Lagring og elegræsning af vine med ultralyd

Vinlagring og egefræs bidrager i høj grad til vinens endelige smag og kvalitet. Begge processer er kendt for at tage lang tid, ofte går modningsprocessen over flere år. Ultralyd er en meget effektiv og hurtig teknologi, som intensiverer vinmodningen og fremskynder processer som ekstraktion af egetræsforbindelser, mikroiltning og kemisk proces (f.eks. polymerisation) betydeligt. Med ultralydbehandling kan unge vine ældes inden for få minutter til modne vine med buketten af flere års lagring på egetræsfade.

Egetræsafledte vinsmag ved hjælp af ultralydsekstraktion

Astringens-relaterede phenolforbindelser og aromatiske forbindelser, der begge stammer fra egetræ, overføres ekstremt hurtigt, når sonikering påføres under vin under lagring. Ultralyd accelererede ekstraktionen af egeforbindelser til et par minutter – sammenlignet med flere års traditionel fadlagring af vine.

Egetræ af vin med ultralyd

Til intensiveret egetræ sonikeres egetræsflis eller stave i vin. Ultralydsbølgerne åbner og forstyrrer træmaterialets cellevægge, så de intracellulære forbindelser som tanniner, phenoler, furoner, laktoner osv. frigives ved ultralydskavitation i vinen. Da ultralydsoscillation og kavitation skaber intense turbulenser og mikrostreaming, intensiveres masseoverførslen mellem cellens indre og det omgivende opløsningsmiddel drastisk, så biomolekylerne (dvs. aromaforbindelser) er effektive og hurtigt frigives. Da sonikering er en rent mekanisk behandling, tilføjer den ingen kemikalier til vinen.

Sammenligning af kvaliteter i traditionel lagring i vin og ultralydslagring i vin. Ultralydslagret vin opnår sin topkvalitet betydeligt hurtigere.
(grafik: ©Yıldırım og Dündar, 2017, tilpasset fra Leonhardt og Morabito, 2007).

Ultralyd – Udelukkende mekaniske kræfter

Højintensiv, lavfrekvent ultralyd skaber energitætte forhold med høje tryk, temperaturer og høje forskydningskræfter. Disse fysiske kræfter fremmer forstyrrelsen af cellestrukturer for at frigive intracellulære forbindelser i mediet. Derudover fremmer ultralydassisteret lagringsproces af vin mikroiltnings- og oxidationsprocesser. Derved kan kontrolleret ultralydbehandling positivt påvirke de kemiske reaktioner i vinen. Ultrasonisk lagrede vine når deres kvalitetstop betydeligt hurtigere end traditionelt lagrede vine. Desuden viser ultralyd lagrede vine et højere konserveringsniveau, så sonikeret vin opretholder sin topkvalitet i længere tid end standardlagringsprocessen.

Mekanismen for cellevægsforstyrrelse (a) brud på cellevæggen på grund af kavitation. b) diffusion af opløsningsmiddel i cellestrukturen.
(Grafik tilpasset fra Shirsath et al., 2012)

Fordele ved ultralydsvinlagring frem for egetræsfadlagring

Egetræsfade er den almindelige, traditionelle proces til vinlagring. I egetræsfade sker oxidation i en lille mængde over en lang opbevaringstid i tønden. Opbevaringstiden for premium vinovn tager flere år er derfor en dyr proces. Under modningen på egetræsfade producerer vinen adskillige unikke aromaer. Udover den lange modningsproces i år og det tilhørende tidstab er egetræsfade dyre at købe og vedligeholde. Uønskede mikroorganismer såsom gærarter (f.eks. Brettanomyces og Dekkera) kan forurene vintønder. Gærforkælet vin er kendt for dårlig smag og lugt.
På grund af disse ulemper ved traditionel tøndegerning er ultralydsvinlagring og egetræ et omkostningseffektivt og videnskabeligt bevist alternativ til traditionel lagring på fade. Ultralydbehandling forkorter modningstiden og forbedrer flere kvalitetsfaktorer i vinen. Ultralydbehandling kan anvendes i forskellige faser af vinfremstillingsprocessen, herunder maceration, polyphenolekstraktion samt ældning, modning og egetræ. Videnskabelige undersøgelser og industrielle implementeringer beviser gyldigheden af ultralydbehandling i vinfremstilling med store forbedringer i forkortede lagringsperioder og den mere effektive produktion af vine af høj kvalitet.

Ultralyd accelereret vinmodning: Undersøgelsen af Prof. Th. Kleinschmidt viser den gavnlige ændring af 3-methyl-1Butanol-aroma i rødvin, når sonikeret i nærvær af American Blend træflis. (Ultralydsapparat UIP2000hdT, amplitude 43μm, sonotrode overflade 9cm2)

Videnskabelige undersøgelser af ultralydslagring af vine

En ultralydsintensitet eller akustisk energitæthedsniveau på et relativt moderat niveau kan fremme hurtig ekstraktion og udvaskning af phenoler fra egetræflis til vin og dermed potentielt øge vinens smag og næringsværdi inden for en betydeligt forkortet modningstid. Desuden er ultralydsbehandling i stand til hurtigt at ændre vinens sammensætning, hvilket antages at skyldes virkningerne af akustisk kavitation. Derved formodes et højt niveau af akustisk energitæthed at fremme ultralydsmodifikationen af vinsammensætningen. (jf. Yang et al., 2014)
Lignende aldringseffekter er blevet rapporteret af Jiménez-Sánchez et al. (2020) for sherryeddike ved hjælp af egetræsflis og ultralyd. Ultralydbehandling reducerede modningstiden betydeligt sammenlignet med traditionel modning.

Ultralydsfrigivelse af aromaforbindelser fra eg

Breniaux og kolleger undersøgte effekten af ultralyd med høj effekt til rensning af egetræsfad og den efterfølgende frigivelse af polyfenoliske og andre forbindelser, når tønderne blev brugt efter behandlingen til vinlagring. Polyfenoler og fytokemikalier såsom ellagitanniner, lignin og aromatiske prækursorer bidrager stærkt til vinmodning 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 i tilfælde af ultralydsbehandling ved 8 måneders aldring og 12 måneders lagring, hvor koncentrationen steg mellem 18,8 og 92,6 % sammenlignet med alternativ dampbehandling. For 5-methylfurfural var koncentrationen signifikant højere for ultralydsbehandling for tønder med 1 år gamle tønder (12 måneders lagret vin) og 2 år gamle tønder (2, 8 og 12 måneders lagret vin) med en stigning mellem 20,5 og 97%. Med hensyn til whisky-lacton-diastereoisomererne var trans-whisky-lactonen signifikant højere for 3-årige fade behandlet med ultralyd: efter 12 måneders lagring har vinen en koncentration på 75,2 ± 5,6 μg/L, hvilket resulterer i en stigning på 46,9 % sammenlignet med vinen lagret på et dampbehandlet fad. For koncentrationerne af vanillin og syringaldehyd var værdierne målt i vin også signifikant højere efter ultralydsbehandlingen. Sammenlignet med faddampbehandling var det samlede energiforbrug 0,38 kWh for ultralyd og 3 kWh for vandig damp, hvilket er 7,89 gange lavere.
(jf. Breniaux et al., 2021)

Ultralydsfremmede kemiske reaktioner i vin

Under vinlagring finder adskillige kemiske reaktioner sted. For eksempel har proanthocyanidinforbindelser en tendens til at polymerisere, kondensere med anthocyaniner og kombinere med andre polymerer, såsom proteiner og polysaccharider. Denne kondensationsreaktion med anthocyaniner er den vigtigste kemiske reaktion, der er involveret i mørkfarvning og stabilisering af rødvinens farve, som skifter fra en lys rød til mørkerød med brune toner.
Tidlige undersøgelser af Masuzawa et al., 2000 viste allerede, at ultralyd fremmer polymerisationen af phenolforbindelserne og øger polyfenolindholdet i rødvin, når vinen modnes.
Under vinlagring på fade kan hundredvis af forbindelser udvindes fra træ til vin, hvilket direkte bidrager til smag, aroma og mundfornemmelser af den endelige vin. Egetræets fibersammensætning spiller en vigtig rolle i ældningsprocessen, da flygtige phenoler og phenolaldehyder fra lignin og furfuralforbindelser fra cellulose og hemicelluloses sukkernedbrydning udvindes.
Selvom den traditionelle egetræsfadlagring har været meget anvendt i århundreder, er der stadig nogle iboende ulemper. For det første tager lagringsprocessen i en tønde normalt fra et par måneder til flere år, hvilket er meget tidskrævende. For det andet er tønder dyre, fylder meget i vingården og skal udskiftes med tiden. For det tredje, når egetræsfade bliver ældre, kan de blive forurenet af uønskede mikroorganismer såsom gærslægter Brettanomyces og Dekkera.
Læs mere om ultralydssanering og rengøring af vintønder!

Ultralydsudstyr til vinlagring og modning

I flere årtier har Hielscher Ultrasonics været en betroet leverandør af højeffekts, lavfrekvente ultralydsprocessorer til fødevare- og drikkevareindustrien. Vingårde og destillerier har taget ultralydsteknologien i brug til at producere vine og alkoholholdige drikkevarer af høj kvalitet under mere effektive forhold, dvs. få resultater af høj kvalitet i en accelereret proces og under præcist kontrollerbare forhold.
Hielscher ultralydapparater fås i enhver størrelse, fra den håndholdte laboratorieenhed til forskning og kvalitetskontrol til bord- og pilotsystemer til boutique-vinmarker og mellemstore vinproducenter samt ultralydapparater med høj kapacitet til store kommercielle vinproducenter.
Alle Hielscher ultralydsprocessorer har den nyeste teknologi, herunder digitalt farvedisplay, sofistikeret software, smarte indstillinger, automatisk dataprotokol på integreret SD-kort og browserfjernbetjening for præcis betjening, repeterbare og reproducerbare resultater samt højeste brugervenlighed. Kunder over hele verden bruger Hielscher Ultrasonics-teknologi i vingårde og destillerier og opnår gode resultater inden for lagring, egetræ og infusion af vine og spiritus.
Kontakt os nu! Vores veluddannede og mangeårige erfarne personale hjælper dig med tekniske oplysninger, anbefalinger om den ideelle ultralydsapparat og uforpligtende tilbud!

Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater: