Veini laagerdamine ja tammega aromatiseerimine ultraheli abil

Veini laagerdamine ja tammega aromatiseerimine mõjutavad oluliselt veini lõplikku maitset ja kvaliteeti. Mõlema protsessi kohta on teada, et need võtavad kaua aega – sageli kestab küpsemisprotsess mitu aastat. Ultraheli on väga tõhus ja kiire tehnoloogia, mis intensiivistab veini küpsemist ning kiirendab märkimisväärselt selliseid protsesse nagu tammeühendite ekstraheerimine, mikrohapnikustamine ja keemilised protsessid (nt polümerisatsioon). Ultraheli töötlusega (sonikeerimisega) saab noori veine mõne minutiga laagerdada küpseteks veinideks, millel on mitme aasta tammevaatides laagerdamise buukett.

Tammest pärinevad veini maitsed ultraheliekstraktsiooni abil

Kokkutõmbava maitsega seotud fenoolsed ühendid ja aromaatsed ühendid, mis mõlemad pärinevad tammepuidust, kanduvad üle äärmiselt kiiresti, kui veini laagerdamise ajal rakendatakse ultraheli töötlust (sonikeerimist). Ultraheli kiirendas tammeühendite ekstraheerimist mõne minutini – võrreldes veinide mitme aasta pikkuse traditsioonilise vaatides laagerdamisega.

Veini tammega aromatiseerimine ultraheli abil

Intensiivistatud tammega aromatiseerimiseks sonikeeritakse tammelaaste või -liiste veinis. Ultrahelilained avavad ja lõhuvad puitmaterjali rakuseinu, nii et rakusisesed ühendid, näiteks tanniinid, fenoolid, furoonid, laktoonid jt, vabanevad ultrahelikavitatsiooni toimel veini. Kuna ultrahelivõnkumine ja kavitatsioon tekitavad intensiivset turbulentsi ja mikrovoolamist, intensiivistub massiülekanne rakusisemuse ja ümbritseva lahusti vahel järsult, nii et biomolekulid (st aroomiühendid) vabanevad tõhusalt ja kiiresti. Kuna ultraheli töötlus (sonikeerimine) on puhtalt mehaaniline töötlus, ei lisata sellega veinile mingeid kemikaale.

Traditsioonilise veinilaagerdamise ja ultraheliga laagerdamise kvaliteedi võrdlus. Ultraheliga laagerdatud vein saavutab oma tippkvaliteedi märkimisväärselt kiiremini.
(graafik: ©Yıldırım and Dündar, 2017, kohandatud Leonhardti ja Morabito, 2007, põhjal).

Ultraheli – ainult mehaanilised jõud

Suure intensiivsusega madalsageduslik ultraheli tekitab energiatiheda keskkonna, mida iseloomustavad kõrged rõhud, temperatuurid ja suured nihkejõud. Need füüsikalised jõud soodustavad rakustruktuuride lõhkumist, et vabastada rakusisesed ühendid keskkonda. Lisaks soodustab ultraheli abil toetatud veini laagerdamisprotsess mikrohapnikustamist ja oksüdatsiooniprotsesse. Seega võib kontrollitud ultraheli töötlus (sonikeerimine) veini keemilisi reaktsioone positiivselt mõjutada. Ultraheliga laagerdatud veinid jõuavad oma kvaliteedi tipule märkimisväärselt kiiremini kui traditsiooniliselt laagerdatud veinid. Lisaks on ultraheliga laagerdatud veinide säilivus parem, nii et sonikeeritud vein säilitab oma tippkvaliteeti kauem kui tavapärase laagerdamisprotsessi korral.

Rakuseina lõhkumise mehhanism: (a) rakuseina purunemine kavitatsiooni tõttu. (b) lahusti difusioon rakustruktuuri.
(Graafik kohandatud Shirsath et al., 2012, põhjal)

Ultraheliga veini laagerdamise eelised tammevaatides laagerdamise ees

Tammevaadid on levinud traditsiooniline veini laagerdamise viis. Tammevaatides toimub oksüdeerumine väikeses ulatuses pika vaadis hoidmise aja jooksul. Premium-veini hoidmine kestab sageli mitu aastat ja on seetõttu kulukas protsess. Tammevaatides küpsemise ajal tekib veinis arvukalt ainulaadseid aroome. Lisaks aastatepikkusele küpsemisprotsessile ja sellega kaasnevale ajakaole on tammevaadid ostmisel ja hooldamisel kallid. Soovimatud mikroorganismid, näiteks pärmiliigid (nt Brettanomyces ja Dekkera), võivad veinivaate saastata. Pärmist rikutud vein on tuntud halva maitse ja lõhna poolest.
Nende traditsioonilise vaadis tammetamise puuduste tõttu on ultraheli abil veini laagerdamine ja tammetamine kuluefektiivne ja teaduslikult tõestatud alternatiiv traditsioonilisele vaadis laagerdamisele. Ultraheli töötlus (sonikeerimine) lühendab küpsemisaega ja parandab veini mitmeid kvaliteeditegureid. Ultraheli töötlust (sonikeerimist) saab rakendada veinivalmistamise erinevates etappides, sealhulgas maatseratsioonil, polüfenoolide ekstraheerimisel ning laagerdamisel, küpsemisel ja tammetamisel. Teaduslikud uuringud ja tööstuslikud rakendused tõestavad ultraheli töötluse (sonikeerimise) kasulikkust veinivalmistamisel, andes olulisi parandusi lühenenud laagerdusaegades ning kvaliteetsete veinide tõhusamas tootmises.

Ultraheli abil kiirendatud veini küpsemine: prof Th. Kleinschmidti uuring näitab 3-Methyl-1Butanol aroomi soodsat muutumist punases veinis, kui seda sonikeeriti Ameerika Blend tammepuiduhakke juuresolekul. (Sonikaator UIP2000hdT, amplituud 43µm, sonotroodi pind 9cm2)

Teaduslikud uuringud veinide ultrahelilaagerdamise kohta

Suhteliselt mõõdukal tasemel ultraheli intensiivsus või akustilise energia tihedus võib soodustada fenoolsete ühendite kiiret ekstraheerimist ja leostumist tammehakkepuidust veini, suurendades seeläbi potentsiaalselt veini maitset ja toiteväärtust oluliselt lühendatud küpsemisaja jooksul. Lisaks on ultraheliga töötlemine võimeline veini koostist kiiresti muutma, mida peetakse akustilise kavitatsiooni mõjude tulemuseks. Seejuures arvatakse, et kõrge akustilise energia tihedus soodustab veini koostise ultraheli abil muutmist. (vrd Yang et al., 2014)
Sarnaseid laagerdumisefekte on kirjeldanud Jiménez-Sánchez et al. (2020) šerriveini äädika puhul, kasutades tammehaket ja ultraheli. Ultraheli töötlus (sonikeerimine) vähendas küpsemisaega oluliselt võrreldes traditsioonilise küpsemisega.

Aroomiühendite vabanemine tammest ultraheli toimel

Breniaux ja kolleegid uurisid suure võimsusega ultraheli mõju tammevaatide puhastamisele ning sellele järgnevat polüfenoolsete ja muude ühendite vabanemist, kui vaate kasutati pärast töötlust veini vanandamiseks. Polüfenoolid ja fütokemikaalid, nagu ellagitanniinid, ligniin ja aromaatsed lähteühendid, aitavad oluliselt kaasa veini küpsemisele ja maitsele. Üldiselt näitas uuring, et ultraheli töötlus andis väga lühikese töötlusaja jooksul suurema polüfenoolide ja muude bioaktiivsete ühendite saagise. Näiteks oli furfuraali kontsentratsioon ultraheli töötluse korral kõrgem 8 kuud ja 12 kuud kestnud vanandamisel, kusjuures kontsentratsioon suurenes 18,8 kuni 92,6% võrreldes alternatiivse aurutöötlusega. 5-metüülfurfuraali kontsentratsioon oli ultraheli töötluse korral oluliselt kõrgem 1-aastaste vaatide (12 kuud vanandatud vein) ja 2-aastaste vaatide (2, 8 ja 12 kuud vanandatud vein) puhul, suurenemisega 20,5 kuni 97%. Whisky laktooni diastereoisomeeride osas oli trans-whisky laktoon oluliselt kõrgem ultraheliga töödeldud 3-aastaste vaatide puhul: pärast 12-kuulist vanandamist oli veini kontsentratsioon 75,2 ± 5,6 μg/L, mis tähendab 46,9% suurenemist võrreldes aurutöödeldud vaadis vanandatud veiniga. Vanilliini ja süringaldehüüdi kontsentratsioonide puhul olid veinis mõõdetud väärtused samuti oluliselt kõrgemad pärast ultraheli töötlust. Vaadi aurutöötlusega võrreldes oli kogu energiatarve 0,38 kWh võimsa ultraheli korral ja 3 kWh vesiauru korral, mis on 7,89 korda madalam.
(vrd Breniaux et al., 2021)

Ultraheli abil kiirendatud keemilised reaktsioonid veinis

Veini vanandamise käigus toimub arvukalt keemilisi reaktsioone. Näiteks kipuvad proantotsüanidiinühendid polümeriseeruma, kondenseeruma antotsüaniinidega ja ühinema teiste polümeeridega, nagu valgud ja polüsahhariidid. See antotsüaniinidega toimuv kondensatsioonireaktsioon on peamine keemiline reaktsioon, mis osaleb punase veini värvuse tumenemises ja stabiliseerumises, kusjuures värvus muutub erkpunasest pruunide toonidega tumepunaseks.
Masuzawa et al. varased uuringud aastast 2000 näitasid juba, et ultraheli soodustab fenoolsete ühendite polümerisatsiooni ja suurendab punase veini polüfenoolset sisaldust veini küpsemise käigus.
Veini vanandamise ajal vaatides võib puidust veini ekstraheerida sadu ühendeid, mis aitavad otseselt kaasa valmiva veini maitsele, aroomile ja suutunnetusele. Tammepuidu kiudude koostis mängib vanandamisprotsessis olulist rolli, sest ekstraheeritakse lenduvaid fenoole ja fenoolseid aldehüüde ligniinist ning furfuraaliühendeid tselluloosi ja hemitselluloosi suhkrute lagunemisest.
Kuigi traditsioonilist tammevaatides vanandamist on laialdaselt kasutatud sajandeid, on sellel siiski mõned olemuslikud puudused. Esiteks kestab vaadis vanandamine tavaliselt mõnest kuust mitme aastani, mis on väga ajamahukas. Teiseks on vaadid kallid, võtavad veinikojas palju ruumi ja need tuleb aja jooksul asendada. Kolmandaks, kui tammevaadid vananevad, võivad need saastuda soovimatute mikroorganismidega, nagu pärmiperekonnad Brettanomyces ja Dekkera.
Loe lähemalt veinivaatide ultraheliga sanitseerimise ja puhastamise kohta!

Ultraheliseadmed veini vanandamiseks ja küpsetamiseks

Juba mitu aastakümmet on Hielscher Ultrasonics usaldusväärne suure võimsusega madalsageduslike ultraheliprotsessorite tarnija toidu- ja joogitööstusele. Veinimõisad ja destilleerimistehased on võtnud ultraheli tehnoloogia kasutusele, et toota kvaliteetseid veine ja alkohoolseid jooke tõhusamates tingimustes, st saavutada kõrge kvaliteediga tulemusi kiirendatud protsessis ja täpselt kontrollitavates tingimustes.
Hielscheri sonikaatorid on saadaval igas suuruses – käeshoitavast laboriseadmest uuringute ja kvaliteedikontrolli jaoks kuni laua- ja pilootsüsteemideni butiikviinamarjaistanduste ja keskmise suurusega veinitootjate jaoks ning suure läbilaskevõimega sonikaatoriteni suurtele kommertsveinitootjatele.
Kõik Hielscheri ultraheliprotsessorid on varustatud nüüdisaegse tehnoloogiaga, sealhulgas digitaalse värvilise ekraani, täiustatud tarkvara, nutikate seadistuste, andmete automaatse protokollimisega integreeritud SD-kaardile ja brauseri kaudu toimuva kaugjuhtimisega, mis tagavad täpse töö, korratavad ja reprodutseeritavad tulemused ning parima kasutajasõbralikkuse. Kliendid üle maailma kasutavad Hielscher Ultrasonics tehnoloogiat veinimõisates ja destilleerimistehastes, saavutades suurepäraseid tulemusi veinide ja kangete alkohoolsete jookide laagerdamisel, tammega rikastamisel ja infusioonil.
Võtke meiega kohe ühendust! Meie hästi koolitatud ja pikaajalise kogemusega töötajad aitavad teid tehnilise teabega, annavad soovitusi sobivaima sonikaatori valikuks ning koostavad teile mittesiduvad hinnapakkumised!

Allolev tabel annab ülevaate meie sonikaatorite ligikaudsest töötlusvõimsusest: