Lagring og egetræsprægning af vin med ultralyd

Lagring og egetræsprægning af vin bidrager i høj grad til vinens endelige smag og kvalitet. Begge processer er kendt for at tage lang tid, og modningsprocessen strækker sig ofte over flere år. Ultralyd er en yderst effektiv og hurtig teknologi, som intensiverer vinens modning og markant accelererer processer såsom ekstraktion af forbindelser fra egetræ, mikroiltning og kemiske processer (f.eks. polymerisering). Med sonikering kan unge vine på få minutter modnes til vine med en bouquet svarende til flere års lagring på egetræsfade.

Vinsmag fra egetræ ved hjælp af ultralydsekstraktion

Fenolforbindelser, der bidrager til astringens, og aromaforbindelser, som begge stammer fra egetræ, overføres ekstremt hurtigt, når sonikering anvendes under vinens lagring. Ultralyd forkortede ekstraktionen af forbindelser fra egetræ til få minutter – sammenlignet med flere års traditionel fadlagring af vin.

Egetræsprægning af vin med ultralyd

For at intensivere egetræsprægningen sonikeres egetræsspåner eller egetræsstave i vin. Ultralydsbølgerne åbner og nedbryder træmaterialets cellevægge, så de intracellulære forbindelser såsom tanniner, fenoler, furones, laktoner osv. frigives til vinen ved ultralydskavitation. Da ultralydssvingninger og kavitation skaber intens turbulens og mikrostrømninger, intensiveres masseoverførslen mellem cellernes indre og det omgivende opløsningsmiddel drastisk, så biomolekylerne (dvs. aromaforbindelserne) frigives effektivt og hurtigt. Da sonikering er en rent mekanisk behandling, tilfører den ingen kemikalier til vinen.

Sammenligning af kvaliteten ved traditionel vinlagring og vinlagring med ultralyd. Vin lagret med ultralyd opnår sin højeste kvalitet betydeligt hurtigere.
(grafik: ©Yıldırım og Dündar, 2017, tilpasset efter Leonhardt og Morabito, 2007).

Ultralyd – udelukkende mekaniske kræfter

Ultralyd med høj intensitet og lav frekvens skaber energitætte forhold med høje tryk, temperaturer og forskydningskræfter. Disse fysiske kræfter fremmer nedbrydningen af cellestrukturer for at frigive intracellulære forbindelser til mediet. Desuden fremmer ultralydsassisteret vinlagring mikroiltning og oxidationsprocesser. Dermed kan kontrolleret sonikering påvirke de kemiske reaktioner i vinen positivt. Vine lagret med ultralyd når deres højeste kvalitet betydeligt hurtigere end traditionelt lagrede vine. Derudover udviser vine lagret med ultralyd en højere grad af bevarelse, så sonikeret vin bevarer sin højeste kvalitet i længere tid end ved den almindelige lagringsproces.

Mekanismen bag nedbrydning af cellevægge (a) brud på cellevæggen som følge af kavitation. (b) diffusion af opløsningsmiddel ind i cellestrukturen.
(Grafik tilpasset efter Shirsath et al., 2012)

Fordele ved vinlagring med ultralyd sammenlignet med lagring på egetræsfade

Lagring på egetræsfade er den almindelige, traditionelle proces til vinlagring. I egetræsfadene foregår oxidation i begrænset omfang over en lang opbevaringstid i fadet. Opbevaringstiden for premiumvin er ofte flere år, og processen er derfor omkostningskrævende. Under modningen på egetræsfade udvikler vinen talrige unikke aromaer. Ud over den årelange modningsproces og det tilknyttede tidsforbrug er egetræsfade dyre at købe og vedligeholde. Uønskede mikroorganismer såsom gærarter (f.eks. Brettanomyces og Dekkera) kan kontaminere vinfade. Vin fordærvet af gær er kendt for dårlig smag og lugt.
På grund af disse ulemper ved traditionel egetræsprægning på fade er vinlagring og egetræsprægning med ultralyd et omkostningseffektivt og videnskabeligt dokumenteret alternativ til traditionel fadlagring. Sonikering forkorter modningstiden og forbedrer flere af vinens kvalitetsfaktorer. Sonikering kan anvendes på forskellige stadier af vinfremstillingen, herunder maceration, polyfenolekstraktion samt lagring, modning og egetræsprægning. Videnskabelige undersøgelser og industrielle implementeringer dokumenterer sonikeringens anvendelighed i vinfremstilling med væsentlige forbedringer i form af kortere lagringsperioder og mere effektiv produktion af vine af høj kvalitet.

Vinmodning accelereret med ultralyd: Undersøgelsen af prof. Th. Kleinschmidt viser den gavnlige ændring i aromaen af 3-Methyl-1Butanol i rødvin, når den sonikeres i nærvær af American Blend-træspåner. (Ultralydsapparat UIP2000hdT, amplitude 43µm, sonotrodeflade 9cm2)

Videnskabelige undersøgelser af vinlagring med ultralyd

En ultralydsintensitet eller akustisk energitæthed på et relativt moderat niveau kan fremme hurtig ekstraktion og udvaskning af fenolforbindelser fra egetræsspåner til vin og dermed potentielt øge vinens smag og næringsværdi inden for en betydeligt forkortet modningstid. Desuden kan ultralydsbehandling hurtigt ændre vinens sammensætning, hvilket antages at skyldes virkningerne af akustisk kavitation. Et højt niveau af akustisk energitæthed formodes dermed at fremme ændringen af vinens sammensætning ved hjælp af ultralyd. (jf. Yang et al., 2014)
Lignende lagringseffekter er rapporteret af Jiménez-Sánchez et al. (2020) for sherryeddike ved brug af egetræsspåner og ultralyd. Sonikering reducerede modningstiden betydeligt sammenlignet med traditionel modning.

Frigivelse af aromaforbindelser fra egetræ med ultralyd

Breniaux og kolleger undersøgte virkningerne af højeffektultralyd til rengøring af vinfade af egetræ og den efterfølgende frigivelse af polyfenolforbindelser og andre forbindelser, når fadene efter behandlingen blev anvendt til vinlagring. Polyfenoler og fytokemikalier såsom ellagitanniner, lignin og aromaforstadier bidrager i høj grad til vinens modning og smag. Samlet set viste undersøgelsen, at ultralydsbehandling gav højere udbytter af polyfenoler og andre bioaktive forbindelser inden for en meget kort behandlingstid. For eksempel var koncentrationen af furfural højere ved ultralydsbehandling efter 8 måneders lagring og 12 måneders lagring, med en stigning i koncentrationen på mellem 18,8 og 92,6% sammenlignet med alternativ dampbehandling. For 5-methylfurfural var koncentrationen betydeligt højere ved ultralydsbehandling af 1 år gamle fade (vin lagret i 12 måneder) og 2 år gamle fade (vin lagret i 2, 8 og 12 måneder), med en stigning på mellem 20,5 og 97%. Hvad angår whiskylaktonets diastereoisomerer, var koncentrationen af trans-whiskylakton betydeligt højere for 3 år gamle fade behandlet med ultralyd: Efter 12 måneders lagring har vinen en koncentration på 75,2 ± 5,6 μg/L, hvilket svarer til en stigning på 46,9% sammenlignet med vin lagret på et dampbehandlet fad. For koncentrationerne af vanillin og syringaldehyd var værdierne målt i vinen også betydeligt højere efter ultralydsbehandlingen. Sammenlignet med dampbehandling af fade var det samlede energiforbrug 0,38 kWh for højeffektultralyd og 3 kWh for vanddamp, hvilket er 7,89 gange lavere.
(jf. Breniaux et al., 2021)

Kemiske reaktioner i vin fremmet af ultralyd

Under vinlagring finder talrige kemiske reaktioner sted. For eksempel har proanthocyanidinforbindelser tendens til at polymerisere, kondensere med anthocyaniner og forbinde sig med andre polymerer såsom proteiner og polysakkarider. Denne kondensationsreaktion med anthocyaniner er den vigtigste kemiske reaktion, der medvirker til at gøre rødvinens farve mørkere og stabilisere den, så den ændrer sig fra en klar rød til mørkerød med brune toner.
Tidlige undersøgelser af Masuzawa et al., 2000 viste allerede, at ultralyd fremmer polymeriseringen af fenolforbindelserne og øger polyfenolindholdet i rødvin, efterhånden som vinen modnes.
Under vinlagring på fade kan hundredvis af forbindelser ekstraheres fra træet til vinen, hvilket direkte bidrager til den færdige vins smag, aroma og mundfølelse. Egetræets fibersammensætning spiller en vigtig rolle i lagringsprocessen, da flygtige fenoler og fenoliske aldehyder fra lignin samt furfuralforbindelser fra nedbrydningen af sukker i cellulose og hemicelluloser ekstraheres.
Selvom traditionel lagring på egetræsfade har været udbredt i århundreder, er der stadig visse iboende ulemper. For det første tager lagringsprocessen på et fad normalt fra få måneder til flere år, hvilket er meget tidskrævende. For det andet er fade dyre, optager meget plads på vineriet og skal udskiftes med tiden. For det tredje kan egetræsfade, efterhånden som de bliver ældre, blive kontamineret af uønskede mikroorganismer såsom gærslægterne Brettanomyces og Dekkera.
Læs mere om hygiejnebehandling og rengøring af vinfade med ultralyd!

Ultralydsudstyr til vinlagring og modning

Hielscher Ultrasonics har i flere årtier været en betroet leverandør af ultralydsprocessorer med høj effekt og lav frekvens til fødevare- og drikkevareindustrien. Vinerier og destillerier har taget ultralydsteknologien i brug til at producere vine og alkoholholdige drikkevarer af høj kvalitet under mere effektive forhold, dvs. opnå resultater af høj kvalitet i en accelereret proces og under præcist kontrollerbare forhold.
Ultralydsapparater fra Hielscher fås i alle størrelser, fra det håndholdte laboratorieapparat til forskning og kvalitetskontrol til bord- og pilotanlæg til små eksklusive vingårde og mellemstore vinproducenter samt ultralydsapparater med høj behandlingskapacitet til store kommercielle vinproducenter.
Alle ultralydsprocessorer fra Hielscher har den nyeste teknologi, herunder digitalt farvedisplay, avanceret software, intelligente indstillinger, automatisk datalogning på et integreret SD-kort og fjernstyring via browser til præcis drift, gentagelige og reproducerbare resultater samt den højeste brugervenlighed. Kunder over hele verden anvender teknologi fra Hielscher Ultrasonics i vinerier og destillerier og opnår fremragende resultater ved lagring, egetræsprægning og infusion af vin og spiritus.
Kontakt os nu! Vores veluddannede personale med mange års erfaring hjælper dig med tekniske oplysninger, anbefalinger om det ideelle ultralydsapparat og uforpligtende tilbud!

Tabellen nedenfor giver dig en indikation af vores ultralydsapparaters omtrentlige behandlingskapacitet: