הזדקנות היין והעץ האלון תורמים רבות לטעם הסופי ולאיכות היין. שני התהליכים ידועים כמתבצעים זמן רב, לעתים קרובות תהליך ההבשלה עובר על פני שנות סרוואל. אולטרסאונד היא טכנולוגיה יעילה ומהירה ביותר, המעצימה את התבגרות היין ומאיצה תהליכים כגון מיצוי תרכובות עץ אלון, מיקרו-חמצון ותהליכים כימיים (למשל, פילמור) באופן משמעותי. עם אולטראסוניזציה, ניתן ליישן יינות צעירים תוך דקות ליינות בוגרים עם זר של כמה שנים של הזדקנות בחביות עץ אלון.

טעמי יין שמקורם באלון באמצעות מיצוי על-קולי

תרכובות פנוליות הקשורות לעפיצות ותרכובות ארומטיות שמקורן שניהם מעץ אלון מועברים במהירות רבה כאשר משתמשים בצליל במהלך היין במהלך ההזדקנות. אולטרסאונד האיץ את מיצוי תרכובות האלון למספר דקות – בהשוואה למספר שנים של הזדקנות חבית מסורתית של יינות.

אלון יין עם אולטרסאונד

עבור אלון מוגבר, שבבי אלון או staves הם sonicated ביין. גלי האולטרסאונד נפתחים ומשבשים את דפנות התאים של חומר העץ, כך שהתרכובות התוך-תאיות כגון טאנינים, פנולים, פרוונים, לקטונים וכו 'משתחררות על ידי קוויטציה קולית לתוך היין. מאחר שהתנודה האולטרה-סונית והקוויטציה יוצרות מערבולות אינטנסיביות ומיקרו-זרימה, העברת המסה בין פנים התא לבין הממס שמסביבו מתעצמת באופן דרסטי, כך שהביו-מולקולות (כלומר תרכובות ארומה) יעילות ומשתחררות במהירות. מכיוון שסוניקה היא טיפול מכני גרידא היא אינה מוסיפה כימיקלים ליין.

השוואת איכויות בהזדקנות המסורתית ביין והזדקנות קולית ביין. יין מיושן באופן קולי משיג את איכות השיא שלו באופן משמעותי מהר יותר.
(גרפיקה: ©Yıldırım and Dündar, 2017, עיבוד מתוך Leonhardt and Morabito, 2007).

אולטראסאונד – אך ורק כוחות מכניים

אולטרסאונד בעצימות גבוהה ובתדר נמוך יוצר תנאים עתירי אנרגיה, הכוללים לחצים גבוהים, טמפרטורות וכוחות גזירה גבוהים. כוחות פיזיקליים אלה מקדמים את השיבוש של מבני התאים על מנת לשחרר תרכובות תוך תאיות לתוך המדיום. בנוסף, תהליך הזדקנות היין בסיוע קולי מקדם תהליכי מיקרו-חמצון וחמצון. לפיכך, אולטרה-סוניזציה מבוקרת יכולה להשפיע באופן חיובי על התגובות הכימיות ביין. יינות המיושנים באופן קולי מגיעים לשיא האיכות שלהם מהר יותר באופן משמעותי מיינות המיושנים באופן מסורתי. יתר על כן, יינות מיושנים באופן קולי מראים רמת שימור גבוהה יותר, כך שיין קולי שומר על איכות השיא שלו למשך זמן רב יותר מתהליך ההזדקנות הסטנדרטי.

המנגנון של הפרעה לדופן התא (א) שבירת דופן התא עקב קוויטציה. (ב) דיפוזיה של ממס למבנה התא.
(הגרפיקה מעובדת מתוך Shirsath et al., 2012)

היתרונות של הזדקנות יין על-קולית על פני הזדקנות חבית אלון

חביות עץ אלון הן התהליך הנפוץ והמסורתי להזדקנות יין. בחביות האלון, חמצון מתרחש בכמות קטנה על פני זמן אחסון ארוך בחבית. זמן האחסון של תנור יין פרימיום לוקח מספר שנים פנימה הוא אפוא תהליך יקר. במהלך ההבשלה בחביות עץ אלון, היין מייצר ניחוחות ייחודיים רבים. מלבד תהליך ההבשלה הארוך של השנים ואובדן הזמן הנלווה, חביות עץ אלון יקרות לרכישה ולתחזוקה. מיקרואורגניזמים לא רצויים כמו מיני שמרים (למשל, Brettanomyces ו-Dekkera) עלולים לזהם חביות יין. יין מקולקל שמרים ידוע בטעם וריח גרועים.
בשל חסרונות אלה של אלון חביות מסורתי, הזדקנות ואלון של יין על-קולי היא חלופה חסכונית ומוכחת מדעית להזדקנות המסורתית בחביות. האולטרה-סוניקציה מקצרת את זמן ההבשלה ומשפרת מספר גורמי איכות של היין. ניתן ליישם אולטראסוניזציה בשלבים שונים של תהליך ייצור היין, כולל מקרציה, מיצוי פוליפנול, כמו גם הזדקנות, התבגרות ואלון. מחקרים מדעיים ויישומים תעשייתיים מוכיחים את תקפות האולטרה-סוניזציה בייצור יין עם שיפורים משמעותיים בתקופות הזדקנות מקוצרות וייצור יעיל יותר של יינות באיכות גבוהה.

התבגרות יין מואצת באופן קולי: מחקרו של פרופ' ת' קליינשמידט מראה את השינוי המועיל של ניחוח 3-מתיל-1בוטנול ביין אדום כאשר הוא מתקתק בנוכחות שבבי עץ בלנד אמריקאיים. (אולטראסוניקטור UIP2000hdT, משרעת 43μm, משטח סונוטרוד 9cm2)

מחקרים מדעיים על הזדקנות קולית של יינות

עוצמה על-קולית או רמת צפיפות אנרגיה אקוסטית ברמה מתונה יחסית יכולות לקדם מיצוי מהיר וזליגה של פנוליקים משבבי עץ אלון ליין, ובכך להעלות את טעם היין ואת הערך התזונתי תוך זמן התבגרות מקוצר משמעותית. יתר על כן, טיפול באולטרסאונד מסוגל לשנות את הרכב היין במהירות, אשר מניחים כי הוא בשל ההשפעות של קוויטציה אקוסטית. לפיכך, רמה גבוהה של צפיפות אנרגיה אקוסטית אמורה לקדם את השינוי העל-קולי של הרכב היין. (ראה: יאנג ואחרים, 2014)
השפעות הזדקנות דומות דווחו על ידי Jiménez-Sánchez et al. (2020) עבור חומץ שרי באמצעות שבבי עץ אלון ואולטרסאונד. האולטרה-סוניקציה הפחיתה את זמן ההבשלה באופן משמעותי בהשוואה להתבגרות המסורתית.

שחרור קולי של תרכובות ארומה מאלון

ברנינו ועמיתיו חקרו את ההשפעות של אולטרסאונד בהספק גבוה לניקוי חבית יין אלון ואת השחרור שלאחר מכן של תרכובות פוליפנוליות ואחרות, כאשר החביות שימשו לאחר הטיפול בהזדקנות היין. פוליפנולים ופיטוכימיקלים כגון אלגיטאנינים, ליגנינים ומבשרים ארומטיים תורמים רבות להבשלת היין ולטעמו. בסך הכל, המחקר הראה כי טיפול על-קולי נתן תפוקות גבוהות יותר של פוליפנולים ותרכובות ביו-אקטיביות אחרות תוך זמן טיפול קצר מאוד. לדוגמה, ריכוז הפרפורל היה גבוה יותר במקרה של טיפול באולטרסאונד בגיל 8 חודשים ו-12 חודשי הזדקנות, כאשר הריכוז עלה בין 18.8% ל-92.6% בהשוואה לטיפול קיטור אלטרנטיבי. עבור 5-methylfurfural, הריכוז היה גבוה משמעותית עבור טיפול קולי עבור חביות של חביות בנות שנה (יין בן 12 חודשים) וחביות בנות שנתיים (יין בן שנתיים, 8 ו -12 חודשים) עם עלייה בין 20.5 ל -97%. לגבי הלקטון דיאסטריאואיזומרים של ויסקי, הלקטון הטרנס-וויסקי היה גבוה משמעותית עבור חביות בנות 3 שנים שטופלו באולטרה-סאונד: לאחר 12 חודשי הזדקנות, היין הוא בעל ריכוז של 75.2 ± 5.6 מיקרוגרם לליטר, וכתוצאה מכך עלייה של 46.9% בהשוואה ליין שהתיישן בקופסה שטופלה באדים. עבור ריכוזי הוונילין והסירינגלדהיד, גם הערכים שנמדדו ביין היו גבוהים משמעותית לאחר הטיפול העל-קולי. בהשוואה לטיפול בקיטור חבית, צריכת האנרגיה הכוללת הייתה 0.38 קוט"ש עבור אולטרסאונד כוח ו -3 קוט"ש עבור קיטור מימי, שהוא נמוך פי 7.89.
(ראה: Breniaux et al., 2021)

תגובות כימיות מקודמות באופן קולי ביין

במהלך הזדקנות היין מתרחשות תגובות כימיות רבות. לדוגמה, תרכובות פרואנתוציאנידין נוטות להתפלמר, להתעבות עם אנתוציאנינים ולשלב עם פולימרים אחרים, כגון חלבונים ופוליסכרידים. תגובת עיבוי זו עם אנתוציאנינים היא התגובה הכימית העיקרית המעורבת בהכהיה וייצוב של צבע היין האדום, המשתנה מאדום בוהק לאדום כהה עם גוונים חומים.
מחקרים מוקדמים של Masuzawa et al., 2000 כבר הראו כי אולטרסאונד מקדם את הפילמור של התרכובות הפנוליות ומגדיל את התוכן הפוליפנולי ביין אדום ככל שהיין מבשיל.
במהלך התיישנות היין בחביות, ניתן להפיק מאות תרכובות מעץ ליין, מה שתורם ישירות לתחושות הטעם, הארומה והתחושה בפה של היין הסופי. הרכב הסיבים של עץ האלון ממלא תפקיד חשוב בתהליך ההזדקנות, שכן מופקים פנולים נדיפים ואלדהידים פנוליים מליגנין, ותרכובות פורפורליות מהתפרקות סוכר של תאית והמיצלולוזים.
למרות שהייעוד המסורתי של חבית עץ אלון נמצא בשימוש נרחב במשך מאות שנים, עדיין ישנם כמה חסרונות מובנים. ראשית, תהליך ההזדקנות בחבית לוקח בדרך כלל בין כמה חודשים למספר שנים, וזה מאוד גוזל זמן. שנית, החביות יקרות, תופסות הרבה מקום ביקב וצריך להחליף אותן בזמן. שלישית, ככל שקדירות אלון מתבגרות, הן עלולות להיות מזוהמות על ידי מיקרואורגניזמים לא רצויים כמו שמרים מסוג Brettanomyces ו-Dekkera.
קראו עוד על תברואה קולית וניקוי חביות יין!

ציוד אולטראסוני להזדקנות והתבגרות יין

מאז כמה עשורים, Hielscher Ultrasonics היא ספקית מהימנה של מעבדים על-קוליים בהספק גבוה ובתדר נמוך לתעשיית המזון והמשקאות. יקבים ומזקקות אימצו את הטכנולוגיה העל-קולית כדי לייצר יינות ומשקאות אלכוהוליים באיכות גבוהה בתנאים יעילים יותר, כלומר להשיג תוצאות באיכות גבוהה בתהליך מואץ ובתנאים הניתנים לשליטה מדויקת.
האולטרה-סוניקטורים של Hielscher זמינים בכל גודל, החל ממכשיר המעבדה להחזקת ידיים למחקר ובקרת איכות ועד למערכות ספסל ופיילוט עבור כרמי בוטיק וייננים בגודל בינוני, כמו גם אולטרה-סוניקטורים בתפוקה גבוהה עבור יצרני יין מסחריים גדולים.
כל המעבדים העל-קוליים של Hielscher כוללים טכנולוגיה חדישה הכוללת תצוגה צבעונית דיגיטלית, תוכנה מתוחכמת, הגדרות חכמות, פרוטוקול נתונים אוטומטי בכרטיס SD משולב, ושלט רחוק של הדפדפן להפעלה מדויקת, תוצאות הניתנות לחזרה ולשכפול, כמו גם ידידותיות למשתמש הגבוהה ביותר. לקוחות ברחבי העולם משתמשים בטכנולוגיית Hielscher Ultrasonics ביקבים ובמזקקות ומשיגים תוצאות נהדרות בהזדקנות, אלון והחדרת יינות ומשקאות חריפים.
צרו איתנו קשר עכשיו! הצוות המיומן והמנוסה שלנו יסייע לכם במידע טכני, המלצות על האולטרה-סוניקטור האידיאלי וציטוטים לא מחייבים!

הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו: