Odležavanje i dubljenje vina ultrazvukom

Odležavanje vina i dubljenje vina uvelike doprinose konačnom ukusu i kvaliteti vina. Poznato je da oba procesa traju dugo, često proces sazrijevanja traje nekoliko godina. Ultrazvuk je veoma efikasna i brza tehnologija koja intenzivira sazrevanje vina i značajno ubrzava procese kao što su ekstrakcija hrastovih jedinjenja, mikrooksigenacija i hemijski procesi (npr. polimerizacija). Uz ultrazvučnu obradu, mlada vina mogu odležati u roku od nekoliko minuta do zrelih vina sa buketom višegodišnjeg odležavanja u hrastovim bačvama.

Arome vina iz hrastovine pomoću ultrazvučne ekstrakcije

Fenolna jedinjenja vezana za trpkost i aromatična jedinjenja koja potiču od hrastovog drveta se prenose izuzetno brzo kada se ultrazvuk primeni tokom vina tokom starenja. Ultrazvuk je ubrzao ekstrakciju hrastovih jedinjenja na nekoliko minuta – u odnosu na nekoliko godina tradicionalnog odležavanja vina u bačvama.

Oaking of Wine ultrazvukom

Za intenziviranje hrastovine, hrastova strugotina ili poluge sonikiraju se u vinu. Ultrazvučni talasi otvaraju i remete ćelijske zidove drvenog materijala, tako da se intracelularna jedinjenja kao što su tanini, fenoli, furoni, laktoni itd. oslobađaju ultrazvučnom kavitacijom u vino. Budući da ultrazvučne oscilacije i kavitacija stvaraju intenzivne turbulencije i mikro strujanje, prijenos mase između unutrašnjosti ćelije i okolnog rastvarača se drastično intenzivira tako da su biomolekule (tj. jedinjenja arome) efikasna i brzo oslobađaju. Budući da je sonikacija čisto mehanički tretman, ne dodaje nikakve kemikalije vinu.

Poređenje kvaliteta tradicionalnog odležavanja u vinu i ultrazvučnog odležavanja u vinu. Ultrazvučno odležano vino svoj vrhunski kvalitet postiže znatno brže.(grafikon: ©Yıldırım i Dündar, 2017, preuzeto iz Leonhardt i Morabito, 2007).

Ultrazvuk – Isključivo mehaničke sile

Ultrazvuk visokog intenziteta, niske frekvencije stvara uslove sa gustoćom energije, sa visokim pritiscima, temperaturama i velikim silama smicanja. Ove fizičke sile potiču narušavanje ćelijskih struktura kako bi se unutarćelijska jedinjenja oslobodila u medijum. Uz to, ultrazvučno potpomognuti proces starenja vina potiče procese mikro-oksigenacije i oksidacije. Na taj način kontrolirana ultrazvuk može pozitivno utjecati na kemijske reakcije u vinu. Ultrazvučno odležana vina dostižu vrhunac kvalitete znatno brže od tradicionalno odležanih vina. Nadalje, ultrazvučno odležana vina pokazuju viši nivo očuvanosti, tako da sonicirano vino zadržava svoj vrhunski kvalitet duže vrijeme od standardnog procesa starenja.

Mehanizam narušavanja ćelijskog zida (a) lomljenje ćelijskog zida usled kavitacije. (b) difuzija rastvarača u ćelijsku strukturu.(Grafika preuzeta iz Shirsath et al., 2012.)

Prednosti ultrazvučnog starenja vina u odnosu na starenje u hrastovim bačvama

Hrastove bačve su uobičajeni, tradicionalni procesi odležavanja vina. U hrastovim bačvama oksidacija se odvija u maloj količini tokom dužeg vremena skladištenja u bačvi. Vrijeme skladištenja vrhunske vinske peći traje nekoliko godina, stoga je skup proces. Tokom sazrijevanja u hrastovim bačvama, vino proizvodi brojne jedinstvene arome. Osim dugog procesa sazrijevanja u godinama i povezanog gubitka vremena, hrastove bačve su skupe za kupovinu i održavanje. Neželjeni mikroorganizmi kao što su vrste kvasca (npr. Brettanomyces i Dekkera) mogu kontaminirati vinske bačve. Kvasac pokvareno vino je poznato po lošem ukusu i mirisu.
Zbog ovih nedostataka tradicionalnog odležavanja u bačvama, ultrazvučno odležavanje vina i hrastovanje je ekonomična i naučno dokazana alternativa tradicionalnom odležavanju u bačvama. Ultrazvučna obrada skraćuje vrijeme sazrijevanja i poboljšava nekoliko faktora kvalitete vina. Ultrazvuk se može primijeniti u različitim fazama procesa proizvodnje vina, uključujući maceraciju, ekstrakciju polifenola, kao i starenje, sazrijevanje i dubljenje. Naučne studije i industrijske implementacije dokazuju valjanost ultrazvučne obrade u vinarstvu uz značajna poboljšanja u skraćenim periodima starenja i efikasnijoj proizvodnji visokokvalitetnih vina.

Ultrazvučno ubrzano sazrevanje vina: studija prof. Kleinschmidt pokazuje korisnu promjenu arome 3-metil-1butanola u crnom vinu kada je sonicirana u prisustvu drvne sječke American Blend. (Ultrasonikator UIP2000hdT, amplituda 43µm, površina sonotrode 9cm2)

Naučne studije o ultrazvučnom starenju vina

Ultrazvučni intenzitet ili nivo gustine akustične energije na relativno umjerenom nivou može potaknuti brzu ekstrakciju i ispiranje fenola iz hrastove strugotine u vino, čime se potencijalno povećava okus vina i nutritivna vrijednost unutar značajno skraćenog vremena sazrijevanja. Nadalje, ultrazvučni tretman može brzo modificirati sastav vina, što se pretpostavlja da je posljedica akustične kavitacije. Pri tome, visok nivo gustine akustične energije treba da promoviše ultrazvučnu modifikaciju sastava vina. (usp. Yang et al., 2014.)
Slične efekte starenja prijavili su Jiménez-Sánchez et al. (2020) za sherry sirće pomoću hrastovih čipsa i ultrazvuka. Ultrasonication je značajno smanjio vrijeme sazrijevanja u usporedbi s tradicionalnim sazrijevanjem.

Ultrazvučno oslobađanje aroma jedinjenja iz hrasta

Breniaux i kolege su istraživali efekte ultrazvuka velike snage za čišćenje hrastove bačve za vino i naknadno oslobađanje polifenolnih i drugih spojeva, kada su bačve korištene nakon tretmana za odležavanje vina. Polifenoli i fitokemikalije kao što su elagitanini, lignin i aromatični prekursori uvelike doprinose sazrevanju i ukusu vina. Sve u svemu, studija je pokazala da ultrazvučni tretman daje veće prinose polifenola i drugih bioaktivnih spojeva u vrlo kratkom vremenu tretmana. Na primjer, koncentracija furfurala je bila veća u slučaju ultrazvučnog tretmana u 8 mjeseci starenja i 12 mjeseci starenja, pri čemu je koncentracija porasla između 18,8 i 92,6% u odnosu na alternativni tretman parom. Za 5-metilfurfural koncentracija je bila značajno viša za ultrazvučnu obradu za bačve od godinu dana (vino odležano 12 mjeseci) i od 2 godine (vino od 2, 8 i 12 mjeseci) uz povećanje između 20,5 i 97%. Što se tiče diastereoizomera laktona viskija, trans-whisky lakton je bio značajno veći za burad stare 3 godine tretirane ultrazvukom: nakon 12 mjeseci odležavanja vino ima koncentraciju od 75,2 ± 5,6 μg/L, što rezultira povećanjem od 46,9% u poređenju sa vinom odležanim u bačvi obrađenom na pari. Za koncentracije vanilina i siringaldehida, vrijednosti izmjerene u vinu također su bile značajno veće nakon ultrazvučnog tretmana. U poređenju sa bačvom parnom obradom, ukupna potrošnja energije iznosila je 0,38 kWh za ultrazvuk snage i 3 kWh za vodenu paru, što je 7,89 puta manje.
(usp. Breniaux et al., 2021.)

Ultrazvučno promovirane kemijske reakcije u vinu

Tokom starenja vina odvijaju se brojne hemijske reakcije. Na primjer, jedinjenja proantocijanidina imaju tendenciju polimerizacije, kondenzacije s antocijaninima i spajanja s drugim polimerima, kao što su proteini i polisaharidi. Ova reakcija kondenzacije s antocijaninima je glavna kemijska reakcija uključena u potamnjenje i stabilizaciju boje crnog vina, koja prelazi iz svijetlo crvene u tamnocrvenu sa smeđim tonovima.
Rane studije Masuzave et al., 2000. već su pokazale da ultrazvuk potiče polimerizaciju fenolnih spojeva i povećava sadržaj polifenola u crnom vinu kako vino sazrije.
Tokom odležavanja vina u bačvama, stotine jedinjenja se mogu ekstrahovati iz drveta u vino, što direktno doprinosi ukusu, mirisu i osećaju u ustima konačnog vina. Sastav vlakana hrastovog drveta igra važnu ulogu u procesu starenja, jer se iz lignina izdvajaju isparljivi fenoli i fenolni aldehidi, te furfuralna jedinjenja iz celuloze i razgradnjom šećera hemiceluloze.
Iako se tradicionalno starenje u hrastovim bačvama intenzivno koristi vekovima, još uvek postoje neki inherentni nedostaci. Prvo, proces starenja u buretu obično traje od nekoliko mjeseci do nekoliko godina, što je dugotrajno. Drugo, bačve su skupe, zauzimaju dosta prostora u vinariji i s vremenom se moraju mijenjati. Treće, kako hrastovi bačvi postaju stariji, mogu biti kontaminirani nepoželjnim mikroorganizmima kao što su kvasci rodova Brettanomyces i Dekkera.
Pročitajte više o ultrazvučnoj sanitaciji i čišćenju vinskih bačvi!

Ultrazvučna oprema za odležavanje i sazrijevanje vina

Od nekoliko decenija, Hielscher Ultrasonics je pouzdan dobavljač ultrazvučnih procesora velike snage i niske frekvencije za industriju hrane i pića. Vinarije i destilerije su usvojile ultrazvučnu tehnologiju za proizvodnju visokokvalitetnih vina i alkoholnih pića u efikasnijim uslovima, odnosno dobijanje kvalitetnih rezultata u ubrzanom procesu i pod precizno kontrolisanim uslovima.
Hielscher ultrasonikatori su dostupni u bilo kojoj veličini, od ručnog laboratorijskog uređaja za istraživanje i kontrolu kvaliteta do stolnih i pilot sistema za butik vinograde i vinare srednje veličine, kao i ultrazvučnih uređaja visoke propusnosti za velike komercijalne proizvođače vina.
Svi Hielscher ultrazvučni procesori imaju najmoderniju tehnologiju uključujući digitalni displej u boji, sofisticirani softver, pametne postavke, automatsko protokoliranje podataka na integriranoj SD kartici i daljinski upravljač preglednika za precizan rad, ponovljive i reproduktivne rezultate, kao i najviše prilagođenost korisniku. Kupci širom svijeta koriste tehnologiju Hielscher Ultrasonics u vinarijama i destilerijama postižući odlične rezultate u odležavanju, dubljenju i dodavanju vina i žestokih pića.
Kontaktirajte nas sada! Naše dobro obučeno i dugogodišnje iskusno osoblje pomoći će Vam sa tehničkim informacijama, preporukama o idealnom ultrazvučnom aparatu i neobvezujućim ponudama!

Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata: