Богати на полифеноли вина с мощен ултразвук
Ултразвукът подобрява извличането на фенолни съединения от грозде до мъст, което допринася за общото съдържание на полифеноли – по този начин се подобрява по-нататъшният процес на отлежаване на виното. Прилагането на мощен ултразвук дава по-високи добиви на екстракция и ускорява узряването на вината. Затова силовият ултразвук е одобрен метод за третиране на натрошено грозде и се прилага за извличане на полифеноли, отлежаване / зреене на вино и надубване.
Мощен ултразвук за извличане на полифеноли и зреене на вино
Механизмът на ултразвука във винопроизводството се основава на ултразвукова / акустична кавитация. Кавитационните сили на срязване разграждат клетъчните структури и разширяват порите в клетъчните стени. Това води до освобождаване на вътреклетъчен материал (напр. нишесте, ензими, протеини, фенолни компоненти). Соно-механичните сили на ултразвуковите вълни подпомагат разпределението на разтворителя в тъканта и проникването на разтворителя в клетъчния материал, което води до значително повишен пренос на маса. Освен това ултразвукът насърчава биохимичните реакции като полимеризация и кондензация на полифеноли и индуцира микрооксигенация. Всички тези ефекти на ултразвука допринасят за стареенето и узряването на вината.
Мощен ултразвук за отлежаване и зреене на вино: Ултразвуковата система UIP4000hdT се използва в промишленото винопроизводство.
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)
Ултразвукова екстракция на полифеноли от грозде
Полифеноли във виното: Във вината полифенолите и качеството на виното са тясно свързани помежду си. Тези вторични метабойли на гроздето значително влияят върху органолептичните характеристики на виното и по този начин влияят на качествени фактори като цвят, стипчивост и горчивина. Ултразвукът за екстракция на полифеноли по време на процеса на винопроизводство (напр. ултразвук на мъст преди ферментация) и по време на отлежаване на вино (със или без контакт с дървесина) предизвиква безкрайни реакции, водещи до сложни трансформации (микрооксигенация, копигментация, циклодобавка, полимеризация и окисляване) на полифеноли и танини.
Уникиране на мъст преди ферментация на вино
Когато ултразвукът се прилага върху гроздова мъст, отделянето на полифеноли от гроздовата каша се увеличава. Тъй като акустична кавитация – Което е принципът на работа на ултразвука – Разрушава клетъчните структури и отваря вътреклетъчните структури много ефективно, много повече биоактивни съединения се отделят от гроздето и гроздовата кожа в сравнение с традиционното пресоване. Тези биоактивни съединения включват ароматични съединения, пигменти и полезни за здравето вещества като танини, антоцианини, флаван-3-оли, проантоцианидини и флавоноли; стилбеноиди като ресвератрол; фенолни киселини като бензоена, кофеена и канелена киселини; катехини, както и винена киселина и ябълчена киселина, наред с други. Освен това се извличат естествени захари като глюкоза и фруктоза, които са от решаващо значение за процеса на ферментация на винопроизводството. Сонификацията може да се прилага на различни етапи по време на винопроизводството. García-Martín и Sun (2013) представят ултразвука в своето изследване като техника за бързо отлежаване, която може да осигури на вината по-високо съдържание на антоцианини и намаляване на танини, което се счита за положително за производството на висококачествени вина. Много проучвания са доказали положителните ефекти на силовия ултразвук по време на винопроизводството. Следователно ултразвукът се счита за една от най-обещаващите технологии за няколко цели във винопроизводствените процеси. Освен това ултразвукът е официално одобрен метод за използване в натрошено грозде. (срв. Натолино и Челоти, 2022 г.)
Проучвания под ръководството на проф. Томас Клайншмид от университета Hochschule Anhalt, Institut for Wine Research of Central Germany показват ясно значителното увеличение на полифенолите в ултразвуковото вино. Например в немското червено вино от типа Blauer Zweigelt съдържанието на полифеноли е увеличено с повече от 40%. За проучването 1,5-литровото червено вино Blauer Zweigelt е ултраизирано при 100% амплитуда (амплитуда 43 μm, сонотродна повърхност 9 cm2). Изчезването беше при 520 nm за червеното оцветяване. Анализът на Folin-Ciocalteu е използван за измерване на общото съдържание на полифеноли като катехини, което показва 40% увеличение на общите полифеноли.
Ултразвуковата обработка на гроздова мъст преди ферментация на виното увеличава съдържанието на полифеноли с до 40%.
(Проучване и графика: © проф. Th. Kleinschmidt, Hochschule Anhalt)
- по-интензивни вкусове
- Повече полифеноли
- по-тъмен цвят
- по-малко стипчивост
- по-висок HCl индекс
- по-меко, по-закръглено усещане в устата
Ултразвукът се използва за увеличаване на добива на полифеноли от гроздова мъст. Освен това ултразвукът може да отлежава виното за минути.
Друго проучване от Natolino и Celotti (2022) също демонстрира превъзходното качество на виното след ултразвуково лечение. Изследователите от Университета в Удине в Италия са използвали ултразвуковия звук на Hielscher UP200St със сонотрод S26d14, за да изследват ефектите от ултразвука върху червеното вино. Както показват графиките по-долу, ултразвукът повишава HCl индекса за всички ултразвукови проби от 68,06 ± 1,72 от необработената проба до 73,78 ± 1,52 като средна стойност на третираните проби. Не може да се подчертае ясна тенденция между увеличаването на амплитудата и времето на ултразвук, въпреки че е възможно да се наблюдава значително увеличение на HCl индекса между ултразвуковите проби при 30% и 2 минути (71,59 ± 1,06) и при 90% и 10 минути (74,25 ± 1,53). В същото време ултразвукът намалява стипчивостта от 91,8 ± 1,2 за необработено вино до 82,7 ± 3,7 като средна стойност за ултразвукови проби (Вижте графиките вдясно).
Размерът на частиците на колоидни вещества, като танини и полизахариди, се намалява чрез ултразвук, което допринася за подобрена стабилност и крайни сетивни възприятия.
- По-интензивен вкусов букет
- Повече полифеноли
- по-тъмен цвят
- по-малко стипчивост
- по-висок HCl индекс
- по-меко, по-закръглено усещане в устата
Ултразвуково стареене и зреене на вино
Ултразвуковите вълни ускоряват отлежаването на виното, като прилагат чисто физически, така наречените соно-механични сили. Ако се адаптира към вида грозде и виното, ултразвукът може да подобри скоростта на реакцията на кондензация между антоцианина и танини, намалявайки конвенционалното време на развитие на естествения цвят на виното, като по този начин намалява времето, необходимо за отлежаване на виното.
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)
HCl индекс (A), индекс на стипчивост (B) и размер на частиците (C) – диаграми на необработени (контролни) и ултразвукови проби с различни нива на амплитуда (30, 60 и 90%) и ултразвуково време (2, 6 и 10 минути), като се използва ултразвуков апарат UP200St.
(Проучване и таблица: © Natolino and Celotti, 2022)
Ултразвуково отлежаване на вино с помощта на енологични танини
Енологични танини, извлечени от дъбова дървесина, гроздови семки и кожа, плодове от растителна жлъчка, кестен, кебрачо, гамбие и миробалан, могат да се добавят на различни етапи от производството на виното, за да се подобри вкусовият профил и устойчивостта на цвета. Ултразвукът може да насърчи стареенето на виното с помощта на енологични танини. Ултразвуковото набиване е значително ускорен процес на прехвърляне на дървесни танини и ароматични съединения от дъбови дъждове или стърготини. Ултразвуково отлежалите в дъб вина предлагат страхотен вкусов профил, който се развива за кратка обработка от няколко минути в сравнение с различните месеци отлежаване в бъчви. Ултразвуковата екстракция освобождава дъбовите ароматни съединения (напр. ванилия, евгенол, изоевгенол, фурфурол, 5-метилфурфурол, гуаякол, 4-метулгваякол) чрез повишен масов трансфер.
Високоефективни ултразвукови апарати за промишлено винопроизводство
Преработвателите на Hielscher Ultrasonics са добре утвърдени в областта на винопроизводството и отлежаването на спиртни напитки. Винопроизводители – както ексклузивни бутикови лозя, така и големи производители на вино – намерете в широката гама оборудване на Hielscher идеалното ултразвуково оборудване за техните производствени изисквания за екстракция и зреене на полифеноли във вино. Партидните настройки, както и непрекъснатите вградени процеси са лесно достъпни и могат да бъдат изпратени в същия ден.
Автоматично протоколиране на данни
За да се изпълнят производствените стандарти за храни и напитки, производствените процеси трябва да бъдат подробно наблюдавани и записани. Цифровите ултразвукови устройства на Hielscher Ultrasonics разполагат с автоматично протоколиране на данни. Благодарение на тази интелигентна функция, всички важни параметри на процеса като ултразвукова енергия (обща и нетна енергия), температура, налягане и време се съхраняват автоматично на вградена SD-карта веднага след включване на устройството. Мониторингът на процеса и записването на данни са важни за непрекъснатата стандартизация на процеса и качеството на продукта. Чрез достъп до автоматично записаните данни за процеса можете да преразгледате предишни пускания на ултразвук и да оцените резултата.
Друга удобна за потребителя функция е дистанционното управление на браузъра на нашите цифрови ултразвукови системи. Чрез дистанционно управление на браузъра можете да стартирате, спирате, настройвате и наблюдавате вашия ултразвуков процесор дистанционно отвсякъде.
Изпълнение на най-високи стандарти за качество – Предназначени & Произведено в Германия
Усъвършенстваният хардуер и интелигентен софтуер на ултразвуковите апарати Hielscher са проектирани да гарантират надеждни резултати от ултразвуковата екстракция от вашата растителна суровина с възпроизводими резултати и лесна и безопасна работа. Здравина, надеждност, работа 24/7 при пълно натоварване и лесна работа от гледна точка на работника са допълнителни фактори за качество, които правят ултразвуковите апарати Hielscher благоприятни.
Екстракторите Hielscher Ultrasonics се използват по целия свят за висококачествено извличане на храни и напитки. Доказано дали дават високи добиви и превъзходно качество, ултразвуковите апарати Hielscher се използват не само от по-малки бутикови винопроизводители, но най-вече в промишленото производство на търговски дистрибутирани вина. Благодарение на здравия си хардуер и интелигентен софтуер, ултразвуковите процесори на Hielscher могат лесно да се управляват и наблюдават.
Hielscher Ultrasonics в Телтов, Германия е семеен бизнес, управляван от собствениците. Hielscher Ultrasonics е сертифициран по ISO. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са съвместими с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20L | 0.2 до 4 л/мин | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10 л/мин | UIP4000hdT |
| Н.А. | 2 до 15 л/мин | UIP6000hdT |
| Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори за смесване, дисперсия, емулгиране и екстракция в лабораторен, пилотен и индустриален мащаб.
Литература / Препратки
- Parthey, Beatrix; Lenk, Matthias; Kleinschmidt, Thomas (2014): Ultraschallbehandlung von Traubenmaische und Wein. Präsentation der Hochschule Anhalt, Mitteldeutsches Institut für Weinforschung, 2014.
- Andrea Natolino, Emilio Celotti (2022): Ultrasound treatment of red wine: Effect on polyphenols, mathematical modeling, and scale-up considerations. LWT Volume 154, 2022.
- Ceferino Carrera; Ana Ruiz-Rodríguez; Miguel Palma; Carmelo G. Barroso (2012): Ultrasound assisted extraction of phenolic compounds from grapes. Analytica Chimica Acta 732, 2012. 100–104.
- Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
Факти, които си струва да знаете
Биоактивни вещества във виното
Фенолното съдържание във виното се отнася до фенолните съединения – естествен фенол и полифеноли, които включват голяма група от няколкостотин химични съединения, които влияят на вкуса, цвета и усещането в устата на виното. Тези съединения включват фенолни киселини, стилбеноиди, флавоноли, дихидрофлавоноли, антоцианини, флаванолни мономери (катехини) и флаванолни полимери (проантоцианидини). Тази голяма група естествени феноли може да бъде широко разделена на две категории, флавоноиди и нефлавоноиди. Флавоноидите включват антоцианините и танините, които допринасят за цвета и усещането в устата на виното. Нефлавоноидите включват стилбеноидите като ресвератрол и фенолните киселини като бензоена, кафеена и канелена киселини.
полифеноли
Полифенолите са вторични метаболити, открити в растенията. Като биоактивни вещества полифенолите могат да бъдат класифицирани като растителни пигменти, ароматни компоненти, защитни агенти за системата за фотосинтеза или градивни елементи за биополимери (напр. лигнин и суберин). Класът на полифенолите включва флавоноиди и антоцианини, процианидини, производни на бензоена киселина (напр. хидроксибензоени киселини като ванилова киселина, трихидроксибензоени киселини като галова киселина и дихидроксибензоени киселини като протокатехуинова киселина), производни на канелена киселина (хидроксикорени киселини като кофеена киселина и р-кумарова киселина) и производни на стилбен (напр. ресвератрол).
Днес в растенията са идентифицирани повече от 8000 полифенолни съединения.
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.