Κρασιά πλούσια σε πολυφαινόλες με Power-Ultrasound
Υπερήχους βελτιώνει την εκχύλιση των φαινολικών ενώσεων από σταφύλι σε γλεύκος, η οποία συμβάλλει στη συνολική περιεκτικότητα σε πολυφαινόλες – βελτιώνοντας έτσι την περαιτέρω διαδικασία παλαίωσης του οίνου. Η εφαρμογή υπερήχων ισχύος δίνει υψηλότερες αποδόσεις εκχύλισης και επιταχύνει την ωρίμανση των κρασιών. Ως εκ τούτου, ο υπέρηχος ισχύος είναι μια εγκεκριμένη μέθοδος για την επεξεργασία θρυμματισμένων σταφυλιών και εφαρμόζεται για εκχύλιση πολυφαινόλης, παλαίωση/ωρίμανση κρασιού και βελανιδιά.
Ισχύς-Υπέρηχος για εκχύλιση πολυφαινόλης και ωρίμανση κρασιού
Ο μηχανισμός των υπερήχων στην οινοποίηση βασίζεται στην υπερηχητική / ακουστική σπηλαίωση. Οι σπηλαιωτικές υψηλές δυνάμεις διάτμησης διασπούν τις κυτταρικές δομές και επεκτείνουν τους πόρους στα κυτταρικά τοιχώματα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση ενδοκυτταρικού υλικού (π.χ. άμυλο, ένζυμα, πρωτεΐνες, φαινολικά συστατικά). Οι sono-μηχανικές δυνάμεις των κυμάτων υπερήχων υποστηρίζουν την κατανομή του διαλύτη στον ιστό και τη διείσδυση του διαλύτη στο κυτταρικό υλικό, γεγονός που οδηγεί σε σημαντικά αυξημένη μεταφορά μάζας. Επιπλέον, υπερήχηση προωθεί βιοχημικές αντιδράσεις όπως ο πολυμερισμός και η συμπύκνωση των πολυφαινολών και προκαλεί μικρο-οξυγόνωση. Όλες αυτές οι επιδράσεις των υπερήχων συμβάλλουν στη γήρανση και την ωρίμανση των κρασιών.
Υπερηχογράφημα ισχύος για την παλαίωση και ωρίμανση του κρασιού: Το σύστημα υπερήχων UIP4000hdT χρησιμοποιείται στη βιομηχανική οινοποίηση.
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)
Υπερήχων εκχύλιση πολυφαινολών από σταφύλια
Πολυφαινόλες στο κρασί: Στα κρασιά, οι πολυφαινόλες και η ποιότητα του κρασιού είναι στενά συνδεδεμένες. Αυτοί οι δευτερογενείς μεταboiltes των σταφυλιών επηρεάζουν σημαντικά τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά στο κρασί και επηρεάζουν έτσι ποιοτικούς παράγοντες όπως το χρώμα, η στυπτικότητα και η πικράδα. Υπερήχους για εκχύλιση με πολυφαινόλες κατά τη διάρκεια της διαδικασίας οινοποίησης (π.χ., υπερήχηση του μούστου πριν από τη ζύμωση) και κατά τη διάρκεια της παλαίωσης του κρασιού (με ή χωρίς επαφή με το ξύλο) παράγουν ατελείωτες αντιδράσεις που προκαλούν σύνθετους μετασχηματισμούς (μικροοξυγόνωση, συνχρωματισμός, κυκλοπροσθήκη, πολυμερισμός, και οξείδωση) πολυφαινολών και τανινών.
Κατεργασία με υπερήχους του μούστου πριν από τη ζύμωση κρασιού
Όταν εφαρμόζεται υπερηχογράφημα στο γλεύκος σταφυλιών, αυξάνεται η απελευθέρωση πολυφαινολών από τον πολτό σταφυλιών. Από την ακουστική σπηλαίωση – ποια είναι η αρχή λειτουργίας της υπερήχησης – Σπάει τις κυτταρικές δομές και ανοίγει τις ενδοκυτταρικές δομές πολύ αποτελεσματικά, πολύ περισσότερες βιοδραστικές ενώσεις απελευθερώνονται από τα σταφύλια και το δέρμα σταφυλιών σε σύγκριση με την παραδοσιακή πίεση. Αυτές οι βιοδραστικές ενώσεις περιλαμβάνουν αρωματικές ενώσεις, χρωστικές ουσίες και ουσίες που προάγουν την υγεία, όπως τανίνες, ανθοκυανίνες, φλαβαν-3-όλες, προανθοκυανιδίνες και φλαβονόλες. στιλβενοειδή όπως η ρεσβερατρόλη. φαινολικά οξέα όπως βενζοϊκό, καφεϊκό και κινναμωμικό οξύ. κατεχίνες, καθώς και τρυγικό οξύ και μηλικό οξύ, μεταξύ άλλων. Επιπλέον, εξάγονται φυσικά σάκχαρα όπως η γλυκόζη και η φρουκτόζη, τα οποία είναι ζωτικής σημασίας για τη διαδικασία ζύμωσης της οινοποίησης. Κατεργασία με υπερήχους μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορα στάδια κατά τη διάρκεια της οινοποίησης. Οι García-Martín και Sun (2013) παρουσιάζουν τον υπέρηχο στη μελέτη τους ως μια τεχνική γρήγορης παλαίωσης, που θα μπορούσε να προσφέρει κρασιά με υψηλότερη περιεκτικότητα σε ανθοκυανίνες και μείωση των τανινών, κάτι που θεωρείται θετικό για την παραγωγή κρασιών υψηλής ποιότητας. Πολλές μελέτες έχουν αποδείξει τα θετικά αποτελέσματα των υπερήχων ισχύος κατά την οινοποίηση. Ως εκ τούτου, κατεργασία με υπερήχους θεωρείται μία από τις πιο ελπιδοφόρες τεχνολογίες για διάφορους σκοπούς στις διαδικασίες οινοποίησης. Επιπλέον, ο υπέρηχος είναι μια επίσημα εγκεκριμένη μέθοδος για χρήση σε θρυμματισμένα σταφύλια. (πρβλ. Natolino και Celotti, 2022)
Μελέτες υπό την επίβλεψη του καθηγητή Thomas Kleinschmidt από το πανεπιστήμιο Hochschule Anhalt, Institut for Wine Research της Κεντρικής Γερμανίας καταδεικνύουν σαφώς τη σημαντική αύξηση των πολυφαινολών στο κρασί με υπερήχους. Για παράδειγμα, στο γερμανικό κόκκινο κρασί του τύπου Blauer Zweigelt η περιεκτικότητα σε πολυφαινόλες αυξήθηκε κατά περισσότερο από 40%. Για τη μελέτη, 1.5L κόκκινο κρασί Blauer Zweigelt υπερήχων σε ρύθμιση πλάτους 100% (πλάτος 43 μm, επιφάνεια sonotrode 9 cm2). Η εξαφάνιση ήταν στα 520 nm για το κόκκινο χρώμα. Η δοκιμασία Folin-Ciocalteu χρησιμοποιήθηκε για τη μέτρηση της συνολικής περιεκτικότητας σε πολυφαινόλες ως κατεχίνες, η οποία έδειξε αύξηση 40% στις συνολικές πολυφαινόλες.
Η υπερηχογραφική επεξεργασία του μούστου σταφυλιών πριν από τη ζύμωση του κρασιού αυξάνει την περιεκτικότητα σε πολυφαινόλες έως και 40%.
(Μελέτη και γράφημα: © Prof. Th. Kleinschmidt, Hochschule Anhalt)
- πιο έντονες γεύσεις
- περισσότερες πολυφαινόλες
- πιο σκούρο χρώμα
- λιγότερη στυπτικότητα
- υψηλότερος δείκτης HCl
- Στόμα μαλακότερο, πιο στρογγυλεμένο
Ο υπέρηχος χρησιμοποιείται για την αύξηση της απόδοσης πολυφαινόλης από το γλεύκος σταφυλιών. Επιπλέον, υπερήχους μπορεί να παλαιώσει το κρασί μέσα σε λίγα λεπτά.
Μια άλλη μελέτη από τους Natolino και Celotti (2022) έδειξε επίσης την ανώτερη ποιότητα κρασιού μετά από υπερηχογραφική επεξεργασία. Οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Ούντινε στην Ιταλία χρησιμοποίησαν το Hielscher υπερήχων UP200St με sonotrode S26d14 για να διερευνήσουν τις επιπτώσεις της υπερήχων στο κόκκινο κρασί. Όπως δείχνουν τα παρακάτω γραφήματα, ο υπέρηχος ενισχύει τον δείκτη HCl για όλα τα δείγματα με υπερήχους από 68,06 ± 1,72 του μη επεξεργασμένου δείγματος, σε 73,78 ± 1,52 ως μέση τιμή των επεξεργασμένων δειγμάτων. Δεν θα μπορούσε να επισημανθεί σαφής τάση μεταξύ της αύξησης του πλάτους και του χρόνου υπερήχων, αν και είναι δυνατόν να παρατηρηθεί σημαντική αύξηση του δείκτη HCl μεταξύ δειγμάτων με υπερήχους στο 30% και 2 λεπτά (71,59 ± 1,06) και στο 90% και 10 λεπτά (74,25 ± 1,53). Ταυτόχρονα, ο υπέρηχος μειώνει τη στυπτικότητα από 91,8 ± 1,2 για μη επεξεργασμένο κρασί σε 82,7 ± 3,7 ως μέση τιμή για δείγματα με υπερήχους (Δείτε γραφήματα στα δεξιά).
Το μέγεθος των σωματιδίων των κολλοειδών ουσιών, όπως οι τανίνες και οι πολυσακχαρίτες, μειώνεται με υπερήχους, γεγονός που συμβάλλει στη βελτίωση της σταθερότητας και των τελικών αισθητηριακών αντιλήψεων.
- πιο έντονο γευστικό μπουκέτο
- περισσότερες πολυφαινόλες
- πιο σκούρο χρώμα
- λιγότερη στυπτικότητα
- υψηλότερος δείκτης HCl
- Στόμα μαλακότερο, πιο στρογγυλεμένο
Υπερήχων παλαίωση και ωρίμανση του κρασιού
Τα κύματα υπερήχων επιταχύνουν την παλαίωση του κρασιού εφαρμόζοντας καθαρά φυσικές, λεγόμενες sono-μηχανικές δυνάμεις. Εάν προσαρμοστεί στον τύπο σταφυλιών και κρασιού, υπερήχους μπορεί να ενισχύσει το ρυθμό αντίδρασης συμπύκνωσης μεταξύ ανθοκυανίνης και τανινών, μειώνοντας τους συμβατικούς χρόνους φυσικής ανάπτυξης χρώματος κρασιού μειώνοντας έτσι το χρόνο που απαιτείται για την παλαίωση του κρασιού.
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)
Δείκτης HCl (A), δείκτης στυπτικότητας (B) και μέγεθος σωματιδίων (C) – κουτιά παρτίδες μη επεξεργασμένων (Έλεγχος) και δειγμάτων με υπερήχους σε διαφορετικά επίπεδα πλάτους (30, 60 και 90%) και χρόνου υπερήχων (2, 6 και 10 λεπτά) χρησιμοποιώντας το υπερήχων UP200St.
(Μελέτη και πίνακας: © Natolino and Celotti, 2022)
Υπερήχων γήρανση κρασιού χρησιμοποιώντας οινολογικές τανίνες
Οι οινολογικές τανίνες, που εξάγονται από ξύλο βελανιδιάς, σπόρους σταφυλιού και δέρμα, όζο φυτών, καστανιά, quebracho, gambier και μυροβαλάνους, μπορούν να προστεθούν σε διαφορετικά στάδια της παραγωγής κρασιού για τη βελτίωση του προφίλ γεύσης και της ανθεκτικότητας του χρώματος. Υπερήχους μπορεί να προωθήσει την παλαίωση του κρασιού χρησιμοποιώντας οινολογικές τανίνες. Η υπερηχητική βελανιδιά είναι η σημαντικά επιταχυνόμενη διαδικασία μεταφοράς τανινών που προέρχονται από ξύλο και ενώσεων γεύσης από δρύινες ράβδους ή τσιπς. Υπερήχων δρύινα παλαιωμένα κρασιά προσφέρουν ένα μεγάλο προφίλ γεύσης, το οποίο αναπτύσσεται μέσα σε μια σύντομη επεξεργασία αρκετών λεπτών σε σύγκριση με διάφορους μήνες παλαίωσης βαρελιών. Υπερήχων εκχύλιση απελευθερώνει τις ενώσεις άρωμα δρυός (π.χ., βανίλια, ευγενόλη, ισοευγενόλη, φουρφουράλη, 5-μεθυλοφουρφουράλη, γουαϊακόλη, 4-methulguaiacol) με αυξημένη μεταφορά μάζας.
Υπερήχων υψηλής απόδοσης για βιομηχανική οινοποίηση
Hielscher Υπέρηχοι επεξεργαστές είναι καλά εδραιωμένοι στον τομέα της οινοποίησης και της παλαίωσης οινοπνευματωδών ποτών. Οινοποιοί – τόσο αποκλειστικοί αμπελώνες μπουτίκ όσο και παραγωγοί κρασιού μεγάλης κλίμακας – βρείτε στο ευρύ φάσμα εξοπλισμού της Hielscher τον ιδανικό εξοπλισμό υπερήχων για τις απαιτήσεις παραγωγής τους στην εκχύλιση και ωρίμανση πολυφαινολών κρασιού. Οι παρτίδες καθώς και οι συνεχείς ενσωματωμένες ρυθμίσεις διεργασιών είναι άμεσα διαθέσιμες και μπορούν να αποσταλούν την ίδια ημέρα.
Αυτόματο πρωτόκολλο δεδομένων
Προκειμένου να πληρούνται τα πρότυπα παραγωγής τροφίμων και ποτών, οι διαδικασίες παρασκευής πρέπει να παρακολουθούνται και να καταγράφονται λεπτομερώς. Hielscher Υπέρηχοι ψηφιακές συσκευές υπερήχων διαθέτουν αυτόματο πρωτόκολλο δεδομένων. Λόγω αυτής της έξυπνης λειτουργίας, όλες οι σημαντικές παράμετροι της διαδικασίας, όπως η υπερηχητική ενέργεια (συνολική και καθαρή ενέργεια), η θερμοκρασία, η πίεση και ο χρόνος αποθηκεύονται αυτόματα σε μια ενσωματωμένη κάρτα SD μόλις ενεργοποιηθεί η συσκευή. Η παρακολούθηση της διαδικασίας και η καταγραφή δεδομένων είναι σημαντικές για τη συνεχή τυποποίηση της διαδικασίας και την ποιότητα των προϊόντων. Με την πρόσβαση στα αυτόματα καταγεγραμμένα δεδομένα διαδικασίας, μπορείτε να αναθεωρήσετε προηγούμενες εκτελέσεις υπερήχων και να αξιολογήσετε το αποτέλεσμα.
Ένα άλλο φιλικό προς το χρήστη χαρακτηριστικό είναι το τηλεχειριστήριο του προγράμματος περιήγησης των ψηφιακών συστημάτων υπερήχων μας. Μέσω απομακρυσμένου ελέγχου προγράμματος περιήγησης μπορείτε να ξεκινήσετε, να σταματήσετε, να ρυθμίσετε και να παρακολουθείτε τον υπερηχητικό επεξεργαστή σας από οπουδήποτε.
Εκπλήρωση των υψηλότερων προτύπων ποιότητας – Σχεδιαστεί & Κατασκευάζεται στη Γερμανία
Το εξελιγμένο υλικό και το έξυπνο λογισμικό των υπερήχων Hielscher έχουν σχεδιαστεί για να εγγυώνται αξιόπιστα αποτελέσματα εκχύλισης με υπερήχους από τη βοτανική πρώτη ύλη σας με αναπαραγώγιμα αποτελέσματα και φιλική προς το χρήστη, ασφαλή λειτουργία. Η ευρωστία, η αξιοπιστία, 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία υπό πλήρες φορτίο και η απλή λειτουργία από την άποψη του εργαζομένου είναι περαιτέρω παράγοντες ποιότητας, που καθιστούν τους υπερήχους Hielscher ευνοϊκούς.
Hielscher υπερήχων εξολκέες χρησιμοποιούνται παγκοσμίως σε υψηλής ποιότητας εκχύλιση των προϊόντων τροφίμων και ποτών. Αποδεδειγμένα δίνει υψηλές αποδόσεις και ανώτερη ποιότητα, Hielscher υπερήχων δεν χρησιμοποιούνται μόνο από μικρότερους οινοποιούς μπουτίκ, αλλά κυρίως στη βιομηχανική παραγωγή εμπορικά κατανεμημένων κρασιών. Λόγω του ισχυρού υλικού και του έξυπνου λογισμικού τους, Hielscher υπερήχων επεξεργαστές μπορεί εύκολα να λειτουργήσει και να παρακολουθείται.
Hielscher Υπέρηχοι στο Teltow, Γερμανία είναι μια ιδιοκτήτρια οικογενειακή επιχείρηση. Hielscher Υπέρηχοι είναι πιστοποιημένο με ISO. Φυσικά, Hielscher υπερήχων είναι CE συμβατό και πληρούν τις απαιτήσεις των UL, CSA και RoHs.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L / λεπτό | UIP4000hdT |
| μ.δ. | 2 έως 15L / λεπτό | UIP6000hdT |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές για την ανάμειξη εφαρμογών, διασπορά, γαλακτωματοποίηση και εκχύλιση σε εργαστήριο, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- Parthey, Beatrix; Lenk, Matthias; Kleinschmidt, Thomas (2014): Ultraschallbehandlung von Traubenmaische und Wein. Präsentation der Hochschule Anhalt, Mitteldeutsches Institut für Weinforschung, 2014.
- Andrea Natolino, Emilio Celotti (2022): Ultrasound treatment of red wine: Effect on polyphenols, mathematical modeling, and scale-up considerations. LWT Volume 154, 2022.
- Ceferino Carrera; Ana Ruiz-Rodríguez; Miguel Palma; Carmelo G. Barroso (2012): Ultrasound assisted extraction of phenolic compounds from grapes. Analytica Chimica Acta 732, 2012. 100–104.
- Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε
Βιοδραστικές ουσίες στο κρασί
Η φαινολική περιεκτικότητα του οίνου αναφέρεται στις φαινολικές ενώσεις – φυσική φαινόλη και πολυφαινόλες, οι οποίες περιλαμβάνουν μια μεγάλη ομάδα αρκετών εκατοντάδων χημικών ενώσεων που επηρεάζουν τη γεύση, το χρώμα και την αίσθηση στο στόμα του κρασιού. Αυτές οι ενώσεις περιλαμβάνουν φαινολικά οξέα, στιλβενοειδή, φλαβονόλες, διυδροφλαβονόλες, ανθοκυανίνες, μονομερή φλαβανόλης (κατεχίνες) και πολυμερή φλαβανόλης (προανθοκυανιδίνες). Αυτή η μεγάλη ομάδα φυσικών φαινολών μπορεί να χωριστεί ευρέως σε δύο κατηγορίες, φλαβονοειδή και μη φλαβονοειδή. Τα φλαβονοειδή περιλαμβάνουν τις ανθοκυανίνες και τις τανίνες που συμβάλλουν στο χρώμα και την αίσθηση στο στόμα του κρασιού. Τα μη φλαβονοειδή περιλαμβάνουν τα στιλβενοειδή όπως η ρεσβερατρόλη και φαινολικά οξέα όπως βενζοϊκό, καφεϊκό και κινναμωμικό οξύ.
πολυφαινόλες
Οι πολυφαινόλες είναι δευτερογενείς μεταβολίτες που βρίσκονται στα φυτά. Ως βιοδραστικές ουσίες, οι πολυφαινόλες μπορούν να ταξινομηθούν ως φυτικές χρωστικές ουσίες, αρωματικά συστατικά, προστατευτικοί παράγοντες για το σύστημα φωτοσύνθεσης ή δομικά στοιχεία για βιοπολυμερή (π.χ. λιγνίνη και σουβερίνη). Η κατηγορία των πολυφαινολών περιλαμβάνει φλαβονοειδή και ανθοκυανίνες, προκυανιδίνες, παράγωγα βενζοϊκού οξέος (π.χ. υδροξυβενζοϊκά οξέα όπως βανιλλικό οξύ, τριυδροξυβενζοϊκά οξέα όπως γαλλικό οξύ και διυδροξυβενζοϊκά οξέα όπως πρωτοκατεχοϊκό οξύ), παράγωγα κινναμωμικού οξέος (υδροξυκινναμωμικά οξέα όπως καφεϊκό οξύ και p-κουμαρικό οξύ) και παράγωγα στιλβενίου (π.χ. ρεσβερατρόλη).
Σήμερα, περισσότερες από 8000 πολυφαινολικές ενώσεις έχουν εντοπιστεί στα φυτά.
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από εργαστήριο προς βιομηχανικό μέγεθος.