Vina bogata polifenolima uz primjenu snažnog ultrazvuka

Ultrazvučna obrada poboljšava ekstrakciju fenolnih spojeva iz grožđa u širu, što doprinosi ukupnom sadržaju polifenola – i na taj način poboljšava daljnji proces odležavanja vina. Primjena snažnog ultrazvuka daje veće prinose ekstrakcije i ubrzava sazrijevanje vina. Zbog toga je snažni ultrazvuk odobrena metoda za obradu zgnječenog grožđa i primjenjuje se za ekstrakciju polifenola, odležavanje / sazrijevanje vina i hrastovo aromatiziranje (oaking).

Snažni ultrazvuk za ekstrakciju polifenola i sazrijevanje vina

Mehanizam djelovanja ultrazvuka u vinarstvu temelji se na ultrazvučnoj / akustičnoj kavitaciji. Visoke smične sile kavitacije razaraju ćelijske strukture i šire pore u ćelijskim zidovima. To rezultira oslobađanjem intracelularnog materijala (npr. škroba, enzima, proteina, fenolnih komponenti). Sono-mehaničke sile ultrazvučnih talasa potpomažu raspodjelu rastvarača u tkivu i prodiranje rastvarača u ćelijski materijal, što dovodi do znatno povećanog prijenosa mase. Osim toga, ultrazvučna obrada (sonikacija) potiče biohemijske reakcije poput polimerizacije i kondenzacije polifenola te izaziva mikrooksigenaciju. Svi ovi učinci ultrazvuka doprinose odležavanju i sazrijevanju vina.

Ultrazvučna ekstrakcija polifenola iz grožđa

Polifenoli u vinu: u vinima su polifenoli i kvalitet vina usko povezani. Ovi sekundarni metaboliti grožđa značajno utječu na organoleptička svojstva vina i time djeluju na faktore kvaliteta kao što su boja, trpkost i gorčina. Ultrazvučna obrada za ekstrakciju polifenola tokom procesa proizvodnje vina (npr. sonikacija šire prije fermentacije) i tokom odležavanja vina (sa ili bez kontakta s drvetom) izaziva bezbroj reakcija koje dovode do složenih transformacija (mikrooksigenacija, kopigmentacija, cikloadicija, polimerizacija i oksidacija) polifenola i tanina.

Sonikacija šire prije fermentacije vina

Kada se ultrazvuk primijeni na širu grožđa, oslobađanje polifenola iz kaše grožđa se povećava. Budući da akustična kavitacija – koja je radni princip ultrazvučne obrade – vrlo efikasno razara ćelijske strukture i otvara intracelularne strukture, iz grožđa i pokožice grožđa oslobađa se mnogo više bioaktivnih spojeva nego pri tradicionalnom prešanju. Ovi bioaktivni spojevi uključuju aromatične spojeve, pigmente i tvari korisne za zdravlje, kao što su tanini, antocijani, flavan-3-oli, proantocijanidini i flavonoli; stilbenoidi poput resveratrola; fenolne kiseline poput benzojeve, kafeinske i cimetne kiseline; katehini, te između ostalog vinska i jabučna kiselina. Osim toga, ekstrahuju se prirodni šećeri poput glukoze i fruktoze, koji su ključni za proces fermentacije pri proizvodnji vina. Sonikacija se može primijeniti u različitim fazama proizvodnje vina. García-Martín i Sun (2013) u svojoj studiji predstavljaju ultrazvuk kao brzu tehniku odležavanja koja bi vinima mogla dati veći sadržaj antocijana i smanjenje tanina, što se smatra pozitivnim za proizvodnju vina visokog kvaliteta. Mnoge studije dokazale su pozitivne učinke snažnog ultrazvuka tokom proizvodnje vina. Stoga se sonikacija smatra jednom od najperspektivnijih tehnologija za više namjena u procesima proizvodnje vina. Nadalje, ultrazvuk je službeno odobrena metoda za primjenu na zgnječenom grožđu. (usp. Natolino i Celotti, 2022)

Studije pod nadzorom prof. Thomasa Kleinschmidta sa univerziteta Hochschule Anhalt, Instituta za istraživanje vina Srednje Njemačke jasno pokazuju značajno povećanje polifenola u sonikiranom vinu. Na primjer, u njemačkom crnom vinu sorte Blauer Zweigelt sadržaj polifenola povećan je za više od 40%. Za studiju je 1,5L crnog vina Blauer Zweigelt sonikirano pri postavci amplitude od 100% (amplituda 43 μm, površina sonotrode 9 cm²). Ekstinkcija je mjerena na 520 nm za crvenu boju. Folin-Ciocalteu test korišten je za mjerenje ukupnog sadržaja polifenola izraženog kao katehini, što je pokazalo povećanje ukupnih polifenola od 40%.

Ultrazvuk se može smatrati jednom od najperspektivnijih tehnologija za više namjena u procesima proizvodnje vina i službeno je odobren za primjenu u obradi zgnječenog grožđa.
Jedna druga studija autora Natolina i Celottija (2022) također je pokazala vrhunski kvalitet vina nakon ultrazvučne obrade. Istraživači sa Univerziteta u Udinama u Italiji koristili su Hielscher ultrazvučni uređaj UP200St sa sonotrodom S26d14 kako bi istražili učinke sonikacije na crno vino. Kao što pokazuju grafikoni ispod, ultrazvuk povećava HCl indeks za sve sonikirane uzorke s 68,06 ± 1,72 kod neobrađenog uzorka na 73,78 ± 1,52 kao srednju vrijednost obrađenih uzoraka. Nije se mogao istaknuti jasan trend između povećanja amplitude i vremena sonikacije, iako je moguće uočiti značajno povećanje HCl indeksa između sonikiranih uzoraka pri 30% i 2 min (71,59 ± 1,06) te pri 90% i 10 min (74,25 ± 1,53). Istovremeno, ultrazvuk smanjuje trpkost s 91,8 ± 1,2 kod neobrađenog vina na 82,7 ± 3,7 kao srednju vrijednost za sonikirane uzorke (vidi grafikone na desnoj strani).
Veličina čestica koloidnih tvari, poput tanina i polisaharida, smanjuje se sonikacijom, što doprinosi poboljšanoj stabilnosti i konačnim senzornim doživljajima.

Ultrazvučno odležavanje i sazrijevanje vina

Ultrazvučni talasi ubrzavaju odležavanje vina primjenom čisto fizičkih, takozvanih sono-mehaničkih sila. Ako se prilagodi vrsti grožđa i vina, ultrazvučna obrada može povećati brzinu reakcije kondenzacije između antocijana i tanina, čime se skraćuju uobičajena vremena prirodnog razvoja boje vina i na taj način smanjuje vrijeme potrebno za odležavanje vina.

Ultrazvučno odležavanje vina uz enološke tanine

Enološki tanini, ekstrahirani iz hrastovog drveta, sjemenki i pokožice grožđa, biljnih gala, kestena, kebrača, gambira i plodova mirobalana, mogu se dodavati u različitim fazama proizvodnje vina radi poboljšanja profila arome i postojanosti boje. Ultrazvučna obrada može potaknuti odležavanje vina uz enološke tanine. Ultrazvučno hrastovo aromatiziranje (oaking) je značajno ubrzan proces prijenosa tanina i aromatičnih spojeva porijeklom iz drveta iz hrastovih duga ili čipsa. Vina odležana ultrazvukom uz hrast nude odličan profil arome, koji se razvija u kratkoj obradi od nekoliko minuta, u poređenju s višemjesečnim odležavanjem u bačvama. Ultrazvučna ekstrakcija oslobađa aromatične spojeve hrasta (npr. vanillan, eugenol, izoeugenol, furfural, 5-metilfurfural, gvajakol, 4-methulguaiacol) povećanim prijenosom mase.

Visokoučinski ultrazvučni uređaji za industrijsku proizvodnju vina

Hielscher Ultrasonics procesori dobro su uhodani u području proizvodnje vina i odležavanja jakih alkoholnih pića. Vinari – kako ekskluzivne butik vinarije, tako i veliki proizvođači vina – u širokom asortimanu opreme kompanije Hielscher pronalaze idealnu opremu za ultrazvučnu obradu za svoje proizvodne zahtjeve u ekstrakciji polifenola iz vina i sazrijevanju. Šaržne kao i kontinuirane inline postavke procesa odmah su dostupne i mogu biti otpremljene istog dana.

Automatsko protokoliranje podataka

Kako bi se ispunili proizvodni standardi za prehrambene proizvode i pića, proizvodni procesi moraju se detaljno nadzirati i bilježiti. Hielscher Ultrasonics digitalni ultrazvučni uređaji imaju funkciju automatskog protokoliranja podataka. Zahvaljujući ovoj pametnoj funkciji, svi važni procesni parametri kao što su ultrazvučna energija (ukupna i neto energija), temperatura, pritisak i vrijeme automatski se pohranjuju na ugrađenu SD karticu čim se uređaj uključi. Nadzor procesa i bilježenje podataka važni su za kontinuiranu standardizaciju procesa i kvalitet proizvoda. Pristupom automatski zabilježenim procesnim podacima možete pregledati prethodne cikluse sonikacije i ocijeniti ishod.
Još jedna korisnička funkcija je daljinsko upravljanje putem preglednika naših digitalnih ultrazvučnih sistema. Putem daljinskog upravljanja preglednikom možete pokretati, zaustavljati, podešavati i nadzirati svoj ultrazvučni procesor na daljinu s bilo kojeg mjesta.

Ispunjavanje najviših standarda kvaliteta – dizajnirano i proizvedeno u Njemačkoj

Sofisticiran hardver i pametni softver Hielscher ultrazvučnih uređaja dizajnirani su da garantuju pouzdane rezultate ultrazvučne ekstrakcije iz vaše botaničke sirovine, uz ponovljive ishode te korisnički prilagođen i siguran rad. Robusnost, pouzdanost, rad 24/7 pod punim opterećenjem i jednostavno rukovanje iz perspektive radnika dodatni su faktori kvaliteta zbog kojih su Hielscher ultrazvučni uređaji povoljan izbor.
Hielscher Ultrasonics ekstraktori koriste se širom svijeta u visokokvalitetnoj ekstrakciji prehrambenih proizvoda i pića. Dokazano daju visoke prinose i vrhunski kvalitet, a Hielscher ultrazvučni uređaji ne koriste se samo u manjim butik vinarijama, nego uglavnom u industrijskoj proizvodnji komercijalno distribuiranih vina. Zahvaljujući robusnom hardveru i pametnom softveru, Hielscher ultrazvučni procesori mogu se lako koristiti i nadzirati.
Hielscher Ultrasonics u Teltowu u Njemačkoj porodična je firma pod vlasničkim upravljanjem. Hielscher Ultrasonics je ISO certificiran. Naravno, Hielscher ultrazvučni uređaji su CE usklađeni i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.

Tabela ispod daje orijentacijski prikaz približnog procesnog kapaciteta naših ultrazvučnih uređaja: