Zrání a dubování vín ultrazvukem

Zrání a dubování vína se výrazně podílí na konečné chuti a kvalitě vína. O obou procesech je známo, že trvají dlouhou dobu, proces zrání často trvá několik let. Ultrazvuk je vysoce účinná a rychlá technologie, která zintenzivňuje zrání vína a výrazně urychluje procesy, jako je extrakce dubových sloučenin, mikrooxygenace a chemické procesy (např. polymerace). S ultrazvukem mohou mladá vína zrát během několika minut na vyzrálá vína s buketem několika let zrání v dubových sudech.

Aromata vína získaná z dubu pomocí ultrazvukové extrakce

Fenolické sloučeniny související s adstringencí a aromatické sloučeniny, které pocházejí z dubového dřeva, se přenášejí extrémně rychle, když se během zrání vína aplikuje sonikace. Ultrazvuk urychlil extrakci dubových sloučenin na několik minut – ve srovnání s několikaletým tradičním zráním vín v sudech.

Oakování vína ultrazvukem

Pro intenzivnější oaking se dubové štěpky nebo tyčinky sonikují ve víně. Ultrazvukové vlny otevírají a narušují buněčné stěny dřevěného materiálu, takže intracelulární sloučeniny, jako jsou třísloviny, fenoly, furony, laktony atd., se uvolňují ultrazvukovou kavitací do vína. Vzhledem k tomu, že ultrazvuková oscilace a kavitace vytvářejí intenzivní turbulence a mikroproudění, přenos hmoty mezi vnitřkem buňky a okolním rozpouštědlem je drasticky zesílen, takže biomolekuly (tj. aromatické sloučeniny) jsou účinné a rychle se uvolňují. Vzhledem k tomu, že sonikace je čistě mechanická léčba, nepřidává do vína žádné chemikálie.

Porovnání vlastností tradičního zrání ve víně a ultrazvukového zrání ve víně. Ultrazvukem zrající víno dosahuje své špičkové kvality výrazně rychleji.
(grafika: ©Yıldırım a Dündar, 2017, upraveno podle Leonhardta a Morabita, 2007).

Ultrazvuk – Pouze mechanické síly

Ultrazvuk s vysokou intenzitou a nízkou frekvencí vytváří podmínky s vysokou hustotou energie s vysokými tlaky, teplotami a vysokými smykovými silami. Tyto fyzikální síly podporují narušení buněčných struktur za účelem uvolnění intracelulárních sloučenin do média. Ultrazvukem asistovaný proces zrání vína navíc podporuje mikrookysličovací a oxidační procesy. Řízená ultrazvuku tak může pozitivně ovlivnit chemické reakce ve víně. Ultrazvukem zrající vína dosahují svého kvalitativního vrcholu výrazně rychleji než tradičně zrající vína. Ultrazvukem zrající vína navíc vykazují vyšší úroveň konzervace, takže sonikované víno si zachovává svou špičkovou kvalitu po delší dobu než standardní proces zrání.

Mechanismus narušení buněčné stěny (a) porušení buněčné stěny v důsledku kavitace. (b) difúze rozpouštědla do buněčné struktury.
(Grafika převzata z Shirsath et al., 2012)

Výhody ultrazvukového zrání vína oproti zrání v dubových sudech

Dubové sudy jsou běžným, tradičním procesem zrání vína. V dubových sudech dochází k oxidaci v malém množství po dlouhou dobu skladování v sudu. Doba skladování prémiové vinotéky trvá několik let, což je nákladný proces. Během zrání v dubových sudech víno produkuje řadu jedinečných aromat. Kromě dlouhého procesu zrání v řádu let a s tím související časové ztráty jsou dubové sudy nákladné na nákup a údržbu. Nežádoucí mikroorganismy, jako jsou druhy kvasinek (např. Brettanomyces a Dekkera), mohou kontaminovat sudy s vínem. Kvasinkové zkažené víno je známé špatnou chutí a zápachem.
Vzhledem k těmto nevýhodám tradičního dubování sudů je ultrazvukové zrání a dubování vína nákladově efektivní a vědecky ověřenou alternativou k tradičnímu zrání v sudech. Ultrazvuku zkracuje dobu zrání a zlepšuje několik kvalitativních faktorů vína. Ultrazvuku lze použít během různých fází procesu výroby vína, včetně macerace, extrakce polyfenolů, stejně jako zrání, zrání a dubování. Vědecké studie a průmyslové implementace dokazují platnost ultrazvuku při výrobě vína s významným zlepšením zkrácených dob zrání a efektivnější výrobou vysoce kvalitních vín.

Ultrazvukem zrychlené zrání vína: Studie prof. Th. Kleinschmidta ukazuje příznivou změnu aroma 3-methyl-1butanolu v červeném víně, když je sonikováno v přítomnosti dřevěných štěpků American Blend. (Ultrasonicator UIP2000hdT, amplituda 43μm, sonotrodový povrch 9cm2)

Vědecké studie ultrazvukového zrání vín

Ultrazvuková intenzita nebo úroveň akustické hustoty energie na relativně mírné úrovni může podpořit rychlou extrakci a vyluhování fenolických látek z dubových třísek do vína, čímž se potenciálně zvýší chuť a nutriční hodnota vína během výrazně zkrácené doby zrání. Ultrazvukové ošetření je navíc schopno rychle změnit složení vína, což se předpokládá v důsledku účinků akustické kavitace. Tím se předpokládá, že vysoká úroveň hustoty akustické energie podporuje ultrazvukovou modifikaci složení vína. (srov. Yang et al., 2014)
Podobné účinky stárnutí zaznamenali Jiménez-Sánchez et al. (2020) u sherry octa pomocí dubových lupínků a ultrazvuku. Ultrazvuku výrazně zkrátil dobu zrání ve srovnání s tradičním zráním.

Ultrazvukové uvolňování aromatických sloučenin z dubu

Breniaux a jeho kolegové zkoumali účinky vysoce výkonného ultrazvuku pro čištění dubových sudů na víno a následné uvolňování polyfenolických a dalších sloučenin, když byly sudy použity po ošetření pro zrání vína. Polyfenoly a fytochemikálie, jako jsou ellagitaniny, lignin a aromatické prekurzory, významně přispívají ke zrání a chuti vína. Celkově studie ukázala, že ultrazvukové ošetření poskytlo vyšší výtěžky polyfenolů a dalších bioaktivních sloučenin během velmi krátké doby léčby. Například koncentrace furfuralu byla vyšší v případě ultrazvukového ošetření po 8 měsících zrání a 12 měsících zrání, přičemž koncentrace se zvýšila mezi 18,8 a 92,6 % ve srovnání s alternativní úpravou párou. U 5-methylfurfuralu byla koncentrace významně vyšší při ultrazvukovém ošetření sudů 1 let (víno zrající 12 měsíců) a 2 let starých sudů (víno zrající 2, 8 a 12 měsíců) s nárůstem mezi 20,5 a 97 %. Pokud jde o diastereoizomery laktonu whisky, lakton trans-whisky byl výrazně vyšší u 3letých sudů ošetřených ultrazvukem: po 12 měsících zrání má víno koncentraci 75,2 ± 5,6 μg/l, což má za následek nárůst o 46,9 % ve srovnání s vínem zrajícím v sudu ošetřeném párou. U koncentrací vanilinu a syringaldehydu byly hodnoty naměřené ve víně po ultrazvukovém ošetření také významně vyšší. Ve srovnání s úpravou barelovou párou byla celková spotřeba energie 0,38 kWh pro výkonový ultrazvuk a 3 kWh pro vodní páru, což je 7,89krát méně.
(srov. Breniaux et al., 2021)

Ultrazvukem podporované chemické reakce ve víně

Během zrání vína dochází k mnoha chemickým reakcím. Například sloučeniny proanthokyanidinu mají tendenci polymerovat, kondenzovat s antokyany a kombinovat se s jinými polymery, jako jsou proteiny a polysacharidy. Tato kondenzační reakce s antokyany je hlavní chemickou reakcí, která se podílí na ztmavnutí a stabilizaci barvy červeného vína, která se mění z jasně červené na tmavě červenou s hnědými tóny.
Již rané studie Masuzawy a kol. z roku 2000 prokázaly, že ultrazvuk podporuje polymeraci fenolických sloučenin a zvyšuje obsah polyfenolů v červeném víně, jak víno zraje.
Během zrání vína v sudech lze ze dřeva do vína extrahovat stovky sloučenin, což přímo přispívá k chuti, vůni a pocitu v ústech výsledného vína. Vláknité složení dubového dřeva hraje důležitou roli v procesu zrání, protože se extrahují těkavé fenoly a fenolické aldehydy z ligninu a furfuralové sloučeniny z rozkladu cukru celulózy a hemicelulózy.
Přestože se tradiční zrání v dubových sudech intenzivně používá již po staletí, stále existují některé neodmyslitelné nevýhody. Za prvé, proces zrání v sudu obvykle trvá od několika měsíců do několika let, což je velmi časově náročné. Za druhé, sudy jsou drahé, zabírají hodně místa ve vinařství a je třeba je časem vyměnit. Za třetí, jak dubové sudy stárnou, mohou být kontaminovány nežádoucími mikroorganismy, jako jsou kvasinky rody Brettanomyces a Dekkera.
Přečtěte si více o ultrazvukové sanitaci a čištění vinných sudů!

Ultrazvuková zařízení pro zrání a zrání vína

Již několik desetiletí je Hielscher Ultrasonics důvěryhodným dodavatelem vysoce výkonných, nízkofrekvenčních ultrazvukových procesorů pro potravinářský a nápojový průmysl. Vinařství a lihovary přijaly ultrazvukovou technologii k výrobě vysoce kvalitních vín a alkoholických nápojů za efektivnějších podmínek, tj. dosahují vysoce kvalitních výsledků ve zrychleném procesu a za přesně kontrolovatelných podmínek.
Hielscher ultrasonicators jsou k dispozici v jakékoli velikosti, od ručního laboratorního zařízení pro výzkum a kontrolu kvality až po stolní a pilotní systémy pro butikové vinice a středně velké vinaře, stejně jako vysoce výkonné ultrasonicators pro velké komerční výrobce vína.
Všechny ultrazvukové procesory Hielscher jsou vybaveny nejmodernější technologií včetně digitálního barevného displeje, sofistikovaného softwaru, inteligentních nastavení, automatického protokolování dat na integrované SD kartě a dálkového ovládání prohlížeče pro přesné ovládání, opakovatelné a reprodukovatelné výsledky, stejně jako nejvyšší uživatelskou přívětivost. Zákazníci po celém světě používají technologii Hielscher Ultrasonics ve vinařstvích a lihovarech a dosahují skvělých výsledků při zrání, dubování a louhování vín a lihovin.
Kontaktujte nás nyní! Náš dobře vyškolený a dlouholetý zkušený personál vám pomůže s technickými informacemi, doporučeními na ideální ultrasonikator a nezávaznými nabídkami!

Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators: