יישון ואלון של יינות עם אולטרסאונד

יישון היין והאלון תורמים רבות לטעמו הסופי ולאיכותו של היין. ידוע כי שני התהליכים נמשכים זמן רב, לעיתים קרובות תהליך ההבשלה נמשך לאורך שנות שירות. אולטרסאונד הוא טכנולוגיה יעילה ומהירה ביותר, המעצימה את התבגרות היין ומאיצה תהליכים כגון מיצוי תרכובות אלון, מיקרו-חמצון ותהליכים כימיים (למשל, פילמור) באופן משמעותי. עם אולטרה-סוניקציה, יינות צעירים יכולים להיות מיושנים בתוך דקות ליינות מבשילים עם זר של כמה שנים של התיישנות בחביות עץ אלון.

טעמי יין מעץ אלון באמצעות מיצוי אולטרסוני

תרכובות פנוליות הקשורות לעפיצות ותרכובות ארומטיות שמקורן בעץ אלון מועברות במהירות רבה כאשר סוניקציה מיושמת במהלך היין במהלך היישון. אולטרסאונד האיץ את מיצוי תרכובות האלון למספר דקות – בהשוואה למספר שנים של יישון חבית מסורתי של יינות.

אלון יין עם אולטרסאונד

עבור השרייה מוגברת, שבבי אלון או staves הם סוניק ביין. גלי האולטרסאונד נפתחים ומשבשים את דפנות התא של חומר העץ, כך שהתרכובות התוך-תאיות כגון טאנינים, פנולים, פורונים, לקטונים וכו' משתחררות על ידי קוויטציה על-קולית לתוך היין. מכיוון שתנודות על-קוליות וקוויטציה יוצרות מערבולות אינטנסיביות ומיקרו-זרם, העברת המסה בין פנים התא לממס שמסביב מתעצמת באופן דרסטי כך שהביומולקולות (כלומר תרכובות ארומה) יעילות ומשתחררות במהירות. מכיוון שסוניקציה היא טיפול מכני גרידא, היא אינה מוסיפה כימיקלים ליין.

השוואת איכויות ביישון מסורתי ביין ויישון אולטראסוני ביין. יין מיושן באולטרה-סאונד משיג את שיא איכותו מהר יותר באופן משמעותי.
(גרפיקה: ©Yıldırım and Dündar, 2017, עיבוד ללאונהארדט ומוראביטו, 2007).

אולטרסאונד – כוחות מכניים בלבד

אולטרסאונד בעוצמה גבוהה ובתדר נמוך יוצר תנאים צפופים באנרגיה, הכוללים לחצים גבוהים, טמפרטורות וכוחות גזירה גבוהים. כוחות פיזיקליים אלה מקדמים את השיבוש של מבני התא על מנת לשחרר תרכובות תוך-תאיות לתוך התווך. בנוסף, תהליך יישון היין בסיוע אולטרה-סאונד מקדם תהליכי מיקרו-חמצון וחמצון. בכך, אולטרסוניקציה מבוקרת יכולה להשפיע באופן חיובי על התגובות הכימיות ביין. יינות מיושנים באולטרסאונד מגיעים לשיא איכותם מהר משמעותית מיינות מיושנים מסורתיים. יתר על כן, יינות מיושנים באולטרסאונד מראים רמת שימור גבוהה יותר, כך שיין סוני שומר על איכות שיא שלו למשך זמן רב יותר מתהליך היישון הסטנדרטי.

מנגנון השיבוש של דופן התא (א) שבירת דופן התא עקב קוויטציה. (ב) דיפוזיה של ממס לתוך מבנה התא.
(הגרפיקה אומצה מתוך Shirsath et al., 2012)

יתרונות יישון יין אולטראסוני על פני יישון חבית עץ אלון

חביות עץ אלון הן התהליך הנפוץ והמסורתי ליישון יין. בחביות עץ אלון החמצון מתבצע בכמות קטנה לאורך זמן אחסון ארוך בחבית. זמן האחסון של תנור יין פרימיום שלוקח כמה שנים הוא תהליך יקר. במהלך ההתבגרות בחביות עץ אלון, היין מפיק ארומות ייחודיות רבות. מלבד תהליך ההתבגרות הארוך של שנים ואובדן הזמן הנלווה לכך, חביות עץ אלון יקרות לרכישה ולתחזוקה. מיקרואורגניזמים לא רצויים כגון מיני שמרים (למשל, Brettanomyces ו-Dekkera) עלולים לזהם חביות יין. יין מקולקל שמרים ידוע בטעם וריח גרועים.
בשל חסרונות אלה של השריית חביות מסורתית, יישון והשריית יין על-קוליים הם חלופה חסכונית ומוכחת מדעית ליישון מסורתי בחביות. אולטרה-סוניקציה מקצרת את זמן ההתבגרות ומשפרת מספר גורמי איכות של היין. אולטרסוניקציה יכולה להיות מיושמת בשלבים שונים של תהליך ייצור היין, כולל השרה, מיצוי פוליפנולים, כמו גם יישון, התבגרות והשריה. מחקרים מדעיים ויישומים תעשייתיים מוכיחים את תקפות האולטרסוניקציה בייצור היין עם שיפורים משמעותיים בתקופות יישון מקוצרות וייצור יעיל יותר של יינות באיכות גבוהה.

התבגרות יין מואצת באולטרסאונד: מחקרו של פרופ' ת. קליינשמידט מראה את השינוי המועיל בארומה של 3-מתיל-1בוטנול ביין אדום בנוכחות שבבי עץ של אמריקן בלנד. (Ultrasonicator UIP2000hdT, משרעת 43μm, משטח סונוטרודה 9cm2)

מחקרים מדעיים על יישון על-קולי של יינות

עוצמה על-קולית או רמת צפיפות אנרגיה אקוסטית ברמה מתונה יחסית יכולות לקדם מיצוי וזליגה מהירים של פנולים משבבי אלון ליין, ובכך להגדיל את טעם היין ואת ערכו התזונתי תוך זמן התבגרות מקוצר משמעותית. יתר על כן, טיפול אולטרסאונד מסוגל לשנות את הרכב היין במהירות, אשר מניחים להיות בשל ההשפעות של cavitation אקוסטי. לפיכך, רמה גבוהה של צפיפות אנרגיה אקוסטית אמורה לקדם את השינוי הקולי של הרכב היין. (ראה: יאנג ואחרים, 2014)
השפעות הזדקנות דומות דווחו על ידי Jiménez-Sánchez et al. (2020) עבור חומץ שרי באמצעות שבבי אלון ואולטרסאונד. אולטרסוניקציה הפחיתה את זמן ההתבגרות באופן משמעותי בהשוואה להתבגרות המסורתית.

שחרור אולטראסוני של תרכובות ארומה מעץ אלון

ברניו ועמיתיו חקרו את ההשפעות של אולטרסאונד בעוצמה גבוהה לניקוי חבית יין מעץ אלון ואת שחרורן לאחר מכן של תרכובות פוליפנוליות ואחרות, כאשר החביות שימשו לאחר הטיפול ביישון היין. פוליפנולים ופיטוכימיקלים כמו אלגיטאנינים, ליגנין ומבשרי ריח ארומטיים תורמים רבות להתבגרות היין ולטעמו. בסך הכל, המחקר הראה כי טיפול קולי נתן יבולים גבוהים יותר של פוליפנולים ותרכובות ביו-אקטיביות אחרות בתוך זמן טיפול קצר מאוד. לדוגמה, ריכוז הפרפורל היה גבוה יותר במקרה של טיפול אולטרסאונד לאחר 8 חודשי הזדקנות ו-12 חודשי הזדקנות, כאשר הריכוז עלה בין 18.8% ל-92.6% בהשוואה לטיפול אלטרנטיבי בקיטור. עבור 5-methylfurfural, הריכוז היה גבוה משמעותית עבור טיפול קולי בחביות של חביות בנות שנה (יין מיושן 12 חודשים) וחביות בנות שנתיים (יין בן שנתיים, 8 ו -12 חודשים) עם עלייה בין 20.5 ל -97%. באשר לדיאסטריאואיזומרים של וויסקי לקטון, לקטון הטראנס-וויסקי היה גבוה משמעותית בחביות בנות 3 שנים שטופלו באולטרסאונד: לאחר 12 חודשי יישון, ריכוז היין הוא 75.2 ±-5.6 מק"ג/ליטר, מה שמביא לעלייה של 46.9% בהשוואה ליין שהתיישן בתרמיל שטופל באדים. עבור ריכוזי ונילין וסירינגאלדהיד, גם הערכים שנמדדו ביין היו גבוהים משמעותית לאחר הטיפול האולטרסוני. 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 באולטרסאונד ביין

במהלך יישון היין מתרחשות תגובות כימיות רבות. לדוגמה, תרכובות פרואנתוציאנידין נוטות להתפלמר, להתעבות עם אנתוציאנינים ולהשתלב עם פולימרים אחרים, כגון חלבונים ורב-סוכרים. תגובת עיבוי זו עם אנתוציאנינים היא התגובה הכימית העיקרית המעורבת בהתכהות וייצוב צבע היין האדום, המשתנה מאדום בוהק לאדום כהה עם גוונים חומים.
מחקרים מוקדמים של Masuzawa et al., 2000 כבר הוכיחו כי אולטרסאונד מקדם פילמור של תרכובות פנוליות ומגביר את התוכן הפוליפנולי ביין אדום ככל שהיין מתבגר.
במהלך יישון היין בחביות ניתן להפיק מאות תרכובות מעץ ליין, מה שתורם ישירות לתחושת הטעם, הארומה ותחושת הפה של היין הסופי. הרכב הסיבים של עץ האלון ממלא תפקיד חשוב בתהליך ההזדקנות, שכן מופקים פנולים נדיפים ואלדהידים פנוליים מליגנין, ותרכובות פרוות מפירוק סוכר תאית והמיצלולוז.
למרות שהיישון המסורתי של חביות עץ אלון נמצא בשימוש נרחב במשך מאות שנים, עדיין יש כמה חסרונות מובנים. ראשית, תהליך היישון בחבית אורך בדרך כלל בין מספר חודשים למספר שנים, וזה גוזל זמן רב. שנית, חביות הן יקרות, תופסות הרבה מקום ביקב וצריך להחליף אותן עם הזמן. שלישית, ככל שחביות עץ אלון מזדקנות, הן עלולות להיות מזוהמות על ידי מיקרואורגניזמים לא רצויים כגון שמרים מסוג Brettanomyces ו- Dekkera.
קראו עוד על תברואה אולטראסונית וניקוי חביות יין!

ציוד אולטראסוני ליישון והתבגרות יין

מאז כמה עשורים, Hielscher Ultrasonics הוא ספק מהימן של מעבדים קוליים בתדר גבוה, בתדר נמוך לתעשיית המזון והמשקאות. יקבים ומזקקות אימצו את הטכנולוגיה האולטרסונית לייצור יינות ומשקאות אלכוהוליים איכותיים בתנאים יעילים יותר, כלומר לקבלת תוצאות באיכות גבוהה בתהליך מואץ ובתנאים הניתנים לשליטה מדויקת.
האולטרסוניקטורים של Hielscher זמינים בכל גודל, החל ממכשיר מעבדה ידני למחקר ובקרת איכות ועד מערכות ספסל ופיילוט עבור כרמי בוטיק וייננים בגודל בינוני, כמו גם אולטרסאונד בתפוקה גבוהה עבור יצרני יין מסחריים גדולים.
כל המעבדים האולטרסוניים של Hielscher כוללים טכנולוגיה חדישה הכוללת תצוגת צבע דיגיטלית, תוכנה מתוחכמת, הגדרות חכמות, פרוטוקול נתונים אוטומטי בכרטיס SD משולב ושלט רחוק של הדפדפן לפעולה מדויקת, תוצאות חוזרות וניתנות לשחזור, כמו גם ידידותיות למשתמש הגבוהה ביותר. לקוחות ברחבי העולם משתמשים בטכנולוגיית Hielscher Ultrasonics ביקבים ובמזקקות ומשיגים תוצאות נהדרות ביישון, השרייה והחדרת יינות ומשקאות חריפים.
צרו קשר עכשיו! הצוות המיומן והמנוסה שלנו יסייע לכם עם מידע טכני, המלצות על האולטרסאונד האידיאלי והצעות מחיר לא מחייבות!

הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו: