Παλαίωση και Δρυς Οίνων με Υπερήχους

Η παλαίωση και η βελανιδιά του κρασιού συμβάλλουν σημαντικά στην τελική γεύση και ποιότητα του κρασιού. Και οι δύο διαδικασίες είναι γνωστό ότι αναλαμβάνουν μεγάλο χρονικό διάστημα, συχνά η διαδικασία ωρίμανσης υπερβαίνει τα χρόνια serval. Ο υπέρηχος είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική και ταχεία τεχνολογία, η οποία εντείνει την ωρίμανση του κρασιού και επιταχύνει σημαντικά διαδικασίες όπως η εκχύλιση ενώσεων δρυός, η μικροοξυγόνωση και η χημική επεξεργασία (π.χ. πολυμερισμός). Με υπερήχους, τα νεαρά κρασιά μπορούν να παλαιωθούν μέσα σε λίγα λεπτά σε ωριμασμένα κρασιά με το μπουκέτο αρκετών ετών παλαίωσης σε δρύινα βαρέλια.

Γεύσεις κρασιού που προέρχονται από δρυς χρησιμοποιώντας εκχύλιση με υπερήχους

Οι φαινολικές ενώσεις που σχετίζονται με τη στυπτικότητα και οι αρωματικές ενώσεις που προέρχονται και οι δύο από ξύλο βελανιδιάς μεταφέρονται εξαιρετικά γρήγορα όταν εφαρμόζεται υπερήχηση κατά τη διάρκεια του κρασιού κατά τη διάρκεια της παλαίωσης. Ο υπέρηχος επιτάχυνε την εκχύλιση ενώσεων δρυός σε λίγα λεπτά – σε σύγκριση με αρκετά χρόνια παραδοσιακής παλαίωσης κρασιών σε βαρέλια.

Δρυς Κρασιού με Υπερήχους

Για εντατική βελανιδιά, τα τσιπς βελανιδιάς ή οι ράβδοι υποβάλλονται σε υπερήχους στο κρασί. Τα κύματα υπερήχων ανοίγουν και διαταράσσουν τα κυτταρικά τοιχώματα του ξύλινου υλικού, έτσι ώστε οι ενδοκυτταρικές ενώσεις όπως τανίνες, φαινόλες, φουρόνες, λακτόνες κ.λπ. απελευθερώνονται με υπερηχητική σπηλαίωση στο κρασί. Δεδομένου ότι η υπερηχητική ταλάντωση και η σπηλαίωση δημιουργούν έντονες αναταράξεις και μικρο-ροή, η μεταφορά μάζας μεταξύ του εσωτερικού του κυττάρου και του περιβάλλοντος διαλύτη εντείνεται δραστικά έτσι ώστε τα βιομόρια (δηλαδή οι αρωματικές ενώσεις) να είναι αποτελεσματικά και να απελευθερώνονται γρήγορα. Δεδομένου ότι η κατεργασία με υπερήχους είναι μια καθαρά μηχανική επεξεργασία, δεν προσθέτει χημικές ουσίες στο κρασί.

Σύγκριση των ιδιοτήτων στην παραδοσιακή παλαίωση στο κρασί και υπερήχων παλαίωση στο κρασί. Το υπερηχητικά παλαιωμένο κρασί επιτυγχάνει την κορυφαία ποιότητά του σημαντικά πιο γρήγορα.
(γραφικό: ©Yıldırım and Dündar, 2017, προσαρμοσμένο από τους Leonhardt and Morabito, 2007).

Υπέρηχος – Αποκλειστικά μηχανικές δυνάμεις

Ο υπέρηχος υψηλής έντασης, χαμηλής συχνότητας δημιουργεί ενεργειακά πυκνές συνθήκες, με υψηλές πιέσεις, θερμοκρασίες και υψηλές δυνάμεις διάτμησης. Αυτές οι φυσικές δυνάμεις προάγουν τη διάσπαση των κυτταρικών δομών προκειμένου να απελευθερωθούν ενδοκυτταρικές ενώσεις στο μέσο. Επιπλέον, η υπερηχητικά υποβοηθούμενη διαδικασία γήρανσης του κρασιού προάγει τις διαδικασίες μικροοξυγόνωσης και οξείδωσης. Με αυτόν τον τρόπο, ελεγχόμενη υπερήχους μπορεί να επηρεάσει θετικά τις χημικές αντιδράσεις στο κρασί. Τα υπερηχητικά παλαιωμένα κρασιά φτάνουν στην κορυφή της ποιότητάς τους σημαντικά ταχύτερα από τα παραδοσιακά παλαιωμένα κρασιά. Επιπλέον, οι υπερηχητικά παλαιωμένοι οίνοι παρουσιάζουν υψηλότερο επίπεδο συντήρησης, έτσι ώστε ο οίνος με υπερήχους να διατηρεί την κορυφαία ποιότητά του για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από την τυπική διαδικασία παλαίωσης.

Ο μηχανισμός της διαταραχής του κυτταρικού τοιχώματος (α) σπάσιμο του κυτταρικού τοιχώματος λόγω σπηλαίωσης. β) διάχυση του διαλύτη στην κυτταρική δομή.
(Γραφικό προσαρμοσμένο από Shirsath et al., 2012)

Πλεονεκτήματα της υπερηχητικής παλαίωσης κρασιού πάνω από τη γήρανση δρύινων βαρελιών

Τα δρύινα βαρέλια είναι η κοινή, παραδοσιακή διαδικασία παλαίωσης του κρασιού. Στα δρύινα βαρέλια, η οξείδωση λαμβάνει χώρα σε μικρή ποσότητα για μεγάλο χρονικό διάστημα αποθήκευσης στο βαρέλι. Ο χρόνος αποθήκευσης για τον φούρνο κρασιού υψηλής ποιότητας διαρκεί αρκετά χρόνια είναι επομένως μια δαπανηρή διαδικασία. Κατά την ωρίμανση σε δρύινα βαρέλια, το κρασί παράγει πολλά μοναδικά αρώματα. Εκτός από τη μακρά διαδικασία ωρίμανσης ετών και τη σχετική απώλεια χρόνου, τα δρύινα βαρέλια είναι ακριβά για αγορά και συντήρηση. Ανεπιθύμητοι μικροοργανισμοί όπως είδη ζυμομυκήτων (π.χ. Brettanomyces και Dekkera) μπορεί να μολύνουν τα βαρέλια κρασιού. Το χαλασμένο κρασί με μαγιά είναι γνωστό για κακή γεύση και οσμή.
Λόγω αυτών των μειονεκτημάτων της παραδοσιακής βελανιδιάς βαρελιών, η υπερηχητική παλαίωση κρασιού και η βελανιδιά είναι μια οικονομικά αποδοτική και επιστημονικά αποδεδειγμένη εναλλακτική λύση στην παραδοσιακή παλαίωση σε βαρέλια. Υπερήχους συντομεύει το χρόνο ωρίμανσης και βελτιώνει αρκετούς παράγοντες ποιότητας του κρασιού. Υπερήχους μπορεί να εφαρμοστεί κατά τη διάρκεια διαφόρων σταδίων της διαδικασίας οινοποίησης, συμπεριλαμβανομένης της διαβροχής, εκχύλιση πολυφαινόλης, καθώς και γήρανση, ωρίμανση και βελανιδιά. Επιστημονικές μελέτες και βιομηχανικές εφαρμογές αποδεικνύουν την εγκυρότητα της υπερήχων στην οινοποίηση με σημαντικές βελτιώσεις σε συντομευμένες περιόδους παλαίωσης και την αποτελεσματικότερη παραγωγή κρασιών υψηλής ποιότητας.

Υπερήχων επιταχυνόμενη ωρίμανση κρασιού: Η μελέτη του καθηγητή Th. Kleinschmidt δείχνει την ευεργετική αλλαγή του αρώματος 3-μεθυλο-1βουτανόλης στο κόκκινο κρασί όταν υπερήχων παρουσία τσιπς ξύλου American Blend. (Υπερήχων UIP2000hdT, πλάτος 43μm, επιφάνεια sonotrode 9cm2)

Επιστημονικές μελέτες για την υπερηχητική παλαίωση των οίνων

Μια υπερηχητική ένταση ή επίπεδο ακουστικής ενεργειακής πυκνότητας σε σχετικά μέτριο επίπεδο μπορεί να προωθήσει την ταχεία εκχύλιση και έκπλυση φαινολικών από τσιπς βελανιδιάς στο κρασί, αυξάνοντας έτσι δυνητικά τη γεύση του κρασιού και τη θρεπτική αξία μέσα σε ένα σημαντικά μικρότερο χρόνο ωρίμανσης. Επιπλέον, η επεξεργασία με υπερήχους είναι ικανή να τροποποιήσει γρήγορα τη σύνθεση του κρασιού, η οποία υποτίθεται ότι οφείλεται στις επιδράσεις της ακουστικής σπηλαίωσης. Με αυτόν τον τρόπο, ένα υψηλό επίπεδο ακουστικής ενεργειακής πυκνότητας υποτίθεται ότι προάγει την υπερηχητική τροποποίηση της σύνθεσης του κρασιού. (πρβλ. Yang et al., 2014)
Παρόμοιες επιδράσεις γήρανσης έχουν αναφερθεί από τους Jiménez-Sánchez et al. (2020) για ξίδι σέρι χρησιμοποιώντας τσιπς βελανιδιάς και υπερήχους. Υπερήχους μείωσε σημαντικά το χρόνο ωρίμανσης σε σύγκριση με την παραδοσιακή ωρίμανση.

Υπερήχων απελευθέρωση των αρωματικών ενώσεων από δρυς

Ο Breniaux και οι συνεργάτες του διερεύνησαν τα αποτελέσματα των υπερήχων υψηλής ισχύος για τον καθαρισμό του δρύινου βαρελιού κρασιού και την επακόλουθη απελευθέρωση πολυφαινολικών και άλλων ενώσεων, όταν τα βαρέλια χρησιμοποιήθηκαν μετά την επεξεργασία για την παλαίωση του κρασιού. Οι πολυφαινόλες και τα φυτοχημικά όπως οι ελλαγιτανίνες, η λιγνίνη και οι αρωματικές πρόδρομες ουσίες συμβάλλουν σε μεγάλο βαθμό στην ωρίμανση και τη γεύση του κρασιού. Συνολικά, η μελέτη έδειξε ότι η υπερηχητική θεραπεία έδωσε υψηλότερες αποδόσεις πολυφαινολών και άλλων βιοδραστικών ενώσεων μέσα σε πολύ σύντομο χρόνο θεραπείας. Για παράδειγμα, η συγκέντρωση φουρφουράλης ήταν υψηλότερη στην περίπτωση της υπερηχογραφικής θεραπείας στους 8 μήνες γήρανσης και στους 12 μήνες γήρανσης, με τη συγκέντρωση να αυξάνεται μεταξύ 18,8 και 92,6% σε σύγκριση με την εναλλακτική επεξεργασία με ατμό. Για την 5-μεθυλοφουρφουράλη, η συγκέντρωση ήταν σημαντικά υψηλότερη για υπερηχητική επεξεργασία για βαρέλια βαρελιών ηλικίας 1 έτους (κρασί ηλικίας 12 μηνών) και βαρέλια ηλικίας 2 ετών (κρασί ηλικίας 2, 8 και 12 μηνών) με αύξηση μεταξύ 20,5 και 97%. Όσον αφορά τα διαστερεοϊσομερή λακτόνης ουίσκι, η λακτόνη trans-ουίσκι ήταν σημαντικά υψηλότερη για βαρέλια ηλικίας 3 ετών που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με υπερήχους: μετά από 12 μήνες παλαίωσης, το κρασί έχει συγκέντρωση στα 75,2 ± 5,6 μg / L, με αποτέλεσμα αύξηση 46,9% σε σύγκριση με το κρασί που παλαιώθηκε σε βαρέλι επεξεργασμένο με ατμό. Για τις συγκεντρώσεις βανιλλίνης και συριγγαλδεΰδης, οι τιμές που μετρήθηκαν στο κρασί ήταν επίσης σημαντικά υψηλότερες μετά την υπερηχητική θεραπεία. Σε σύγκριση με την επεξεργασία ατμού σε βαρέλια, η συνολική κατανάλωση ενέργειας ήταν 0,38 kWh για υπερήχους ισχύος και 3 kWh για υδατικό ατμό, η οποία είναι 7,89 φορές χαμηλότερη.
(πρβλ. Breniaux et al., 2021)

Υπερήχων προωθούνται χημικές αντιδράσεις στο κρασί

Κατά τη διάρκεια της παλαίωσης του κρασιού, λαμβάνουν χώρα πολλές χημικές αντιδράσεις. Για παράδειγμα, οι ενώσεις προανθοκυανιδίνης τείνουν να πολυμερίζονται, να συμπυκνώνονται με ανθοκυανίνες και να συνδυάζονται με άλλα πολυμερή, όπως πρωτεΐνες και πολυσακχαρίτες. Αυτή η αντίδραση συμπύκνωσης με ανθοκυανίνες είναι η κύρια χημική αντίδραση που εμπλέκεται στη σκουρόχρωση και σταθεροποίηση του χρώματος του κόκκινου κρασιού, το οποίο αλλάζει από έντονο κόκκινο σε σκούρο κόκκινο με καφέ τόνους.
Πρώιμες μελέτες από τους Masuzawa et al., 2000 έχουν ήδη δείξει ότι ο υπέρηχος προάγει τον πολυμερισμό των φαινολικών ενώσεων και αυξάνει την περιεκτικότητα σε πολυφαινόλες στο κόκκινο κρασί καθώς το κρασί ωριμάζει.
Κατά τη διάρκεια της παλαίωσης του κρασιού σε βαρέλια, εκατοντάδες ενώσεις μπορούν να εξαχθούν από ξύλο σε κρασί, γεγονός που συμβάλλει άμεσα στη γεύση, το άρωμα και την αίσθηση στο στόμα του τελικού κρασιού. Η σύνθεση ινών του ξύλου δρυός διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία γήρανσης, καθώς εξάγονται πτητικές φαινόλες και φαινολικές αλδεΰδες από λιγνίνη και ενώσεις φουρφουράλης από αποικοδόμηση σακχάρων κυτταρίνης και ημικυτταρίνης.
Αν και η παραδοσιακή παλαίωση δρύινων βαρελιών χρησιμοποιείται εκτενώς εδώ και αιώνες, εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένα εγγενή μειονεκτήματα. Πρώτον, η διαδικασία παλαίωσης σε ένα βαρέλι διαρκεί συνήθως από μερικούς μήνες έως αρκετά χρόνια, κάτι που είναι πολύ χρονοβόρο. Δεύτερον, τα βαρέλια είναι ακριβά, καταλαμβάνουν πολύ χώρο στο οινοποιείο και πρέπει να αντικατασταθούν με το χρόνο. Τρίτον, καθώς τα δρύινα βαρέλια γερνούν, μπορεί να μολυνθούν από ανεπιθύμητους μικροοργανισμούς όπως τα γένη ζυμομυκήτων Brettanomyces και Dekkera.
Διαβάστε περισσότερα σχετικά με την αποχέτευση υπερήχων και τον καθαρισμό των βαρελιών κρασιού!

Υπερηχητικός εξοπλισμός για τη γήρανση και την ωρίμανση του κρασιού

Από αρκετές δεκαετίες, Hielscher Υπέρηχοι είναι αξιόπιστος προμηθευτής υψηλής ισχύος, χαμηλής συχνότητας υπερήχων επεξεργαστές στη βιομηχανία τροφίμων και ποτών. Τα οινοποιεία και τα αποστακτήρια έχουν υιοθετήσει την τεχνολογία υπερήχων για την παραγωγή κρασιών και αλκοολούχων ποτών υψηλής ποιότητας υπό πιο αποτελεσματικές συνθήκες, δηλαδή έχουν αποτελέσματα υψηλής ποιότητας σε μια επιταχυνόμενη διαδικασία και υπό ακριβώς ελεγχόμενες συνθήκες.
Hielscher υπερήχων είναι διαθέσιμα σε οποιοδήποτε μέγεθος, από τη συσκευή χειρός εργαστήριο για την έρευνα και τον ποιοτικό έλεγχο σε πάγκο-top και πιλοτικά συστήματα για αμπελώνες μπουτίκ και μεσαίου μεγέθους οινοποιούς, καθώς και υπερήχων υψηλής απόδοσης για μεγάλους εμπορικούς παραγωγούς κρασιού.
Όλοι οι επεξεργαστές υπερήχων Hielscher διαθέτουν τεχνολογία αιχμής, συμπεριλαμβανομένης της ψηφιακής έγχρωμης οθόνης, εξελιγμένο λογισμικό, έξυπνες ρυθμίσεις, αυτόματο πρωτόκολλο δεδομένων στην ενσωματωμένη κάρτα SD και τηλεχειριστήριο προγράμματος περιήγησης για ακριβή λειτουργία, επαναλαμβανόμενα και αναπαραγώγιμα αποτελέσματα, καθώς και υψηλότερη φιλικότητα προς το χρήστη. Πελάτες σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιούν Hielscher τεχνολογία υπερήχων σε οινοποιεία και αποστακτήρια επιτυγχάνοντας εξαιρετικά αποτελέσματα στην παλαίωση, δρυς και έγχυση κρασιών και οινοπνευματωδών ποτών.
Επικοινωνήστε μαζί μας τώρα! Το καλά εκπαιδευμένο και μακροχρόνιο έμπειρο προσωπικό μας θα σας βοηθήσει με τεχνικές πληροφορίες, συστάσεις σχετικά με τον ιδανικό υπερήχων και μη δεσμευτικές προσφορές!

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας: