Вина, богати на полифеноли, чрез мощен ултразвук

Ултразвуковата обработка подобрява извличането на фенолни съединения от гроздето в мъстта, което допринася за общото съдържание на полифеноли – и така подобрява последващия процес на стареене на виното. Прилагането на мощен ултразвук осигурява по-високи добиви при екстракцията и ускорява съзряването на вината. Затова мощният ултразвук е одобрен метод за обработка на смачкано грозде и се прилага за извличане на полифеноли, стареене / съзряване на виното и обработка с дъбова дървесина.

Мощен ултразвук за извличане на полифеноли и съзряване на виното

Механизмът на действие на ултразвука във винопроизводството се основава на ултразвукова / акустична кавитация. Високите сили на срязване, възникващи при кавитацията, разрушават клетъчните структури и разширяват порите в клетъчните стени. Това води до освобождаване на вътреклетъчен материал (напр. нишесте, ензими, белтъци, фенолни компоненти). Сономеханичните сили на ултразвуковите вълни подпомагат разпределението на разтворителя в тъканта и проникването му в клетъчния материал, което води до значително увеличен масопренос. Освен това ултразвуковата обработка стимулира биохимични реакции като полимеризацията и кондензацията на полифенолите и предизвиква микрооксигенация. Всички тези ефекти на ултразвука допринасят за стареенето и съзряването на вината.

Ултразвуково извличане на полифеноли от грозде

Полифеноли във виното: Във вината полифенолите и качеството на виното са тясно свързани. Тези вторични метаболити на гроздето оказват значително влияние върху органолептичните характеристики на виното и по този начин въздействат върху показатели за качество като цвят, стипчивост и горчивина. Ултразвуковата обработка за извличане на полифеноли по време на винопроизводството (напр. ултразвукова обработка на мъстта преди ферментация) и при стареенето на виното (със или без контакт с дървесина) предизвиква безкрайни реакции, водещи до сложни преобразувания (микрооксигенация, копигментация, циклоприсъединяване, полимеризация и окисление) на полифенолите и танините.

Ултразвукова обработка на мъстта преди винената ферментация

Когато върху гроздовата мъст се прилага ултразвук, освобождаването на полифеноли от месестата част на гроздето се увеличава. Тъй като акустичната кавитация – която е принципът на действие на ултразвуковата обработка – разрушава клетъчните структури и отваря вътреклетъчните структури много ефективно, от гроздето и гроздовите ципи се освобождават много повече биоактивни съединения в сравнение с традиционното пресоване. Тези биоактивни съединения включват вкусово-ароматни съединения, пигменти и вещества, благоприятстващи здравето, като танини, антоцианини, flavan-3-ols, проантоцианидини и флавоноли; стилбеноиди като ресвератрол; фенолни киселини като бензоена, кафеена и канелена киселина; катехини, както и винена 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 във винопроизводството. Ултразвуковата обработка може да се прилага на различни етапи от винопроизводството. García-Martín and Sun (2013) представят ултразвука в своето изследване като техника за бързо стареене, която би могла да осигури вина с по-високо съдържание на антоцианини и намалено съдържание на танини, което се счита за благоприятно за производството на висококачествени вина. Много изследвания са доказали положителните ефекти на мощния ултразвук при винопроизводството. Затова ултразвуковата обработка се счита за една от най-обещаващите технологии за редица цели във винопроизводствените процеси. Освен това ултразвукът е официално одобрен метод за прилагане върху смачкано грозде. (вж. Natolino and Celotti, 2022)

Изследвания под ръководството на проф. Thomas Kleinschmidt от университета Hochschule Anhalt, Института за изследване на виното в Централна Германия, ясно показват значителното увеличаване на полифенолите във вино, обработено с ултразвук. Например в германско червено вино от сорта Blauer Zweigelt съдържанието на полифеноли е увеличено с повече от 40%. За изследването 1,5L червено вино Blauer Zweigelt е обработено с ултразвук при настройка на амплитудата 100% (амплитуда 43 μm, площ на повърхността на сонотрода 9 cm²). Екстинкцията за червеното оцветяване е измерена при 520 nm. Методът Folin-Ciocalteu е използван за измерване на общото съдържание на полифеноли, изразено като катехинови еквиваленти, и показва увеличение с 40% на общото съдържание на полифеноли.

Ултразвукът може да се счита за една от най-обещаващите технологии за редица цели във винопроизводствените процеси и е официално одобрен за използване при обработка на смачкано грозде.
Друго изследване на Natolino and Celotti (2022) също показва превъзходното качество на виното след ултразвукова обработка. Изследователите от Университета в Удине, Италия, използват ултразвуковия апарат Hielscher UP200St със сонотрод S26d14, за да изследват ефектите на ултразвуковата обработка върху червеното вино. 
Както показват графиките по-долу, ултразвукът повишава HCl индекса за всички проби, обработени с ултразвук, от 68,06 ± 1,72 за необработената проба до 73,78 ± 1,52 като средна стойност за обработените проби. Не може да се открои ясна тенденция във връзка с увеличаването на амплитудата и времето на ултразвукова обработка, въпреки че е възможно да се наблюдава значително повишаване на HCl индекса между пробите, обработени с ултразвук при 30% и 2 min (71,59 ± 1,06), и тези при 90% и 10 min (74,25 ± 1,53). Същевременно ултразвукът намалява стипчивостта от 91,8 ± 1,2 за необработеното вино до 82,7 ± 3,7 като средна стойност за пробите, обработени с ултразвук (вижте графиките вдясно).
Размерът на частиците на колоидни вещества като танини и полизахариди се намалява чрез ултразвукова обработка, което допринася за подобрена стабилност и крайни сензорни възприятия.

Ултразвуково стареене и съзряване на виното

Ултразвуковите вълни ускоряват стареенето на виното чрез прилагане на изцяло физични, така наречени сономеханични сили. Ако е съобразена с вида на гроздето и виното, ултразвуковата обработка може да увеличи скоростта на реакцията на кондензация между антоцианина и танините, като съкрати обичайното време за естествено развитие на цвета на виното и така намали времето, необходимо за стареенето му.

Ултразвуково стареене на виното с използване на енологични танини

Енологични танини, извлечени от дъбова дървесина, гроздови семки и ципи, растителни гали, кестен, квебрахо, гамбир и плодове на миробалан, могат да се добавят на различни етапи от производството на вино, за да подобрят вкусово-ароматния профил и устойчивостта на цвета. Ултразвуковата обработка може да подпомогне стареенето на виното с използване на енологични танини. Ултразвуковата обработка с дъбова дървесина представлява значително ускорен процес на пренасяне на танини и вкусово-ароматни съединения от дървесината на дъбови дъги или чипс. Вината, отлежали с дъбова дървесина чрез ултразвук, предлагат отличен вкусово-ароматен профил, който се развива в рамките на кратка обработка от няколко минути в сравнение с няколко месеца отлежаване в бъчви. Ултразвуковата екстракция освобождава ароматните съединения на дъба (напр. vanillan, евгенол, изоевгенол, фурфурал, 5-methylfurfural, гваякол, 4-methulguaiacol) чрез увеличен масопренос.

Високопроизводителни ултразвукови апарати за промишлено винопроизводство

Ултразвуковите процесори на Hielscher Ultrasonics са добре утвърдени в областта на винопроизводството и стареенето на спиртни напитки. Винопроизводителите – както ексклузивните бутикови лозарски стопанства, така и големите производители на вино – намират в широката гама оборудване на Hielscher идеалното оборудване за ултразвукова обработка, което отговаря на производствените им изисквания за извличане на полифеноли от виното и неговото съзряване. Конфигурации както за партидни, така и за непрекъснати процеси в линия са налични и могат да бъдат изпратени още същия ден.

Автоматично регистриране на данни

За да се спазят производствените стандарти за хранителни продукти и напитки, производствените процеси трябва да се наблюдават и документират подробно. Цифровите ултразвукови устройства на Hielscher Ultrasonics разполагат с функция за автоматично регистриране на данни. Благодарение на тази интелигентна функция всички важни параметри на процеса, като ултразвукова енергия (обща и нетна енергия), температура, налягане и време, автоматично се записват върху вградена SD карта веднага след включване на устройството. Наблюдението 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 прегледате предишни цикли на ултразвукова обработка и да оцените резултата.
Друга удобна за потребителя функция е дистанционното управление на нашите цифрови ултразвукови системи чрез браузър. Чрез дистанционно управление през браузър можете да стартирате, спирате, настройвате и наблюдавате своя ултразвуков процесор от разстояние, отвсякъде.

Покриване на най-високите стандарти за качество – проектирани и произведени в Германия

Усъвършенстваният хардуер и интелигентният софтуер на ултразвуковите апарати Hielscher са проектирани да гарантират надеждни резултати от ултразвуковата екстракция на вашата растителна суровина с възпроизводими резултати и удобна за потребителя, безопасна работа. Здравината, надеждността, работата 24/7 при пълно натоварване и лесното управление от гледна точка на работника са допълнителни фактори за качество, които правят ултразвуковите апарати Hielscher предпочитани.
Екстракторите на Hielscher Ultrasonics се използват по целия свят за висококачествена екстракция при производството на хранителни продукти и напитки. С доказана способност да осигуряват високи добиви и превъзходно качество, ултразвуковите апарати Hielscher се използват не само от по-малки бутикови винопроизводители, но най-вече в промишленото производство на вина, разпространявани в търговската мрежа. Благодарение на здравия си хардуер и интелигентния си софтуер ултразвуковите процесори Hielscher могат лесно да се управляват и наблюдават.
Hielscher Ultrasonics в Телтов, Германия, е семеен бизнес, управляван от собствениците. Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO. Разбира се, ултразвуковите апарати Hielscher отговарят на изискванията за CE и на изискванията на UL, CSA и RoHs.

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