Borok érlelése és tölgyfás kezelése ultrahanggal

A bor érlelése és tölgyfás kezelése jelentősen hozzájárul a bor végső ízéhez és minőségéhez. Mindkét folyamat közismerten hosszú időt vesz igénybe, és az érlelési folyamat gyakran több évig tart. Az ultrahang rendkívül hatékony és gyors technológia, amely intenzívebbé teszi a bor érését, és jelentősen felgyorsítja az olyan folyamatokat, mint a tölgyfa vegyületeinek kivonása, a mikrooxigenizáció és a kémiai folyamatok (pl. a polimerizáció). Ultrahangos kezeléssel a fiatal borok perceken belül olyan érett borokká érlelhetők, amelyek a tölgyfahordóban több évig érlelt borok bukéjával rendelkeznek.

Tölgyfából származó borízek ultrahangos extrakcióval

A tölgyfából származó, fanyarságot okozó fenolos vegyületek és aromavegyületek rendkívül gyorsan jutnak át a borba, ha az érlelés során ultrahangos kezelést alkalmaznak. Az ultrahang néhány percre rövidítette a tölgyfa vegyületeinek kivonását – a borok hagyományos hordós érlelésének többéves időtartamához képest.

Bor tölgyfás kezelése ultrahanggal

Az intenzívebb tölgyfás kezelés érdekében a tölgyfaforgácsot vagy a dongákat a borban ultrahanggal kezelik. Az ultrahanghullámok megnyitják és felszakítják a faanyag sejtfalait, így az intracelluláris vegyületek, például a tanninok, fenolok, furones, laktonok stb. az ultrahangos kavitáció hatására a borba szabadulnak fel. Mivel az ultrahangos rezgés és a kavitáció intenzív turbulenciát és mikroáramlásokat hoz létre, a sejt belseje és a környező oldószer közötti anyagátadás drasztikusan fokozódik, így a biomolekulák (azaz az aromavegyületek) hatékonyan és gyorsan szabadulnak fel. Mivel az ultrahangos kezelés tisztán mechanikai kezelés, nem juttat semmilyen vegyszert a borba.

A bor minőségének összehasonlítása hagyományos és ultrahangos érlelés esetén. Az ultrahanggal érlelt bor jelentősen gyorsabban éri el a minőségi csúcsát.
(ábra: ©Yıldırım és Dündar, 2017, Leonhardt és Morabito, 2007 alapján átdolgozva).

Ultrahang – kizárólag mechanikai erők

A nagy intenzitású, alacsony frekvenciájú ultrahang nagy energiasűrűségű körülményeket hoz létre, amelyeket nagy nyomás, magas hőmérséklet és nagy nyíróerők jellemeznek. Ezek a fizikai erők elősegítik a sejtszerkezetek feltárását, hogy az intracelluláris vegyületek a közegbe szabaduljanak fel. Emellett a bor ultrahanggal támogatott érlelési folyamata elősegíti a mikrooxigenizációt és az oxidációs folyamatokat. Ezáltal a szabályozott ultrahangos kezelés kedvezően befolyásolhatja a borban zajló kémiai reakciókat. Az ultrahanggal érlelt borok jelentősen gyorsabban érik el minőségi csúcsukat, mint a hagyományosan érlelt borok. Ezenkívül az ultrahanggal érlelt borok jobban megőrzik minőségüket, így az ultrahanggal kezelt bor hosszabb ideig tartja meg csúcsminőségét, mint a szokásos érlelési eljárás esetén.

A sejtfal felszakításának mechanizmusa: (a) a sejtfal felszakadása a kavitáció hatására. (b) Az oldószer diffúziója a sejtszerkezetbe.
(Az ábra Shirsath et al., 2012 alapján átdolgozva)

Az ultrahangos borérlelés előnyei a tölgyfahordós érleléssel szemben

A tölgyfahordók használata a borérlelés elterjedt, hagyományos módszere. A tölgyfahordókban a hosszú hordós tárolás során kis mértékű oxidáció megy végbe. A prémium borok tárolása gyakran több évig tart, ezért költséges folyamat. A tölgyfahordókban történő érlelés során a borban számos egyedi aroma alakul ki. Az évekig tartó érlelési folyamat és az ezzel járó időveszteség mellett a tölgyfahordók beszerzése és karbantartása is drága. Nemkívánatos mikroorganizmusok, például élesztőfajok (pl. Brettanomyces és Dekkera) szennyezhetik a boroshordókat. Az élesztők által megrontott bor rossz ízéről és szagáról ismert.
A hagyományos hordós tölgyfás kezelés ezen hátrányai miatt az ultrahangos borérlelés és tölgyfás kezelés a hagyományos hordós érlelés költséghatékony és tudományosan igazolt alternatívája. Az ultrahangos kezelés lerövidíti az érlelési időt, és javítja a bor több minőségi jellemzőjét. Az ultrahangos kezelés a borkészítés különböző szakaszaiban alkalmazható, beleértve a macerációt, a polifenolok extrakcióját, valamint az érlelést, az érést és a tölgyfás kezelést. Tudományos vizsgálatok és ipari alkalmazások igazolják az ultrahangos kezelés létjogosultságát a borkészítésben, jelentős előrelépést mutatva az érlelési idő lerövidítésében és a kiváló minőségű borok hatékonyabb előállításában.

Ultrahanggal felgyorsított borérés: Prof. Th. Kleinschmidt vizsgálata a 3-Methyl-1Butanol aromájának kedvező változását mutatja a vörösborban, amikor azt American Blend faforgács jelenlétében ultrahanggal kezelik. (UIP2000hdT ultrahangos készülék, amplitúdó: 43µm, szonotróda felülete: 9cm2)

Tudományos vizsgálatok a borok ultrahangos érleléséről

A viszonylag mérsékelt ultrahang-intenzitás vagy akusztikus energiasűrűség elősegítheti a fenolos vegyületek gyors extrakcióját és kioldódását a tölgyfaforgácsból a borba, így jelentősen lerövidített érlelési idő alatt potenciálisan fokozhatja a bor ízét és tápértékét. Ezenkívül az ultrahangos kezelés képes gyorsan módosítani a bor összetételét, ami feltételezhetően az akusztikus kavitáció hatásainak tulajdonítható. Ennek megfelelően a nagy akusztikus energiasűrűségről feltételezik, hogy elősegíti a bor összetételének ultrahangos módosítását. (vö. Yang et al., 2014)
Jiménez-Sánchez et al. (2020) hasonló érlelési hatásokról számoltak be sherryecet esetében, tölgyfaforgács és ultrahang alkalmazásával. Az ultrahangos kezelés jelentősen csökkentette az érlelési időt a hagyományos érleléshez képest.

Aromavegyületek ultrahangos felszabadítása tölgyfából

Breniaux és munkatársai a nagy teljesítményű ultrahang hatásait vizsgálták a tölgyfából készült boroshordók tisztítására, valamint a polifenolos és egyéb vegyületek ezt követő felszabadulására, amikor a hordókat a kezelés után borérlelésre használták. A polifenolok és az olyan fitokémiai anyagok, mint az ellagitanninok, a lignin és az aromaprekurzorok, jelentősen hozzájárulnak a bor éréséhez és ízéhez. Összességében a vizsgálat azt mutatta, hogy az ultrahangos kezelés nagyon rövid kezelési idő alatt nagyobb polifenol- és egyéb bioaktívvegyület-hozamot eredményezett. Például ultrahangos kezelés esetén a furfurol koncentrációja magasabb volt 8 hónapos és 12 hónapos érlelésnél, és a koncentráció növekedése az alternatív gőzkezeléshez képest 18,8 és 92,6% között volt. Az 5-metilfurfurol koncentrációja ultrahangos kezelés esetén jelentősen magasabb volt az 1 éves hordókban (12 hónapig érlelt bor) és a 2 éves hordókban (2, 8 és 12 hónapig érlelt bor), 20,5 és 97% közötti növekedéssel. A whiskylakton diasztereomerjeit tekintve a transz-whiskylakton koncentrációja jelentősen magasabb volt az ultrahanggal kezelt 3 éves hordók esetében: 12 hónapos érlelés után a borban mért koncentráció 75,2 ± 5,6 μg/L volt, ami 46,9%-os növekedést jelentett a gőzzel kezelt hordóban érlelt borhoz képest. A vanillin és a sziringaldehid borban mért koncentrációértékei szintén jelentősen magasabbak voltak az ultrahangos kezelés után. A hordók gőzkezelésével összehasonlítva a teljes energiafogyasztás nagy teljesítményű ultrahang esetén 0,38 kWh, vízgőz esetén pedig 3 kWh volt, ami 7,89-szer alacsonyabb.
(vö. Breniaux et al., 2021)

Ultrahanggal elősegített kémiai reakciók a borban

A bor érlelése során számos kémiai reakció zajlik. Például a proantocianidin-vegyületek hajlamosak polimerizálódni, antocianinokkal kondenzálódni és más polimerekkel, például fehérjékkel és poliszacharidokkal összekapcsolódni. Ez az antocianinokkal zajló kondenzációs reakció a vörösbor színének sötétedésében és stabilizálódásában szerepet játszó fő kémiai reakció; a szín élénkvörösből barna árnyalatú sötétvörössé változik.
Masuzawa et al., 2000 korai vizsgálatai már kimutatták, hogy az ultrahang elősegíti a fenolos vegyületek polimerizációját, és a bor érése során növeli a vörösbor polifenoltartalmát.
A bor hordós érlelése során több száz vegyület vonható ki a fából a borba, ami közvetlenül hozzájárul a kész bor ízéhez, aromájához és szájérzetéhez. A tölgyfa rostösszetétele fontos szerepet játszik az érlelési folyamatban, mivel a ligninből illékony fenolok és fenolos aldehidek, a cellulóz és a hemicellulózok cukrainak lebomlásából pedig furfurolvegyületek kerülnek kivonásra.
Bár a hagyományos tölgyfahordós érlelést évszázadok óta széles körben alkalmazzák, továbbra is vannak a módszerből eredő hátrányai. Először is, a hordós érlelés általában néhány hónaptól több évig tart, ami nagyon időigényes. Másodszor, a hordók drágák, sok helyet foglalnak a borászatban, és idővel cserére szorulnak. Harmadszor, a tölgyfahordók öregedésével nemkívánatos mikroorganizmusok, például a Brettanomyces és a Dekkera élesztőnemzetségek szennyezhetik őket.
Tudjon meg többet a boroshordók ultrahangos fertőtlenítéséről és tisztításáról!

Ultrahangos berendezések a bor érleléséhez és éréséhez

A Hielscher Ultrasonics több évtizede a nagy teljesítményű, alacsony frekvenciájú ultrahangos feldolgozóberendezések megbízható beszállítója az élelmiszer- és italipar számára. A borászatok és szeszfőzdék az ultrahangos technológiát kiváló minőségű borok és alkoholos italok hatékonyabb körülmények közötti előállítására alkalmazzák, azaz gyorsított folyamatban és pontosan szabályozható körülmények között érnek el kiváló minőségű eredményeket.
A Hielscher ultrahangos készülékei minden méretben rendelkezésre állnak: a kutatáshoz és minőség-ellenőrzéshez használt kézi laboratóriumi készüléktől a kis, egyedi borászatok és közepes méretű bortermelők számára készült asztali és félüzemi rendszereken át a nagy kereskedelmi bortermelők számára kínált nagy áteresztőképességű ultrahangos készülékekig.
Minden Hielscher ultrahangos feldolgozóberendezés a legkorszerűbb technológiával rendelkezik, beleértve a digitális színes kijelzőt, a fejlett szoftvert, az intelligens beállításokat, az integrált SD-kártyára történő automatikus adatnaplózást és a böngészőn keresztüli távoli vezérlést, a pontos működtetés, a megismételhető és reprodukálható eredmények, valamint a legmagasabb szintű felhasználóbarát működés érdekében. Világszerte számos ügyfél használja a Hielscher Ultrasonics technológiáját borászatokban és szeszfőzdékben, kiváló eredményeket elérve a borok és szeszes italok érlelésében, tölgyfás kezelésében és áztatásos ízesítésében.
Lépjen kapcsolatba velünk most! Jól képzett, sokéves tapasztalattal rendelkező munkatársaink műszaki információkkal, az ideális ultrahangos készülék kiválasztására vonatkozó ajánlásokkal és kötelezettségmentes árajánlatokkal segítik Önt!

Az alábbi táblázat tájékoztatást ad ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról: