Runsaasti polyfenoleja sisältävät viinit tehokkaan ultraäänen avulla

Ultraäänikäsittely parantaa fenoliyhdisteiden uuttumista rypäleistä rypälemehuun, mikä lisää polyfenolien kokonaispitoisuutta – ja parantaa siten viinin myöhempää vanhenemisprosessia. Tehokkaan ultraäänen käyttö tuottaa suurempia uuttosaantoja ja nopeuttaa viinien kypsymistä. Siksi tehokas ultraääni on hyväksytty menetelmä murskattujen rypäleiden käsittelyyn, ja sitä käytetään polyfenolien uuttamiseen, viinin vanhentamiseen / kypsyttämiseen ja tammikäsittelyyn.

Tehokas ultraääni polyfenolien uuttamisessa ja viinin kypsyttämisessä

Ultraäänen vaikutusmekanismi viininvalmistuksessa perustuu ultraäänikavitaatioon / akustiseen kavitaatioon. Kavitaation voimakkaat leikkausvoimat hajottavat solurakenteita ja laajentavat soluseinien huokosia. Tämä vapauttaa solunsisäistä materiaalia (esim. tärkkelystä, entsyymejä, proteiineja ja fenolisia yhdisteitä). Ultraääniaaltojen sonomekaaniset voimat edistävät liuottimen jakautumista kudokseen ja tunkeutumista solumateriaaliin, mikä lisää aineensiirtoa merkittävästi. Lisäksi ultraäänikäsittely edistää biokemiallisia reaktioita, kuten polyfenolien polymeroitumista ja kondensaatiota, ja saa aikaan mikrohapetusta. Kaikki nämä ultraäänen vaikutukset edistävät viinien vanhenemista ja kypsymistä.

Polyfenolien ultraääniuutto rypäleistä

Polyfenolit viinissä: Viinien polyfenolit ja viinin laatu liittyvät läheisesti toisiinsa. Nämä rypäleiden sekundaariset aineenvaihduntatuotteet vaikuttavat merkittävästi viinin aistinvaraisiin ominaisuuksiin ja siten laatutekijöihin, kuten väriin, supistavuuteen ja karvauteen. Polyfenolien uuttamiseen käytettävä ultraäänikäsittely viininvalmistuksen aikana (esim. rypälemehun ultraäänikäsittely ennen käymistä) ja viinin vanhenemisen aikana (puukontaktissa tai ilman sitä) saa aikaan loputtomasti reaktioita, jotka johtavat polyfenolien ja tanniinien monimutkaisiin muutoksiin (mikrohapetus, kopigmentaatio, sykloadditio, polymeroituminen ja hapettuminen).

Rypälemehun ultraäänikäsittely ennen viinin käymistä

Kun rypälemehua käsitellään ultraäänellä, polyfenolien vapautuminen rypäleiden hedelmälihasta lisääntyy. Koska akustinen kavitaatio – joka on ultraäänikäsittelyn toimintaperiaate – hajottaa solurakenteita ja avaa solunsisäisiä rakenteita erittäin tehokkaasti, rypäleistä ja niiden kuorista vapautuu paljon enemmän bioaktiivisia yhdisteitä kuin perinteisessä puristuksessa. Näihin bioaktiivisiin yhdisteisiin kuuluvat makuyhdisteet, pigmentit ja terveyttä edistävät aineet, kuten tanniinit, antosyaanit, flavan-3-olit, proantosyanidiinit ja flavonolit; stilbenoidit, kuten resveratroli; fenolihapot, kuten bentsoe-, kahvi- ja kanelihappo; katekiinit sekä muun muassa viinihappo ja omenahappo. Lisäksi uutetaan luonnollisia sokereita, kuten glukoosia ja fruktoosia, jotka ovat olennaisia viininvalmistuksen käymisprosessille. Ultraäänikäsittelyä voidaan käyttää viininvalmistuksen eri vaiheissa. García-Martín ja Sun (2013) esittelevät tutkimuksessaan ultraäänen nopeana vanhentamistekniikkana, joka voisi lisätä viinien antosyaanipitoisuutta ja vähentää tanniinipitoisuutta, mitä pidetään myönteisenä laadukkaiden viinien tuottamiselle. Monet tutkimukset ovat osoittaneet tehokkaan ultraäänen myönteiset vaikutukset viininvalmistuksessa. Siksi ultraäänikäsittelyä pidetään yhtenä lupaavimmista tekniikoista viininvalmistusprosessien moniin tarkoituksiin. Lisäksi ultraääni on virallisesti hyväksytty menetelmä murskattujen rypäleiden käsittelyyn. (Vrt. Natolino ja Celotti, 2022)

Hochschule Anhalt -korkeakoulun Keski-Saksan viinitutkimusinstituutin professori Thomas Kleinschmidtin johdolla tehdyt tutkimukset osoittavat selvästi polyfenolien merkittävän lisääntymisen ultraäänikäsitellyssä viinissä. Esimerkiksi saksalaisen Blauer Zweigelt -punaviinin polyfenolipitoisuus kasvoi yli 40 %. Tutkimuksessa 1,5 L Blauer Zweigelt -punaviiniä käsiteltiin ultraäänellä 100 %:n amplitudiasetuksella (amplitudi 43 μm, sonotrodin pinta-ala 9 cm²). Punaisen värin absorbanssi mitattiin aallonpituudella 520 nm. Polyfenolien kokonaispitoisuus mitattiin katekiiniekvivalentteina Folin–Ciocalteu-menetelmällä, joka osoitti polyfenolien kokonaismäärän kasvaneen 40 %.

Ultraääntä voidaan pitää yhtenä lupaavimmista tekniikoista viininvalmistusprosessien moniin tarkoituksiin, ja se on virallisesti hyväksytty murskattujen rypäleiden käsittelyyn.
Myös Natolino ja Celotti (2022) osoittivat toisessa tutkimuksessaan viinin erinomaisen laadun ultraäänikäsittelyn jälkeen. Italialaisen Udinen yliopiston tutkijat käyttivät Hielscher UP200St -ultraäänilaitetta ja sonotrodia S26d14 tutkiakseen ultraäänikäsittelyn vaikutuksia punaviiniin. 
Kuten alla olevat kuvaajat osoittavat, ultraääni nostaa kaikkien ultraäänikäsiteltyjen näytteiden HCl-indeksiä käsittelemättömän näytteen arvosta 68,06 ± 1,72 käsiteltyjen näytteiden keskiarvoon 73,78 ± 1,52. Amplitudin kasvattamisen ja ultraäänikäsittelyajan välillä ei voitu osoittaa selvää suuntausta, mutta HCl-indeksissä voidaan havaita merkittävä nousu 30 %:n amplitudilla 2 min käsiteltyjen näytteiden (71,59 ± 1,06) ja 90 %:n amplitudilla 10 min käsiteltyjen näytteiden (74,25 ± 1,53) välillä. Samalla ultraääni vähentää supistavuutta käsittelemättömän viinin arvosta 91,8 ± 1,2 ultraäänikäsiteltyjen näytteiden keskiarvoon 82,7 ± 3,7 (katso oikealla olevat kuvaajat).
Ultraäänikäsittely pienentää kolloidisten aineiden, kuten tanniinien ja polysakkaridien, hiukkaskokoa, mikä parantaa stabiilisuutta ja lopullisia aistinvaraisia ominaisuuksia.

Viinin vanhentaminen ja kypsyttäminen ultraäänellä

Ultraääniaallot nopeuttavat viinin vanhenemista puhtaasti fysikaalisilla, niin sanotuilla sonomekaanisilla voimilla. Kun ultraäänikäsittely sovitetaan rypäle- ja viinityyppiin, se voi nopeuttaa antosyaanin ja tanniinien välistä kondensaatioreaktiota, lyhentää viinin värin luonnolliseen kehittymiseen tavallisesti kuluvaa aikaa ja siten vähentää viinin vanhentamiseen tarvittavaa aikaa.

Viinin vanhentaminen ultraäänellä enologisia tanniineja käyttäen

Tammipuusta, rypäleiden siemenistä ja kuorista, kasvien äkämistä, kastanjasta, quebrachosta, gambierista ja myrobalaanin hedelmistä uutettuja enologisia tanniineja voidaan lisätä viininvalmistuksen eri vaiheissa makuprofiilin ja värin kestävyyden parantamiseksi. Ultraäänikäsittely voi edistää viinin vanhenemista enologisia tanniineja käytettäessä. Ultraäänellä tehtävä tammikäsittely nopeuttaa merkittävästi puuperäisten tanniinien ja makuyhdisteiden siirtymistä tammisauvoista tai -lastuista. Ultraäänellä tammikypsytetyt viinit tarjoavat erinomaisen makuprofiilin, joka kehittyy lyhyessä, muutaman minuutin käsittelyssä verrattuna useiden kuukausien tynnyrikypsytykseen. Ultraääniuutto vapauttaa tammen aromiyhdisteitä (esim. vanillan, eugenoli, isoeugenoli, furfuraali, 5-metyylifurfuraali, guajakoli, 4-methulguaiacol) tehostuneen aineensiirron avulla.

Suorituskykyiset ultraäänilaitteet teolliseen viininvalmistukseen

Hielscher Ultrasonics -prosessorit ovat vakiintuneita viininvalmistuksessa ja väkevien alkoholijuomien vanhentamisessa. Viininvalmistajat – sekä eksklusiiviset pienet viinitilat että suuret viinintuottajat – löytävät Hielscherin laajasta laitevalikoimasta ihanteelliset ultraäänikäsittelylaitteet viinin polyfenolien uuttamisen ja kypsyttämisen tuotantovaatimuksiinsa. Sekä eräkäsittelyyn että jatkuvaan linjakäsittelyyn tarkoitettuja prosessikokoonpanoja on helposti saatavilla, ja ne voidaan lähettää samana päivänä.

Automaattinen tietojen tallennus

Elintarvikkeiden ja juomien tuotantostandardien täyttämiseksi valmistusprosesseja on seurattava ja dokumentoitava yksityiskohtaisesti. Hielscher Ultrasonics -digitaaliultraäänilaitteissa on automaattinen tietojen tallennus. Tämän älykkään ominaisuuden ansiosta kaikki tärkeät prosessiparametrit, kuten ultraäänienergia (kokonais- ja nettoenergia), lämpötila, paine ja aika, tallentuvat automaattisesti sisäänrakennetulle SD-kortille heti, kun laite käynnistetään. Prosessin seuranta ja tietojen tallennus ovat tärkeitä prosessin jatkuvalle standardoinnille ja tuotteen laadulle. Automaattisesti tallennettujen prosessitietojen avulla voit tarkastella aiempia ultraäänikäsittelyjä ja arvioida niiden tuloksia.
Toinen käyttäjäystävällinen ominaisuus on digitaalisten ultraäänijärjestelmiemme etäohjaus selaimella. Selaimen etäohjauksen avulla voit käynnistää, pysäyttää, säätää ja valvoa ultraääniprosessoriasi etänä mistä tahansa.

Korkeimpien laatustandardien mukainen – suunniteltu ja valmistettu Saksassa

Hielscherin ultraäänilaitteiden kehittynyt laitteisto ja älykäs ohjelmisto on suunniteltu takaamaan kasviperäisen raaka-aineesi luotettavat ultraääniuuttotulokset, tulosten toistettavuus sekä käyttäjäystävällinen ja turvallinen käyttö. Kestävyys, luotettavuus, 24/7-käyttö täydellä kuormituksella ja työntekijän näkökulmasta helppo käyttö ovat muita laatutekijöitä, jotka tekevät Hielscherin ultraäänilaitteista houkuttelevia.
Hielscher Ultrasonics -uuttolaitteita käytetään maailmanlaajuisesti elintarvikkeiden ja juomien korkealaatuiseen uuttamiseen. Hielscherin ultraäänilaitteiden on osoitettu tuottavan suuria saantoja ja erinomaista laatua, ja niitä käyttävät pienten viinitilojen lisäksi ennen kaikkea kaupallisesti myytävien viinien teolliset valmistajat. Kestävän laitteiston ja älykkään ohjelmiston ansiosta Hielscherin ultraääniprosessoreita on helppo käyttää ja valvoa.
Saksan Teltowissa sijaitseva Hielscher Ultrasonics on omistajajohtoinen perheyritys. Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu. Hielscherin ultraäänilaitteet ovat luonnollisesti CE-vaatimusten mukaisia ja täyttävät UL-, CSA- ja RoHs-vaatimukset.

Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: