на виното протичат множество химични реакции. Например, проантоцианидиновите съединения са склонни да полимеризират, кондензират с антоцианини и да се комбинират с други полимери, като протеини и полизахариди. Тази реакция на кондензация с антоцианини е основната химическа реакция, участваща в потъмняването и стабилизирането на цвета на червеното вино, който се променя от яркочервено до тъмночервено с кафяви тонове.
Ранните проучвания на Masuzawa et al., 2000 г. вече показват, че ултразвукът насърчава полимеризацията на фенолните съединения и увеличава полифенолното съдържание в червеното вино, докато виното отлежава.
По време на отлежаването на вино в бъчви могат да се извлекат стотици съединения от дървото във виното, което пряко допринася за вкуса, аромата и усещането в устата на крайното вино. Влакнестият състав на дъбовата дървесина играе важна роля в процеса на стареене, тъй като се извличат летливи феноли и фенолни алдехиди от лигнин, както и фурфуролни съединения от разграждането на захарта от целулоза и хемицелулози.
Въпреки че традиционното отлежаване на дъбови бъчви се използва широко от векове, все още има някои присъщи недостатъци. Първо, процесът на стареене в бъчва обикновено отнема от няколко месеца до няколко години, което отнема много време. Второ, бъчвите са скъпи, заемат много място във винарната и трябва да бъдат заменени с времето. Трето, тъй като дъбовите бъчви остареят, те могат да бъдат замърсени от нежелани микроорганизми като дрожди родове Brettanomyces и Dekkera.
Прочетете повече за ултразвуковата дезинфекция и почистване на бъчви за вино!

Ултразвуково оборудване за отлежаване и зреене на вино

От няколко десетилетия Hielscher Ultrasonics е доверен доставчик на високомощни, нискочестотни ултразвукови процесори за хранително-вкусовата промишленост. Винарните и дестилериите са възприели ултразвуковата технология за производство на висококачествени вина и алкохолни напитки при по-ефективни условия, т.е. получаване на висококачествени резултати в ускорен процес и при прецизно контролируеми условия.
Ултразвуковите апарати Hielscher се предлагат във всякакъв размер, от ръчното лабораторно устройство за изследвания и контрол на качеството до настолни и пилотни системи за бутикови лозя и средно големи винопроизводители, както и високопроизводителни ултразвукови апарати за големи търговски производители на вино.
Всички ултразвукови процесори на Hielscher разполагат с най-съвременна технология, включително цифров цветен дисплей, усъвършенстван софтуер, интелигентни настройки, автоматично протоколиране на данни на вградена SD-карта и дистанционно управление на браузъра за прецизна работа, повтарящи се и възпроизводими резултати, както и най-голямо удобство за потребителя. Клиентите по целия свят използват технологията Hielscher Ultrasonics във винарни и дестилерии, постигайки страхотни резултати при отлежаване, набиване и вливане на вина и спиртни напитки.
Свържете се с нас сега! Нашият добре обучен и дългогодишен опитен персонал ще ви помогне с техническа информация, препоръки за идеалния ултразвуков апарат и необвързващи оферти!

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати: