Viinien vanhentaminen ja tasaaminen ultraäänellä

Viinin vanhentaminen ja tammeaminen vaikuttavat voimakkaasti viinin lopulliseen makuun ja laatuun. Molempien prosessien tiedetään kestävän pitkään, usein kypsymisprosessi kestää palvelusvuosia. Ultraääni on erittäin tehokas ja nopea tekniikka, joka tehostaa viinin kypsymistä ja nopeuttaa prosesseja, kuten tammiyhdisteiden uuttamista, mikrohapetusta ja kemiallista prosessia (esim. polymerointi) merkittävästi. Ultraäänellä nuoret viinit voidaan vanhentaa muutamassa minuutissa kypsytettyihin viineihin, joissa on kimppu useiden vuosien vanhentamisesta tammitynnyreissä.

Tammiperäiset viiniaromit ultraääniuutolla

Astringencyyn liittyvät fenoliset yhdisteet ja aromaattiset yhdisteet, jotka molemmat ovat peräisin tammipuusta, siirtyvät erittäin nopeasti, kun sonikaatiota käytetään viinin aikana vanhentamisen aikana. Ultraääni kiihdytti tammiyhdisteiden uuttamista muutamaan minuuttiin – verrattuna viinien monivuotiseen perinteiseen tynnyrivanhentamiseen.

Viinin tammitus ultraäänellä

Tehostettua tammitusta varten viinissä sonikoidaan tammilastuja tai sauvoja. Ultraääniaallot avautuvat ja häiritsevät puumateriaalin soluseinämiä siten, että solunsisäiset yhdisteet, kuten tanniinit, fenolit, furonit, laktonit jne., Vapautuvat ultraäänikavitaatiolla viiniin. Koska ultraäänivärähtely ja kavitaatio aiheuttavat voimakkaita turbulensseja ja mikrovirtoja, massansiirto solun sisätilojen ja ympäröivän liuottimen välillä tehostuu voimakkaasti siten, että biomolekyylit (eli aromiyhdisteet) ovat tehokkaita ja vapautuvat nopeasti. Koska sonikaatio on puhtaasti mekaaninen käsittely, se ei lisää viiniin kemikaaleja.

Viinin perinteisen vanhentamisen ja viinin ultraäänivanhentamisen ominaisuuksien vertailu. Ultraäänellä ikääntynyt viini saavuttaa huippulaatunsa huomattavasti nopeammin.(grafiikka: ©Yıldırım ja Dündar, 2017, mukautettu Leonhardtista ja Morabitosta, 2007).

Ultraääni – Yksinomaan mekaaniset voimat

Korkean intensiteetin, matalataajuinen ultraääni luo energiatiheitä olosuhteita, joissa on korkeat paineet, lämpötilat ja suuret leikkausvoimat. Nämä fyysiset voimat edistävät solurakenteiden hajoamista solunsisäisten yhdisteiden vapauttamiseksi väliaineeseen. Lisäksi viinin ultraäänellä avustettu vanhentamisprosessi edistää mikrohapetus- ja hapetusprosesseja. Siten hallittu ultrasonication voi vaikuttaa positiivisesti viinin kemiallisiin reaktioihin. Ultraäänellä vanhentuneet viinit saavuttavat laatuhuippunsa huomattavasti nopeammin kuin perinteisesti vanhentuneet viinit. Lisäksi ultraäänellä vanhennetuilla viineillä on korkeampi säilyvyystaso, joten sonikoitu viini säilyttää huippulaatunsa pidempään kuin tavallinen vanhentamisprosessi.

Soluseinän häiriön mekanismi (a) soluseinän rikkoutuminen kavitaation vuoksi. b) liuottimen diffuusio solurakenteeseen.(Grafiikka mukautettu julkaisusta Shirsath et al., 2012)

Ultraääniviinin vanhentamisen edut tammitynnyrin vanhentamiseen verrattuna

Tammitynnyrit ovat yleinen, perinteinen viinin vanhentamisprosessi. Tammitynnyreissä hapettuminen tapahtuu pienessä määrin pitkän varastointiajan aikana tynnyrissä. Premium-viiniuunin varastointiaika kestää useita vuosia, joten se on kallis prosessi. Tammitynnyreissä kypsymisen aikana viini tuottaa lukuisia ainutlaatuisia aromeja. Vuosien pitkän kypsymisprosessin ja siihen liittyvän ajanhukan lisäksi tammitynnyrit ovat kalliita ostaa ja ylläpitää. Ei-toivotut mikro-organismit, kuten hiivalajit (esim. Brettanomyces ja Dekkera), voivat saastuttaa viinitynnyrit. Hiivalla pilaantunut viini tunnetaan huonosta mausta ja hajusta.
Näiden perinteisen tynnyritammennan haittojen vuoksi ultraääniviinin vanhentaminen ja tammi on kustannustehokas ja tieteellisesti todistettu vaihtoehto perinteiselle vanhentamiselle tynnyreissä. Ultrasonication lyhentää kypsymisaikaa ja parantaa useita viinin laatutekijöitä. Ultrasonicationia voidaan käyttää viininvalmistusprosessin eri vaiheissa, mukaan lukien maserointi, polyfenolin uuttaminen sekä vanhentaminen, kypsyminen ja tammi. Tieteelliset tutkimukset ja teolliset toteutukset osoittavat ultrasonicationin pätevyyden viininvalmistuksessa merkittävillä parannuksilla lyhennetyissä vanhentamisjaksoissa ja korkealaatuisten viinien tehokkaammassa tuotannossa.

Ultraäänellä nopeutettu viinin kypsyminen: Prof. Th. Kleinschmidtin tutkimus osoittaa 3-metyyli-1butanolin aromin hyödyllisen muutoksen punaviinissä, kun se sonikoidaan American Blend -hakkeen läsnä ollessa. (Ultrasonicator UIP2000hdT, amplitudi 43μm, sonotrode-pinta 9cm2)

Tieteelliset tutkimukset viinien ultraäänivanhentamisesta

Ultraääni-intensiteetti tai akustinen energiatiheystaso suhteellisen kohtuullisella tasolla voi edistää fenolien nopeaa uuttamista ja huuhtoutumista tammilastuista viiniin, mikä mahdollisesti lisää viinin makua ja ravintoarvoa merkittävästi lyhennetyssä kypsymisajassa. Lisäksi ultraäänikäsittely pystyy muuttamaan viinin koostumusta nopeasti, minkä oletetaan johtuvan akustisen kavitaation vaikutuksista. Näin ollen korkean akustisen energiatiheyden oletetaan edistävän viinikoostumuksen ultraäänimodifikaatiota. (vrt. Yang et al., 2014)
(2020) on raportoinut samanlaisia ikääntymisvaikutuksia sherryetikalle tammilastujen ja ultraäänen avulla. Ultrasonication lyhensi kypsymisaikaa merkittävästi verrattuna perinteiseen kypsymiseen.

Aromiyhdisteiden ultraäänivapautuminen tammesta

Breniaux kollegoineen tutki suuritehoisen ultraäänen vaikutuksia tammiviinitynnyrin puhdistamiseen ja sitä seuraavien polyfenoli- ja muiden yhdisteiden vapautumista, kun tynnyreitä käytettiin viinin vanhentamiskäsittelyn jälkeen. Polyfenolit ja fytokemikaalit, kuten ellagitanniinit, ligniini ja aromaattiset lähtöaineet, vaikuttavat voimakkaasti viinin kypsymiseen ja makuun. Kaiken kaikkiaan tutkimus osoitti, että ultraäänikäsittely antoi suurempia polyfenolien ja muiden bioaktiivisten yhdisteiden saantoja hyvin lyhyessä hoitoajassa. Esimerkiksi furfuraalipitoisuus oli suurempi ultraäänihoidossa 8 kuukauden vanhentamisen ja 12 kuukauden vanhentamisen yhteydessä, ja pitoisuus kasvoi 18,8–92,6 % verrattuna vaihtoehtoiseen höyrykäsittelyyn. 5-metyylifurfuraalin osalta pitoisuus oli merkittävästi suurempi ultraäänikäsittelyssä tynnyreissä, joissa oli 1 vuoden ikäisiä tynnyreitä (12 kuukauden ikäinen viini) ja 2 vuotta vanhoja tynnyreitä (2, 8 ja 12 kuukautta vanha viini), ja se kasvoi 20,5–97%. Viskin laktonidiastereoisomeerien osalta transviskin laktoni oli huomattavasti korkeampi 3-vuotiailla ultraäänillä käsitellyissä tynnyreissä: 12 kuukauden vanhentamisen jälkeen viinin pitoisuus on 75,2 ± 5,6 μg/l, mikä johtaa 46,9 prosentin kasvuun verrattuna höyrykäsitellyssä tynnyrissä kypsytettyyn viiniin. Vanilliinin ja syringaldehydin pitoisuuksien osalta viinistä mitatut arvot olivat myös huomattavasti korkeammat ultraäänikäsittelyn jälkeen. Tynnyrihöyrykäsittelyyn verrattuna kokonaisenergiankulutus oli 0,38 kWh tehoultraäänessä ja 3 kWh vesihöyryssä, mikä on 7,89 kertaa pienempi.
(vrt. Breniaux et al., 2021)

Ultraäänellä edistetyt kemialliset reaktiot viinissä

Viinin vanhentamisen aikana tapahtuu lukuisia kemiallisia reaktioita. Esimerkiksi proantosyanidiiniyhdisteet pyrkivät polymeroitumaan, tiivistymään antosyaanien kanssa ja yhdistymään muiden polymeerien, kuten proteiinien ja polysakkaridien, kanssa. Tämä kondensaatioreaktio antosyaanien kanssa on tärkein kemiallinen reaktio, joka liittyy punaviinin värin tummenemiseen ja stabilointiin, joka muuttuu kirkkaan punaisesta tummanpunaiseksi ruskeilla sävyillä.
Varhaiset tutkimukset Masuzawa et ai., 2000 osoittivat jo, että ultraääni edistää fenoliyhdisteiden polymeroitumista ja lisää punaviinin polyfenolipitoisuutta viinin kypsyessä.
Tynnyreissä kypsytetyn viinin aikana puusta viiniin voidaan uuttaa satoja yhdisteitä, mikä vaikuttaa suoraan lopullisen viinin makuun, aromiin ja suutuntumaan. Tammen kuitukoostumuksella on tärkeä rooli vanhentamisprosessissa, koska ligniinistä uutetaan haihtuvia fenoleja ja fenolisia aldehydejä sekä selluloosa- ja hemiselluloosasokerin hajoamisen furfuraaliyhdisteitä.
Vaikka perinteistä tammitynnyrivanhentamista on käytetty laajasti vuosisatojen ajan, siihen liittyy edelleen joitain luontaisia haittoja. Ensinnäkin kypsytysprosessi tynnyrissä kestää yleensä muutamasta kuukaudesta useisiin vuosiin, mikä on erittäin aikaa vievää. Toiseksi tynnyrit ovat kalliita, vievät paljon tilaa viinitilassa ja ne on korvattava ajan myötä. Kolmanneksi, kun tammitynnyrit vanhenevat, ne voivat saastua ei-toivotuilla mikro-organismeilla, kuten hiivasuvuilla Brettanomyces ja Dekkera.
Lue lisää ultraäänipuhdistuksesta ja viinitynnyreiden puhdistuksesta!

Ultraäänilaitteet viinin vanhentamiseen ja kypsyttämiseen

Useiden vuosikymmenien ajan Hielscher Ultrasonics on luotettava suuritehoisten, matalataajuisten ultraääniprosessorien toimittaja elintarvike- ja juomateollisuudelle. Viinitilat ja tislaamot ovat ottaneet käyttöön ultraääniteknologian korkealaatuisten viinien ja alkoholijuomien tuottamiseksi tehokkaammissa olosuhteissa, toisin sanoen saada korkealaatuisia tuloksia nopeutetussa prosessissa ja tarkasti valvottavissa olosuhteissa.
Hielscher-ultraäänilaitteita on saatavana missä tahansa koossa, kädessä pidettävästä laboratoriolaitteesta tutkimukseen ja laadunvalvontaan penkki- ja pilottijärjestelmiin boutique-viinitarhoille ja keskikokoisille viininviljelijöille sekä korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteille suurille kaupallisille viinintuottajille.
Kaikissa Hielscherin ultraääniprosessoreissa on huipputeknologia, mukaan lukien digitaalinen värinäyttö, hienostunut ohjelmisto, älykkäät asetukset, automaattinen dataprotokolla integroidulla SD-kortilla ja selaimen kaukosäädin tarkan toiminnan, toistettavien ja toistettavien tulosten sekä korkeimman käyttäjäystävällisyyden saavuttamiseksi. Asiakkaat ympäri maailmaa käyttävät Hielscher Ultrasonics -tekniikkaa viinitiloissa ja tislaamoissa saavuttaen hyviä tuloksia viinien ja väkevien alkoholijuomien vanhentamisessa, tammittamisessa ja infusoinnissa.
Ota yhteyttä nyt! Hyvin koulutettu ja pitkäaikainen kokenut henkilökuntamme auttaa sinua teknisissä tiedoissa, ihanteellista ultraäänilaitetta koskevissa suosituksissa ja sitovissa tarjouksissa!

Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: