יישון יינות וטיפול בהם בעץ אלון באמצעות אולטרסאונד

יישון יין וטיפול בו בעץ אלון תורמים רבות לטעם ולאיכות הסופיים של היין. שני התהליכים ידועים כממושכים, ולעיתים קרובות תהליך ההבשלה נמשך כמה שנים. אולטרסאונד הוא טכנולוגיה יעילה ביותר ומהירה, המעצימה את הבשלת היין ומאיצה במידה ניכרת תהליכים כגון מיצוי תרכובות מעץ אלון, מיקרו־חמצון ותהליכים כימיים (למשל, פילמור). באמצעות סוניקציה ניתן ליישן יינות צעירים בתוך דקות ולקבל יינות בשלים בעלי מכלול הניחוחות של יינות שעברו כמה שנות יישון בחביות עץ אלון.

הקניית טעמים שמקורם בעץ אלון ליין באמצעות מיצוי אולטרסוני

תרכובות פנוליות הקשורות לעפיצות ותרכובות ארומטיות, שמקורן בעץ אלון, עוברות אל היין במהירות רבה ביותר כאשר מפעילים סוניקציה במהלך יישונו. אולטרסאונד האיץ את מיצוי התרכובות מעץ האלון וקיצר אותו לדקות ספורות – בהשוואה לכמה שנים של יישון יינות מסורתי בחביות.

טיפול ביין בעץ אלון באמצעות אולטרסאונד

להעצמת הטיפול בעץ אלון, שבבי עץ אלון או לוחות עץ אלון עוברים סוניקציה בתוך היין. גלי האולטרסאונד פותחים ומפרקים את דופנות התאים של חומר העץ, כך שתרכובות תוך־תאיות כגון טאנינים, פנולים, furones, לקטונים וכדומה משתחררות אל היין באמצעות קוויטציה אולטרסונית. מכיוון שתנודות אולטרסוניות וקוויטציה יוצרות מערבולות עזות ומיקרו־זרימה, מעבר המסה בין פנים התא לממס שסביבו מתעצם במידה ניכרת, כך שהביומולקולות (כלומר, תרכובות הארומה) משתחררות ביעילות ובמהירות. מכיוון שסוניקציה היא טיפול מכני בלבד, היא אינה מוסיפה ליין חומרים כימיים כלשהם.

השוואת האיכות ביישון מסורתי של יין וביישון אולטרסוני של יין. יין המיושן באמצעות אולטרסאונד מגיע לשיא איכותו מהר יותר במידה ניכרת.
(תרשים: ©Yıldırım and Dündar, 2017, מעובד על פי Leonhardt and Morabito, 2007).

אולטרסאונד – כוחות מכניים בלבד

אולטרסאונד בעוצמה גבוהה ובתדירות נמוכה יוצר תנאים של צפיפות אנרגיה גבוהה, המאופיינים בלחצים ובטמפרטורות גבוהים ובכוחות גזירה חזקים. כוחות פיזיקליים אלה מקדמים את פירוק מבני התאים כדי לשחרר תרכובות תוך־תאיות אל התווך. בנוסף, תהליך יישון היין בסיוע אולטרסאונד מקדם מיקרו־חמצון ותהליכי חמצון. כך, סוניקציה מבוקרת יכולה להשפיע לטובה על התגובות הכימיות ביין. יינות המיושנים באמצעות אולטרסאונד מגיעים לשיא איכותם מהר יותר במידה ניכרת מיינות המיושנים בשיטה המסורתית. יתר על כן, יינות המיושנים באמצעות אולטרסאונד מפגינים רמת שימור גבוהה יותר, כך שיין שעבר סוניקציה שומר על שיא איכותו למשך זמן ארוך יותר בהשוואה לתהליך היישון הרגיל.

מנגנון פירוק דופן התא: (a) שבירת דופן התא עקב קוויטציה. (b) דיפוזיה של ממס אל תוך מבנה התא.
(תרשים מעובד על פי Shirsath et al., 2012)

יתרונות יישון יין באמצעות אולטרסאונד על פני יישון בחביות עץ אלון

יישון בחביות עץ אלון הוא התהליך המסורתי והמקובל ליישון יין. בחביות עץ האלון מתרחש חמצון בהיקף קטן לאורך תקופת אחסון ממושכת בחבית. תקופת האחסון של יין באיכות עילית נמשכת לעיתים קרובות כמה שנים, ולכן זהו תהליך יקר. במהלך ההבשלה בחביות עץ אלון מתפתחות ביין ארומות ייחודיות רבות. מלבד תהליך ההבשלה הנמשך שנים ואובדן הזמן הכרוך בכך, חביות עץ אלון יקרות לרכישה ולתחזוקה. מיקרואורגניזמים בלתי רצויים, כגון מיני שמרים (למשל, Brettanomyces ו-Dekkera), עלולים לזהם חביות יין. יין שהתקלקל בשל שמרים ידוע בטעמו ובריחו הירודים.
בשל חסרונות אלה של הקניית מאפייני אלון בשיטה המסורתית בחביות, יישון יין והקניית מאפייני אלון באמצעות אולטרסאונד הם חלופה חסכונית ומוכחת מדעית ליישון המסורתי בחביות. סוניקציה מקצרת את זמן ההבשלה ומשפרת כמה ממדדי האיכות של היין. ניתן ליישם סוניקציה בשלבים שונים של תהליך ייצור היין, לרבות השריה, מיצוי פוליפנולים, וכן יישון, הבשלה והקניית מאפייני אלון. מחקרים מדעיים ויישומים תעשייתיים מוכיחים את יעילותה של סוניקציה בייצור יין, עם שיפורים ניכרים בקיצור תקופות היישון ובייצור יעיל יותר של יינות באיכות גבוהה.

הבשלה מואצת של יין באמצעות אולטרסאונד: מחקרו של פרופ' Th. Kleinschmidt מראה את השינוי המיטיב בארומת 3-Methyl-1Butanol ביין אדום בעקבות סוניקציה בנוכחות שבבי עץ American Blend. (מכשיר אולטרסוני UIP2000hdT, אמפליטודה 43µm, שטח פני הסונוטרודה 9cm2)

מחקרים מדעיים על יישון יינות באמצעות אולטרסאונד

עוצמה אולטרסונית או צפיפות אנרגיה אקוסטית ברמה מתונה יחסית עשויה לקדם מיצוי והדחה מהירים של תרכובות פנוליות משבבי עץ אלון אל היין, וכך עשויה לשפר את טעם היין ואת ערכו התזונתי בתוך זמן הבשלה קצר משמעותית. נוסף על כך, טיפול באולטרסאונד מסוגל לשנות במהירות את הרכב היין, ככל הנראה בשל השפעות הקוויטציה האקוסטית. לפיכך, משערים שרמה גבוהה של צפיפות אנרגיה אקוסטית מקדמת את השינוי בהרכב היין באמצעות אולטרסאונד. (ראו Yang et al., 2014)
השפעות יישון דומות דווחו על ידי Jiménez-Sánchez et al. (2020) בחומץ שרי באמצעות שבבי עץ אלון ואולטרסאונד. סוניקציה הפחיתה משמעותית את זמן ההבשלה בהשוואה להבשלה מסורתית.

שחרור תרכובות ארומה מעץ אלון באמצעות אולטרסאונד

Breniaux ועמיתיו חקרו את השפעותיו של אולטרסאונד בהספק גבוה לניקוי חביות יין מעץ אלון ואת השחרור שלאחר מכן של תרכובות פוליפנוליות ותרכובות אחרות, כאשר החביות שימשו ליישון יין לאחר הטיפול. פוליפנולים ופיטוכימיקלים כגון אלגיטאנינים, ליגנין וקודמנים ארומטיים תורמים רבות להבשלת היין ולטעמו. בסך הכול, המחקר הראה שטיפול אולטרסוני הניב תפוקות גבוהות יותר של פוליפנולים ושל תרכובות ביו־אקטיביות אחרות בתוך זמן טיפול קצר מאוד. לדוגמה, ריכוז הפורפורל היה גבוה יותר במקרה של טיפול באולטרסאונד לאחר 8 חודשי יישון ולאחר 12 חודשי יישון, עם עלייה בריכוז של בין 18.8 ל-92.6% בהשוואה לטיפול החלופי בקיטור. באשר ל-5-methylfurfural, הריכוז היה גבוה יותר באופן מובהק בטיפול אולטרסוני בחביות בנות 1 שנה (יין שיושן במשך 12 חודשים) ובחביות בנות 2 שנים (יין שיושן במשך 2, 8 ו-12 חודשים), עם עלייה של בין 20.5 ל-97%. באשר לדיאסטריאואיזומרים של לקטון הוויסקי, ריכוז טרנס־לקטון הוויסקי היה גבוה יותר באופן מובהק בחביות בנות 3 שנים שטופלו באולטרסאונד: לאחר 12 חודשי יישון, הריכוז ביין היה 75.2 ± 5.6 μg/L, המהווה עלייה של 46.9% בהשוואה ליין שיושן בחבית שטופלה בקיטור. גם ריכוזי הוונילין והסירינגאלדהיד שנמדדו ביין היו גבוהים יותר באופן מובהק לאחר הטיפול האולטרסוני. בהשוואה לטיפול בחביות בקיטור, צריכת האנרגיה הכוללת הייתה 0.38 kWh לאולטרסאונד בהספק גבוה ו-3 kWh לקיטור מים, כלומר נמוכה פי 7.89.
(ראו Breniaux et al., 2021)

תגובות כימיות ביין המואצות באמצעות אולטרסאונד

במהלך יישון היין מתרחשות תגובות כימיות רבות. לדוגמה, תרכובות פרואנתוציאנידין נוטות לעבור פילמור, להתעבות עם אנתוציאנינים ולהשתלב עם פולימרים אחרים, כגון חלבונים ורב־סוכרים. תגובת התעבות זו עם אנתוציאנינים היא התגובה הכימית העיקרית המעורבת בהכהיית צבעו של יין אדום ובייצובו, כאשר הצבע משתנה מאדום בהיר לאדום כהה בעל גוונים חומים.
מחקרים מוקדמים של Masuzawa et al., 2000 כבר הראו שאולטרסאונד מעודד את פילמור התרכובות הפנוליות ומגדיל את תכולת הפוליפנולים ביין אדום ככל שהיין מבשיל.
במהלך יישון יין בחביות, מאות תרכובות עשויות לעבור מיצוי מהעץ אל היין, דבר התורם ישירות לטעם, לארומה ולתחושות בפה של היין הסופי. הרכב הסיבים של עץ האלון ממלא תפקיד חשוב בתהליך היישון, שכן מופקים פנולים נדיפים ואלדהידים פנוליים מליגנין, וכן תרכובות פורפורל מפירוק סוכרים של תאית והמיצלולוזות.
אף שיישון מסורתי בחביות אלון נמצא בשימוש נרחב זה מאות שנים, עדיין יש לו כמה חסרונות מובנים. ראשית, תהליך היישון בחבית נמשך בדרך כלל מכמה חודשים ועד כמה שנים, ולכן הוא דורש זמן רב מאוד. שנית, חביות יקרות, תופסות מקום רב ביקב ויש להחליפן עם הזמן. שלישית, ככל שחביות האלון מתיישנות, הן עלולות להזדהם במיקרואורגניזמים בלתי רצויים, כגון שמרים מהסוגים Brettanomyces ו-Dekkera.
קראו עוד על חיטוי וניקוי של חביות יין באמצעות אולטרסאונד!

ציוד אולטרסוני ליישון ולהבשלה של יין

זה כמה עשורים, Hielscher Ultrasonics היא ספקית מהימנה של מעבדים אולטרסוניים בהספק גבוה ובתדר נמוך לתעשיית המזון והמשקאות. יקבים ומזקקות אימצו את הטכנולוגיה האולטרסונית לייצור יינות ומשקאות אלכוהוליים באיכות גבוהה בתנאים יעילים יותר, כלומר להשגת תוצאות באיכות גבוהה בתהליך מואץ ובתנאים הניתנים לבקרה מדויקת.
המכשירים האולטרסוניים של Hielscher זמינים בכל גודל, החל ממכשיר מעבדתי המוחזק ביד למחקר ולבקרת איכות, דרך מערכות שולחניות ומערכות פיילוט לכרמי בוטיק וליצרני יין בינוניים, ועד למכשירים אולטרסוניים בעלי תפוקה גבוהה ליצרני יין מסחריים גדולים.
כל המעבדים האולטרסוניים של Hielscher מצוידים בטכנולוגיה המתקדמת ביותר, הכוללת צג צבעוני דיגיטלי, תוכנה מתוחכמת, הגדרות חכמות, רישום נתונים אוטומטי בכרטיס SD משולב ושליטה מרחוק באמצעות דפדפן, לתפעול מדויק, לתוצאות הדירות וניתנות לשחזור ולנוחות שימוש ברמה הגבוהה ביותר. לקוחות ברחבי העולם משתמשים בטכנולוגיה של Hielscher Ultrasonics ביקבים ובמזקקות ומשיגים תוצאות מצוינות ביישון, בהקניית מאפייני עץ אלון ובהשריית רכיבים ביינות ובמשקאות חריפים.
צרו איתנו קשר עכשיו! הצוות המיומן שלנו, בעל הניסיון רב השנים, יסייע לכם במידע טכני, בהמלצות על המכשיר האולטרסוני האידיאלי ובהצעות מחיר ללא התחייבות!

הטבלה שלהלן מספקת הערכה של כושר העיבוד המשוער של המכשירים האולטרסוניים שלנו: