Odležavanje i pečenje vina ultrazvukom

Odležavanje i hrastovina vina uvelike doprinose konačnom okusu i kvaliteti vina. Poznato je da oba procesa traju dugo, često proces sazrijevanja traje više od nekoliko godina. Ultrazvuk je vrlo učinkovita i brza tehnologija, koja intenzivira sazrijevanje vina i značajno ubrzava procese kao što su ekstrakcija hrastovih spojeva, mikrooksigenacija i kemijski procesi (npr. polimerizacija). Uz ultrazvučnu obradu, mlada vina mogu odležati u roku od nekoliko minuta do zrelih vina s bouquetom nekoliko godina odležavanja u hrastovim bačvama.

Vinske arome dobivene iz hrasta korištenjem ultrazvučne ekstrakcije

Fenolni spojevi povezani s astringentnošću i aromatični spojevi dobiveni iz hrastovog drva iznimno se brzo prenose kada se sonikacija primjenjuje tijekom odležavanja vina. Ultrazvuk je ubrzao ekstrakciju hrastovih spojeva na nekoliko minuta – u usporedbi s nekoliko godina tradicionalnog odležavanja vina u bačvi.

Kuhanje vina ultrazvukom

Za intenzivniju hrastovinu, hrastovi čips ili letvice se sonificiraju u vinu. Ultrazvučni valovi otvaraju i razbijaju stanične stijenke drvenog materijala, tako da se unutarstanični spojevi poput tanina, fenola, furona, laktona itd. ultrazvučnom kavitacijom oslobađaju u vino. Budući da ultrazvučna oscilacija i kavitacija stvaraju intenzivne turbulencije i mikrostrujanje, prijenos mase između unutrašnjosti stanice i okolnog otapala drastično se pojačava tako da su biomolekule (tj. aroma spojevi) učinkovite i brzo se oslobađaju. Budući da je ultrazvuk čisto mehanički tretman, vinu se ne dodaju nikakve kemikalije.

Usporedba kvaliteta u tradicionalnom odležavanju vina i ultrazvučnom odležavanju vina. Ultrazvučno odležano vino postiže svoju vrhunsku kvalitetu znatno brže.
(grafika: ©Yıldırım i Dündar, 2017., prilagođeno prema Leonhardt i Morabito, 2007.).

Ultrazvuk – Isključivo mehaničke sile

Ultrazvuk visokog intenziteta, niske frekvencije stvara uvjete guste energije, uključujući visoke tlakove, temperature i velike sile smicanja. Ove fizičke sile potiču poremećaj staničnih struktura kako bi se unutarstanični spojevi oslobodili u medij. Dodatno, proces starenja vina potpomognut ultrazvukom potiče procese mikrooksigenacije i oksidacije. Stoga kontrolirana ultrazvučna obrada može pozitivno utjecati na kemijske reakcije u vinu. Ultrazvučno odležana vina dostižu svoj vrhunac kvalitete znatno brže od tradicionalno odležanih vina. Nadalje, ultrazvučno odležana vina pokazuju višu razinu očuvanja, tako da ultrazvučno odležano vino zadržava svoju vrhunsku kvalitetu dulje od standardnog procesa odležavanja.

Mehanizam poremećaja stanične stijenke (a) lomljenje stanične stijenke uslijed kavitacije. (b) difuzija otapala u strukturu stanice.
(Grafika prilagođena iz Shirsath et al., 2012.)

Prednosti ultrazvučnog odležavanja vina u odnosu na odležavanje u hrastovoj bačvi

Hrastove bačve uobičajeni su, tradicionalni proces odležavanja vina. U hrastovim bačvama oksidacija se odvija u maloj količini tijekom dugog vremena skladištenja u bačvi. Vrijeme skladištenja vrhunske peći za vino traje nekoliko godina i stoga je skup proces. Tijekom sazrijevanja u hrastovim bačvama, vino proizvodi brojne jedinstvene arome. Osim dugog višegodišnjeg procesa sazrijevanja i povezanog gubitka vremena, hrastove su bačve skupe za kupnju i održavanje. Neželjeni mikroorganizmi kao što su vrste kvasca (npr. Brettanomyces i Dekkera) mogu kontaminirati vinske bačve. Vino pokvareno kvascem poznato je po lošem okusu i mirisu.
Zbog ovih nedostataka tradicionalnog odležavanja u bačvama, ultrazvučno odležavanje vina i odležavanje u bačvama je isplativa i znanstveno dokazana alternativa tradicionalnom odležavanju u bačvama. Ultrasonication skraćuje vrijeme sazrijevanja i poboljšava nekoliko čimbenika kvalitete vina. Ultrasonication se može primijeniti tijekom različitih faza procesa proizvodnje vina, uključujući maceraciju, ekstrakciju polifenola, kao i odležavanje, sazrijevanje i pečenje. Znanstvene studije i industrijske primjene dokazuju valjanost ultrazvučne obrade u vinarstvu s velikim poboljšanjima u skraćenim razdobljima starenja i učinkovitijoj proizvodnji visokokvalitetnih vina.

Ultrazvučno ubrzano sazrijevanje vina: Studija prof. Th. Kleinschmidt pokazuje korisnu promjenu arome 3-metil-1butanola u crnom vinu kada se sonicira u prisutnosti drvne sječke American Blend. (Ultrasonicator UIP2000hdT, amplituda 43µm, površina sonotrode 9cm2)

Znanstvene studije o ultrazvučnom starenju vina

Ultrazvučni intenzitet ili razina gustoće akustične energije na relativno umjerenoj razini može pospješiti brzu ekstrakciju i ispiranje fenola iz hrastovih iverja u vino, čime se potencijalno povećava okus i nutritivna vrijednost vina unutar znatno skraćenog vremena sazrijevanja. Nadalje, tretman ultrazvukom može brzo modificirati sastav vina, za što se pretpostavlja da je posljedica učinaka akustične kavitacije. Pritom bi visoka razina gustoće akustične energije trebala pospješiti ultrazvučnu modifikaciju sastava vina. (usp. Yang i sur., 2014.)
O sličnim učincima starenja izvijestili su Jiménez-Sánchez i sur. (2020.) za sherry ocat korištenjem hrastovine i ultrazvuka. Ultrasonication značajno smanjio vrijeme sazrijevanja u usporedbi s tradicionalnim sazrijevanjem.

Ultrazvučno otpuštanje aromatskih spojeva iz hrasta

Breniaux i kolege istraživali su učinke ultrazvuka velike snage za čišćenje hrastove vinske bačve i kasnije oslobađanje polifenolnih i drugih spojeva, kada su bačve korištene nakon tretmana za starenje vina. Polifenoli i fitokemikalije poput elagitanina, lignina i aromatskih prekursora uvelike doprinose sazrijevanju i okusu vina. Sve u svemu, studija je pokazala da ultrazvučni tretman daje veće prinose polifenola i drugih bioaktivnih spojeva u vrlo kratkom vremenu tretmana. Na primjer, koncentracija furfurala bila je viša u slučaju tretmana ultrazvukom nakon 8 mjeseci starenja i 12 mjeseci starenja, s porastom koncentracije između 18,8 i 92,6% u usporedbi s alternativnim tretmanom vodenom parom. Za 5-metilfurfural, koncentracija je bila značajno viša za ultrazvučnu obradu za bačve stare 1 godinu (vino odležano 12 mjeseci) i bačve stare 2 godine (vino odležano 2, 8 i 12 mjeseci) s povećanjem između 20,5 i 97%. Što se tiče diastereoizomera laktona viskija, trans-lakton viskija bio je znatno viši za bačve stare 3 godine tretirane ultrazvukom: nakon 12 mjeseci odležavanja vino ima koncentraciju od 75,2 ± 5,6 μg/L, što je rezultiralo povećanjem od 46,9 %. u usporedbi s vinom odležanim u bačvi tretiranoj parom. Za koncentracije vanilina i siringaldehida, vrijednosti izmjerene u vinu također su značajno više nakon ultrazvučnog tretmana. U usporedbi s obradom bačvastom parom, ukupna potrošnja energije bila je 0,38 kWh za energetski ultrazvuk i 3 kWh za vodenu paru, što je 7,89 puta manje.
(usp. Breniaux et al., 2021.)

Ultrazvučno potaknute kemijske reakcije u vinu

Tijekom starenja vina odvijaju se brojne kemijske reakcije. Na primjer, spojevi proantocijanidina teže polimerizaciji, kondenzaciji s antocijaninima i spajanju s drugim polimerima, poput proteina i polisaharida. Ova kondenzacijska reakcija s antocijanima je glavna kemijska reakcija uključena u tamnjenje i stabilizaciju boje crnog vina, koja se mijenja od svijetlocrvene do tamnocrvene sa smeđim tonovima.
Rane studije koje su proveli Masuzawa et al., 2000. već su pokazale da ultrazvuk potiče polimerizaciju fenolnih spojeva i povećava sadržaj polifenola u crnom vinu kako vino sazrijeva.
Tijekom odležavanja vina u bačvama, stotine spojeva mogu se ekstrahirati iz drveta u vino, što izravno pridonosi okusu, mirisu i osjećaju u ustima konačnog vina. Sastav vlakana hrastovog drva igra važnu ulogu u procesu starenja, budući da se hlapljivi fenoli i fenolni aldehidi iz lignina, te furfuralni spojevi iz celuloze i hemiceluloze razgradnjom šećera izdvajaju.
Iako se tradicionalno odležavanje u hrastovoj bačvi intenzivno koristi stoljećima, još uvijek postoje neki inherentni nedostaci. Prvo, proces starenja u bačvi obično traje od nekoliko mjeseci do nekoliko godina, što je vrlo dugotrajno. Drugo, bačve su skupe, zauzimaju puno mjesta u vinariji i s vremenom ih treba mijenjati. Treće, kako hrastove bačve postaju starije, mogu biti kontaminirane nepoželjnim mikroorganizmima kao što su kvasci iz roda Brettanomyces i Dekkera.
Pročitajte više o ultrazvučnoj sanaciji i čišćenju vinskih bačava!

Ultrazvučna oprema za starenje i sazrijevanje vina

Hielscher Ultrasonics je već nekoliko desetljeća pouzdani dobavljač ultrazvučnih procesora velike snage i niske frekvencije za industriju hrane i pića. Vinarije i destilerije usvojile su ultrazvučnu tehnologiju za proizvodnju visokokvalitetnih vina i alkoholnih pića pod učinkovitijim uvjetima, tj. dobivanje visokokvalitetnih rezultata u ubrzanom procesu i pod precizno kontroliranim uvjetima.
Hielscher ultrasonicators dostupni su u svim veličinama, od ručnog laboratorijskog uređaja za istraživanje i kontrolu kvalitete do stolnih i pilot sustava za butik vinograde i vinare srednje veličine, kao i ultrasonicators visoke propusnosti za velike komercijalne proizvođače vina.
Svi Hielscher ultrazvučni procesori imaju vrhunsku tehnologiju uključujući digitalni zaslon u boji, sofisticirani softver, pametne postavke, automatsko protokoliranje podataka na integriranoj SD kartici i daljinsko upravljanje preglednikom za precizan rad, ponovljive i reproducibilne rezultate, kao i najviše jednostavnost korištenja. Kupci diljem svijeta koriste Hielscher Ultrasonics tehnologiju u vinarijama i destilerijama postižući izvrsne rezultate u odležavanju, hrastovanju i natapanju vina i žestokih pića.
Kontaktirajte nas sada! Naše dobro obučeno i dugogodišnje iskusno osoblje pomoći će vam tehničkim informacijama, preporukama o idealnom ultrazvučnom aparatu i neobvezujućim ponudama!

Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja: