Sonication du vin – Applications innovantes des ultrasons dans les établissements vinicoles

Les ultrasons sont une méthode de traitement non thermique déjà largement utilisée dans l'industrie alimentaire en raison de leur application douce mais de leurs effets significatifs sur le produit. Pour les établissements vinicoles, la sonication offre diverses applications telles que l'extraction d'arômes, de composés phénoliques et de colorants, la maturation, la fermentation et l'extraction d'eau de mer. & le vieillissement, la macération ainsi que le dégazage.

Le vin est une boisson alcoolisée, le plus souvent à base de raisin, mais aussi d'autres fruits (par exemple le vin de pomme, le vin de sureau) ou de matières à base d'amidon (par exemple le vin de riz, le vin de maïs).
Le vin est un bien de consommation privilégié dont la production nécessite un processus somptueux. L'élaboration de vins de qualité et de haute qualité est connue pour être une activité qui prend du temps et qui, par conséquent, est coûteuse. Il est donc dans l'intérêt du viticulteur d'accélérer le processus de production. fermentation (transformation en alcool) et la maturation (pour conférer des saveurs et des arômes complexes) et produire en même temps une liqueur de haute qualité avec le goût, le bouquet, la sensation en bouche et la couleur souhaités.

Différents effets des ultrasons dans le traitement du vin

Les ultrasons de puissance appliqués au vin ont de nombreux effets bénéfiques. Les applications les plus importantes sont les suivantes intensification de la saveur du bouquet du vin par l'extraction des composants riches en arômes, tels que les composés phénoliques et aromatiques, la tremblements de terreet l'accélération de la maturation & le vieillissement.

Extraction des composés aromatiques et phénoliques du raisin

Les ultrasons sont un moyen bien connu et éprouvé pour l'extraction de matériel végétal intracellulaire et de composés aromatiques. L'activité mécanique des ultrasons favorise la diffusion des solvants dans les tissus. Comme les ultrasons brisent mécaniquement la paroi cellulaire par les forces de cisaillement de la cavitation, ils facilitent le transfert de la cellule dans le solvant. La réduction de la taille des particules par la cavitation ultrasonique augmente la surface de contact entre la phase solide et la phase liquide.
Les raisins sont réputés et recherchés pour leur richesse en polyphénols. Ces composés phénoliques (tels que les flavanols monomériques, les procyanidines dimériques, trimériques et polymériques ainsi que les acides phénoliques) du raisin sont connus pour leurs propriétés antiradicalaires et antioxydantes. D'un point de vue chimique, ils peuvent être séparés en deux sous-catégories : les flavonoïdes et les non-flavonoïdes. Les flavonoïdes les plus importants dans le vin sont les anthocyanes et les tanins qui contribuent à la couleur, au goût et à la sensation en bouche. Parmi les non-flavonoïdes, on trouve les stilbènes, comme le resvératrol, et les composés acides, comme l'acide benzoïque, caféique et cinnamique. La plupart de ces composés phénoliques sont contenus dans la peau et les pépins du raisin. Les forces ultrasoniques intenses sont capables d'extraire efficacement les précieux ingrédients des pépins et de la peau du raisin.
Dans l'étude de Cocito et al. (1995), les ultrasons se sont révélés être un procédé rapide, reproductible et linéaire pour l'extraction des composés aromatiques dans le moût et le vin. Les résultats obtenus pour les concentrations de composés par extraction ultrasonique étaient plus élevés que ceux de l'extraction sur colonne C18 (extraction sur résine).
Pour résumer les avantages de l'extraction ultrasonique, les ultrasons constituent une alternative peu coûteuse, simple et efficace aux moyens d'extraction non thermiques conventionnels, tels que la pression hydrostatique élevée (HP), le dioxyde de carbone comprimé (cCO2) et le dioxyde de carbone supercritique (ScCO2), ainsi que les impulsions de champ électrique élevé (HELP). Un autre avantage réside dans le fait que l'extraction par ultrasons - contrairement aux autres méthodes citées ci-dessus - peut être facilement testée dans les laboratoires de l'UE. laboratoires ou à l'échelle du banc d'essai. Ces essais fournissent des résultats reproductibles, de sorte qu'une mise à l'échelle ultérieure ne nécessite pas d'efforts supplémentaires pour trouver le réglage optimal. Pour une production commerciale complète, des ULTRASONS À USAGE INTENSIF avec jusqu'à 16 000 watts par unité permettent le traitement par sonication de flux à très haut volume.

Extraction assistée par ultrasons pour la vinification

Pendant l'étape de la macération, le vin entre en contact avec le bois des barriques (macération traditionnelle) ou avec des copeaux de bois, des bâtons de bois, des douelles ou de la poudre de macération (macération alternative). Le bois le plus communément utilisé pour la macération (aromatisation) est - selon le terme de la procédure - le chêne (quercus). D'autres types de bois, plus rarement utilisés, sont par exemple le châtaignier, le pin, le séquoia, le cerisier ou l'acacia. Les propriétés chimiques du bois sont utilisées pour obtenir des effets profonds sur la saveur et le bouquet du vin. Les phénols contenus dans le chêne interagissent avec le vin en produisant des arômes tels que la vanille, le caramel, la crème, les épices ou les arômes de terre. Les ellagitannins (tannins hydrolysables), dérivés des structures de lignine du bois, ont un effet très important car ils protègent le vin de l'oxydation et de la réduction.
L'extraction par ultrasons est utile pour l'étape de la macération du vin car la pénétration du liquide dans la structure en bois de la poudre, des copeaux, des bâtons ou des douelles est favorisée par les cycles de haute et de basse pression générés par les ultrasons. Le transfert de masse étant ainsi considérablement augmenté, la période de macération est plus courte et les résultats en termes d'arôme sont meilleurs. Si de la poudre de chêne ou des distillats d'arômes de bois (macération alternative) sont appliqués dans le vin, les forces ultrasoniques permettent une dispersion très fine des particules ou des gouttelettes dans le vin afin d'améliorer le mouillage et l'exposition de la surface. Ceci est très important pour obtenir un goût et une sensation en bouche élevés et contribue à la qualité de la boisson alcoolisée. Le fait que l'entonnage et le vieillissement constituent un facteur de temps et de coût important dans la vinification, fait des ultrasons une méthode de traitement exceptionnellement intéressante. Les appareils à ultrasons Hielscher convainquent par leurs faibles coûts d'investissement, leur facilité de mise en œuvre et leur qualité exceptionnelle. l'efficacité énergétique.

Désagglomération assistée par ultrasons pendant le vieillissement du vin

Au cours du processus traditionnel de vieillissement du vin, qui prend beaucoup de temps, des réactions entre différentes molécules se produisent dans le vin. Cela signifie que les molécules changent en fonction de l'interaction entre elles. Le temps et le résultat de ce changement moléculaire dépendent des ingrédients du vin et de son environnement. Il est communément admis que l'alcool est dispersé dans les liqueurs, mais cela ne signifie pas qu'un mélange de molécules sera réalisé. Comme dans le vin, il n'y a naturellement qu'une faible énergie pour les réactions – Si les ingrédients ont tendance à interagir, à s'attacher et à modifier les propriétés moléculaires, ils ne peuvent pas réaliser une interaction, une conversion ou une liaison absolue au niveau moléculaire en raison de la faiblesse de l'énergie présente. Bien que les ingrédients aient tendance à interagir, à s'attacher et à modifier les propriétés moléculaires, ils ne peuvent pas réaliser une interaction, une conversion ou une liaison absolue au niveau moléculaire en raison de la faible énergie présente.
Lorsque le vin est sonifié (ce qui signifie un apport d'énergie dans le liquide), les ingrédients offrent une qualité de dispersion plus cohérente et plus uniforme. En soniquant, le vin devient un liquide homogène dont la durée de conservation est prolongée en un temps de traitement très court. L'homogénéité permet une plus grande interaction entre les molécules et donc un changement moléculaire plus complet. Cela signifie une amélioration du goût et de la qualité.

Dispersion : Avant la mise en bouteille, la plupart des vins sont traités avec des additifs, tels que des conservateurs (par exemple, le bisulfate de potassium, le bisulfate de sodium), des nettoyants, des poudres colorantes et d'autres agents de collage et d'amélioration. Ces additifs sont utilisés pour éviter le brunissement prématuré et l'altération, pour améliorer la qualité du vin, pour éliminer les carences ou pour soutenir le processus de fermentation. Grâce aux ultrasons, ces additifs peuvent être dispersés de manière très homogène dans le vin, ce qui permet d'obtenir de meilleurs résultats lors du traitement. Cela conduit finalement à une meilleure qualité et à un meilleur goût - l'effort de chaque viticulteur.

Extraction ultrasonique de composés actifs

Le vin contient une grande variété de composés actifs bénéfiques pour la santé, tels que les tanins, les composés phénoliques, les flavonoïdes et autres, qui sont des ingrédients précieux utilisés dans l'industrie pharmaceutique, alimentaire et cosmétique.
En savoir plus sur l'extraction de composés phytochimiques tels que les polyphénols, les anthocyanidines, les proanthocyanidines et d'autres composés bioactifs à partir de raisins et de sous-produits du raisin !

Excursus

Vieillissement du vin de riz et du vin de maïs : Chang et al. (2002) ont constaté dans leur étude sur le vin de riz et le vin de maïs que les effets de la sonication sur le vieillissement du vin dépendent du type de vin. Ainsi, le vieillissement par ultrasons du vin de riz, en ce qui concerne le pH, la teneur en alcool, l'acétaldéhyde, l'arôme et les qualités sensorielles, a été nettement meilleur que le vieillissement du vin de maïs assisté par ultrasons. Pour le vin de riz comme pour le vin de maïs, le temps de vieillissement a été considérablement réduit (de 1 an à 1 semaine ou 3 jours).

ultrasons industriels avec des réacteurs à circulation pour la sonication du vin et de l'eau. jus.

Processeurs à ultrasons Hielscher

Hielscher est le principal fournisseur d'appareils à ultrasons de haute qualité et de haute performance. Les appareils à ultrasons fabriqués par Hielscher sont utilisés pour les échantillons de laboratoire, le traitement à l'échelle pilote ou la production à grande échelle dans de nombreux domaines de l'industrie et de la recherche. Pour une performance parfaite et une adaptation à chaque processus, Hielscher propose une large gamme d'appareils à ultrasons pour la sonication de n'importe quel volume de liquide, de quelques microlitres à des centaines de mètres cubes par heure. Les appareils à ultrasons peuvent être facilement testés à petite échelle pour vérifier l'efficacité du processus. En règle générale, les UIP1000hd (1kW) est utilisé pour le développement du processus pour des débits de 0,5L à 1000L par heure. À cette échelle, l'efficacité du traitement peut être optimisée en variant l'amplitude, la pression et le débit. L'installation ou la modernisation d'un système à ultrasons dans une chaîne de production, ainsi que l'exploitation et la maintenance, sont simples et sans difficulté.

Ultrasons dans les liquides

Les ultrasons de forte puissance génèrent cavitation dans des liquides. Lors de l'implosion des bulles de cavitation, des forces extrêmement élevées apparaissent localement : dans le "point chaud" de la cavitation, des températures (environ 5 000 K) et des pressions (environ 2 000 atm) très élevées sont atteintes. L'implosion de la bulle de cavitation produit également des jets de liquide dont la vitesse peut atteindre 280 m/s. Lorsque ces forces intenses pénètrent dans le liquide, elles provoquent différents effets. Dans un liquide alcoolisé, les ultrasons accélèrent l'oxydation, la polymérisation et la condensation de l'alcool, des aldéhydes, des esters et des oléfines pour former de nouveaux composés qui créent une saveur et un bouquet plus importants et de meilleure qualité.
Les applications ultrasoniques les plus intéressantes pour l'élaboration du vin (vinification), en particulier la vinification assistée par ultrasons, sont les suivantes Extractionl'agglomération, et dispersion doivent être nommés. Ces effets font de la sonication une méthode de traitement efficace pour le vin et les autres boissons.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :