Պոլիֆենոլներով հարուստ գինիներ՝ հզոր ուլտրաձայնի կիրառմամբ
Ուլտրաձայնային մշակումը բարելավում է խաղողից քաղցուի մեջ ֆենոլային միացությունների էքստրակցիան՝ նպաստելով պոլիֆենոլների ընդհանուր պարունակությանը և այդպիսով բարելավելով գինու հետագա հնեցման գործընթացը։ Հզոր ուլտրաձայնի կիրառումն ապահովում է էքստրակցիայի ավելի բարձր ելքեր և արագացնում գինիների հասունացումը։ Ուստի հզոր ուլտրաձայնը ճզմված խաղողի մշակման հաստատված մեթոդ է և կիրառվում է պոլիֆենոլների էքստրակցիայի, գինու հնեցման / հասունացման և կաղնափայտով մշակման համար։
Հզոր ուլտրաձայն՝ պոլիֆենոլների էքստրակցիայի և գինու հասունացման համար
Գինեգործության մեջ ուլտրաձայնի ազդեցության մեխանիզմը հիմնված է ուլտրաձայնային / ակուստիկ կավիտացիայի վրա։ Կավիտացիայի հետևանքով առաջացող սահքի մեծ ուժերը քայքայում են բջջային կառուցվածքները և լայնացնում բջջապատերի ծակոտիները։ Սա հանգեցնում է ներբջջային նյութերի (օրինակ՝ օսլայի, ֆերմենտների, սպիտակուցների, ֆենոլային բաղադրիչների) արտազատմանը։ Ուլտրաձայնային ալիքների ձայնամեխանիկական ուժերը նպաստում են հյուսվածքում լուծիչի բաշխմանը և բջջային նյութի մեջ լուծիչի ներթափանցմանը, ինչն էլ հանգեցնում է զանգվածափոխանակության զգալի ուժեղացման։ Բացի այդ, ուլտրաձայնային մշակումը խթանում է կենսաքիմիական ռեակցիաները, ինչպիսիք են պոլիֆենոլների պոլիմերացումն ու կոնդենսացումը, և առաջացնում է միկրոթթվածնացում։ Ուլտրաձայնի այս բոլոր ազդեցությունները նպաստում են գինիների հնեցմանը և հասունացմանը։
Հզոր ուլտրաձայն՝ գինու հնեցման և հասունացման համար․ UIP4000hdT ուլտրաձայնային համակարգը կիրառվում է արդյունաբերական գինեգործության մեջ։
Բջջապատի քայքայման մեխանիզմը․ (a) բջջապատի քայքայում՝ կավիտացիայի հետևանքով։ (b) լուծիչի դիֆուզիա բջջային կառուցվածքի մեջ։
(Գծապատկերը՝ ըստ Shirsath et al., 2012 աշխատության, փոփոխություններով)
Խաղողից պոլիֆենոլների ուլտրաձայնային էքստրակցիա
Պոլիֆենոլները գինու մեջ․ գինիներում պոլիֆենոլները և գինու որակը սերտորեն փոխկապակցված են։ Խաղողի այս երկրորդային մետաբոլիտները զգալիորեն ազդում են գինու օրգանոլեպտիկ բնութագրերի վրա և այդպիսով ներգործում որակի այնպիսի գործոնների վրա, ինչպիսիք են գույնը, տտիպությունը և դառնությունը։ Գինեգործության գործընթացում (օրինակ՝ խմորումից առաջ քաղցուի ուլտրաձայնային մշակման ժամանակ) և գինու հնեցման ընթացքում (փայտի հետ շփման առկայությամբ կամ բացակայությամբ) պոլիֆենոլների էքստրակցիայի համար կիրառվող ուլտրաձայնային մշակումը առաջացնում է անվերջ ռեակցիաներ, որոնք հանգեցնում են պոլիֆենոլների և տանինների բարդ փոխակերպումների (միկրոթթվածնացում, համագունավորում, ցիկլամիացում, պոլիմերացում և օքսիդացում)։
Քաղցուի ուլտրաձայնային մշակում՝ գինու խմորումից առաջ
Խաղողաքաղցուի վրա ուլտրաձայն կիրառելիս մեծանում է խաղողի պտղամսից պոլիֆենոլների արտազատումը։ Քանի որ ակուստիկ կավիտացիան՝ ուլտրաձայնային մշակման աշխատանքային սկզբունքը, շատ արդյունավետորեն քայքայում է բջջային կառուցվածքները և բացում ներբջջային կառուցվածքները, խաղողից և խաղողի կեղևից արտազատվում են շատ ավելի մեծ քանակությամբ կենսաակտիվ միացություններ՝ համեմատած ավանդական մամլման հետ։ Այս կենսաակտիվ միացությունները ներառում են համաբույրային միացություններ, գունանյութեր և առողջությանը նպաստող նյութեր, ինչպիսիք են տանինները, անտոցիանները, ֆլավան-3-ոլները, պրոանտոցիանիդինները և ֆլավոնոլները, ստիլբենոիդներ, օրինակ՝ ռեսվերատրոլը, ֆենոլաթթուներ, օրինակ՝ բենզոյական թթուն, սրճաթթուն և դարչնաթթուն, կատեխիններ, ինչպես նաև, ի թիվս այլոց, գինեթթու և խնձորաթթու։ Բացի այդ, արդյունահանվում են բնական շաքարներ, օրինակ՝ գլյուկոզան և ֆրուկտոզան, որոնք վճռորոշ նշանակություն ունեն գինեգործության մեջ խմորման գործընթացի համար։ Ուլտրաձայնային մշակումը կարող է կիրառվել գինեգործության տարբեր փուլերում։ García-Martín և Sun (2013) իրենց ուսումնասիրության մեջ ուլտրաձայնը ներկայացնում են որպես արագ հնեցման տեխնիկա, որը կարող է ապահովել անտոցիանների ավելի բարձր պարունակությամբ և տանինների նվազած պարունակությամբ գինիներ, ինչը դրական է համարվում բարձրորակ գինիներ արտադրելու համար։ Բազմաթիվ ուսումնասիրություններ ապացուցել են բարձր հզորության ուլտրաձայնի դրական ազդեցությունները գինեգործության ընթացքում։ Հետևաբար, ուլտրաձայնային մշակումը համարվում է գինեգործական գործընթացներում մի շարք նպատակների համար ամենահեռանկարային տեխնոլոգիաներից մեկը։ Ավելին, ուլտրաձայնը տրորված խաղողի մշակման համար պաշտոնապես հաստատված մեթոդ է։ (Տե՛ս Natolino և Celotti, 2022)
Hochschule Anhalt համալսարանի Կենտրոնական Գերմանիայի գինու հետազոտությունների ինստիտուտի պրոֆեսոր Թոմաս Կլայնշմիդտի ղեկավարությամբ իրականացված ուսումնասիրությունները հստակ ցույց են տալիս ուլտրաձայնով մշակված գինու մեջ պոլիֆենոլների զգալի աճը։ Օրինակ՝ Blauer Zweigelt տեսակի գերմանական կարմիր գինու մեջ պոլիֆենոլների պարունակությունն ավելացել է ավելի քան 40%-ով։ Ուսումնասիրության համար 1,5L ծավալով Blauer Zweigelt կարմիր գինին մշակվել է ուլտրաձայնով՝ ամպլիտուդի 100% կարգավորման դեպքում (ամպլիտուդը՝ 43 μm, սոնոտրոդի մակերեսը՝ 9 cm2)։ Կարմիր գունավորման օպտիկական խտությունը չափվել է 520 nm ալիքի երկարության դեպքում։ Պոլիֆենոլների ընդհանուր պարունակությունը կատեխինային համարժեքներով չափելու համար կիրառվել է Folin-Ciocalteu թեստը, որը ցույց է տվել ընդհանուր պոլիֆենոլների 40% աճ։
Գինու խմորումից առաջ խաղողաքաղցուի ուլտրաձայնային մշակումը պոլիֆենոլների պարունակությունն ավելացնում է մինչև 40%-ով։
(Ուսումնասիրություն և գրաֆիկ՝ © պրոֆ. Թ. Կլայնշմիդտ, Hochschule Anhalt)
- ավելի ինտենսիվ համեր և բույրեր
- ավելի շատ պոլիֆենոլներ
- ավելի մուգ գույն
- պակաս տտիպություն
- ավելի բարձր HCl ցուցիչ
- բերանում ավելի փափուկ, ավելի կլորացված զգացողություն
Ուլտրաձայնն օգտագործվում է խաղողաքաղցուից պոլիֆենոլների ելքը մեծացնելու համար։ Բացի այդ, ուլտրաձայնային մշակումը կարող է գինին հնեցնել րոպեների ընթացքում։
Natolino և Celotti (2022) հեղինակների մեկ այլ ուսումնասիրություն նույնպես ցույց է տվել ուլտրաձայնային մշակումից հետո գինու գերազանց որակը։ Իտալիայի Ուդինեի համալսարանի հետազոտողները կարմիր գինու վրա ուլտրաձայնային մշակման ազդեցություններն ուսումնասիրելու համար օգտագործել են Hielscher ուլտրաձայնային սարքը՝ UP200St մոդելը, S26d14 սոնոտրոդով։ Ինչպես ցույց են տալիս ստորև բերված գրաֆիկները, ուլտրաձայնով մշակված բոլոր նմուշների HCl ցուցիչը բարձրանում է՝ չմշակված նմուշի 68,06 ± 1,72 արժեքից հասնելով մշակված նմուշների միջին՝ 73,78 ± 1,52 արժեքին։ Ամպլիտուդի մեծացման և ուլտրաձայնային մշակման տևողության միջև հստակ միտում չի առանձնացվել, թեև հնարավոր է նկատել HCl ցուցիչի զգալի աճ՝ 30% ամպլիտուդով և 2 min տևողությամբ մշակված նմուշների (71,59 ± 1,06) և 90% ամպլիտուդով և 10 min տևողությամբ մշակված նմուշների (74,25 ± 1,53) միջև։ Միաժամանակ, ուլտրաձայնը նվազեցնում է տտիպությունը՝ չմշակված գինու 91,8 ± 1,2 արժեքից հասցնելով ուլտրաձայնով մշակված նմուշների միջին՝ 82,7 ± 3,7 արժեքին (տե՛ս աջ կողմի գրաֆիկները)։
Ուլտրաձայնային մշակմամբ նվազում է կոլոիդային նյութերի, օրինակ՝ տանինների և պոլիսախարիդների, մասնիկների չափը, ինչը նպաստում է կայունության և վերջնական զգայաբանական ընկալումների բարելավմանը։
- ավելի ինտենսիվ համաբույրային փունջ
- ավելի շատ պոլիֆենոլներ
- ավելի մուգ գույն
- պակաս տտիպություն
- ավելի բարձր HCl ցուցիչ
- բերանում ավելի փափուկ, ավելի կլորացված զգացողություն
Գինու ուլտրաձայնային հնեցում և հասունացում
Ուլտրաձայնային ալիքներն արագացնում են գինու հնեցումը՝ գործադրելով զուտ ֆիզիկական, այսպես կոչված ձայնամեխանիկական ուժեր։ Խաղողի և գինու տեսակին համապատասխան կարգավորման դեպքում ուլտրաձայնային մշակումը կարող է մեծացնել անտոցիանինի և տանինների միջև կոնդենսացման ռեակցիայի արագությունը՝ կրճատելով գինու բնական գույնի ձևավորման սովորական տևողությունը և դրանով իսկ նվազեցնելով գինու հնեցման համար անհրաժեշտ ժամանակը։
Ուլտրաձայնով արագացված գինու հասունացում. պրոֆ. Թ. Կլայնշմիդտի ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս կարմիր գինու մեջ 3-Methyl-1Butanol միացության բույրի բարենպաստ փոփոխությունը, երբ գինին ուլտրաձայնով մշակվում է American Blend փայտի տաշեղների առկայությամբ։ (UIP2000hdT ուլտրաձայնային սարք)
HCl ցուցիչ (A), տտիպության ցուցիչ (B) և մասնիկների չափ (C) – չմշակված (ստուգիչ) և ուլտրաձայնով մշակված նմուշների տուփաձև դիագրամները՝ ամպլիտուդի տարբեր մակարդակների (30, 60 և 90%) և ուլտրաձայնային մշակման տարբեր տևողությունների (2, 6 և 10 min) դեպքում՝ կիրառելով UP200St ուլտրաձայնային սարքը։
(Ուսումնասիրություն և աղյուսակ՝ © Natolino և Celotti, 2022)
Գինու ուլտրաձայնային հնեցում՝ գինեգործական տանինների կիրառմամբ
Կաղնու փայտից, խաղողի կորիզներից և կեղևից, բույսերի գալերից, շագանակից, կեբրաչոյից, գամբիրից և միրոբալանի պտուղներից արդյունահանված գինեգործական տանինները կարող են ավելացվել գինու արտադրության տարբեր փուլերում՝ համաբույրային բնութագիրը և գույնի կայունությունը բարելավելու համար։ Ուլտրաձայնային մշակումը կարող է նպաստել գինու հնեցմանը՝ գինեգործական տանինների կիրառմամբ։ Կաղնու փայտով ուլտրաձայնային մշակումը կաղնու տախտակներից կամ տաշեղներից փայտային ծագման տանինների և համաբույրային միացությունների փոխանցման զգալիորեն արագացված գործընթաց է։ Ուլտրաձայնի կիրառմամբ կաղնու փայտով հնեցված գինիներն ունեն հիանալի համաբույրային բնութագիր, որը ձևավորվում է մի քանի րոպե տևող կարճ մշակման ընթացքում՝ տակառներում մի քանի ամիս տևող հնեցման համեմատ։ Ուլտրաձայնային արդյունահանումը զանգվածափոխանակության ուժեղացման շնորհիվ ազատում է կաղնու բուրավետ միացությունները (օրինակ՝ vanillan, էվգենոլ, իզոէվգենոլ, ֆուրֆուրոլ, 5-մեթիլֆուրֆուրոլ, գվայակոլ, 4-methulguaiacol)։
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր արդյունաբերական գինեգործության համար
Hielscher Ultrasonics ընկերության մշակման սարքերը լայնորեն կիրառվում են գինեգործության և թունդ ալկոհոլային խմիչքների հնեցման ոլորտում։ Գինեգործները՝ թե՛ բացառիկ բուտիկ խաղողագործական տնտեսությունները, թե՛ գինու խոշոր արտադրողները, Hielscher ընկերության սարքավորումների լայն տեսականու մեջ գտնում են իդեալական ուլտրաձայնային սարքավորումներ՝ գինու պոլիֆենոլների արդյունահանման և գինու հասունացման իրենց արտադրական պահանջների համար։ Թե՛ խմբաքանակային, թե՛ անընդհատ հոսքային գործընթացների համար նախատեսված կայանքները հասանելի են անմիջապես և կարող են առաքվել նույն օրը։
Տվյալների ավտոմատ գրանցում
Սննդամթերքի և խմիչքների արտադրության չափանիշները բավարարելու համար արտադրական գործընթացները պետք է մանրամասն վերահսկվեն և գրանցվեն։ Hielscher Ultrasonics ընկերության թվային ուլտրաձայնային սարքերն ունեն տվյալների ավտոմատ գրանցման գործառույթ։ Այս խելացի գործառույթի շնորհիվ գործընթացի բոլոր կարևոր պարամետրերը, ինչպիսիք են ուլտրաձայնային էներգիան (ընդհանուր և զուտ էներգիան), ջերմաստիճանը, ճնշումը և ժամանակը, սարքը միացնելուն պես ավտոմատ կերպով պահվում են ներկառուցված SD քարտում։ Գործընթացի վերահսկումը և տվյալների գրանցումը կարևոր են գործընթացի շարունակական ստանդարտացման և արտադրանքի որակի համար։ Օգտվելով գործընթացի ավտոմատ գրանցված տվյալներից՝ կարող եք վերանայել ուլտրաձայնային մշակման նախորդ ցիկլերը և գնահատել արդյունքը։
Օգտագործման համար հարմար մեկ այլ գործառույթ է մեր թվային ուլտրաձայնային համակարգերի հեռավար կառավարումը բրաուզերի միջոցով։ Բրաուզերի միջոցով հեռավար կառավարմամբ կարող եք ցանկացած վայրից հեռավար գործարկել, կանգնեցնել, կարգավորել և վերահսկել ձեր ուլտրաձայնային մշակման սարքը։
Որակի ամենաբարձր չափանիշներին համապատասխանող – նախագծված և արտադրված Գերմանիայում
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի կատարելագործված սարքակազմը և խելացի ծրագրային ապահովումը նախատեսված են ձեր բուսական հումքից ուլտրաձայնային էքստրակցիայի հուսալի արդյունքներ երաշխավորելու համար՝ արդյունքների վերարտադրելիությամբ և օգտագործման համար հարմար ու անվտանգ շահագործմամբ։ Ամրությունը, հուսալիությունը, լրիվ բեռնվածությամբ 24/7 աշխատանքը և աշխատողի տեսանկյունից պարզ շահագործումը որակի լրացուցիչ գործոններ են, որոնք նախընտրելի են դարձնում Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը։
Hielscher Ultrasonics ընկերության էքստրակտորներն ամբողջ աշխարհում օգտագործվում են սննդամթերքի և ըմպելիքների բարձրորակ էքստրակցիայի համար։ Բարձր ելք և գերազանց որակ ապահովելու իրենց ապացուցված կարողության շնորհիվ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերն օգտագործվում են ոչ միայն փոքր բուտիկ գինեգործարաններում, այլև հիմնականում առևտրային շրջանառության համար նախատեսված գինիների արդյունաբերական արտադրության մեջ։ Իրենց ամուր սարքակազմի և խելացի ծրագրային ապահովման շնորհիվ Hielscher ուլտրաձայնային պրոցեսորները հեշտ է շահագործել և վերահսկել։
Գերմանիայի Տելտով քաղաքում գտնվող Hielscher Ultrasonics ընկերությունը ընտանեկան ձեռնարկություն է, որը ղեկավարում են սեփականատերերը։ Hielscher Ultrasonics ընկերությունն ունի ISO հավաստագրում։ Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են CE պահանջներին և բավարարում են UL, CSA և RoHs պահանջները։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մշակման մոտավոր արտադրողականության մասին․
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի ծավալային արագությունը | Առաջարկվող սարքերը |
|---|---|---|
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| Կիրառելի չէ | 2–15L/min | UIP6000hdT |
| Կիրառելի չէ | 10–100L/min | UIP16000 |
| Կիրառելի չէ | ավելի մեծ | սարքերի խումբ՝ UIP16000 |
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբներով խառնման, դիսպերսման, էմուլգացման և էքստրակցիայի համար։
Գրականություն / Հղումներ
- Parthey, Beatrix; Lenk, Matthias; Kleinschmidt, Thomas (2014): Ultraschallbehandlung von Traubenmaische und Wein. Präsentation der Hochschule Anhalt, Mitteldeutsches Institut für Weinforschung, 2014.
- Andrea Natolino, Emilio Celotti (2022): Ultrasound treatment of red wine: Effect on polyphenols, mathematical modeling, and scale-up considerations. LWT Volume 154, 2022.
- Ceferino Carrera; Ana Ruiz-Rodríguez; Miguel Palma; Carmelo G. Barroso (2012): Ultrasound assisted extraction of phenolic compounds from grapes. Analytica Chimica Acta 732, 2012. 100–104.
- Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
Օգտակար տեղեկություններ
Կենսաակտիվ նյութերը գինու մեջ
Գինու ֆենոլային պարունակությունը վերաբերում է ֆենոլային միացություններին՝ բնական ֆենոլին և պոլիֆենոլներին, որոնք ներառում են մի քանի հարյուր քիմիական միացություններից բաղկացած մեծ խումբ և ազդում են գինու համի, գույնի ու բերանում առաջացրած զգացողության վրա։ Այս միացությունները ներառում են ֆենոլաթթուներ, ստիլբենոիդներ, ֆլավոնոլներ, դիհիդրոֆլավոնոլներ, անտոցիաններ, ֆլավանոլների մոնոմերներ (կատեխիններ) և ֆլավանոլների պոլիմերներ (պրոանտոցիանիդիններ)։ Բնական ֆենոլների այս մեծ խումբն ընդհանուր առմամբ կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի՝ ֆլավոնոիդների և ոչ ֆլավոնոիդների։ Ֆլավոնոիդները ներառում են անտոցիաններն ու տանինները, որոնք նպաստում են գինու գույնի և բերանում առաջացրած զգացողության ձևավորմանը։ Ոչ ֆլավոնոիդները ներառում են ստիլբենոիդներ, օրինակ՝ ռեսվերատրոլը, և ֆենոլաթթուներ, օրինակ՝ բենզոյական, սրճաթթուն ու դարչնաթթուն։
Պոլիֆենոլներ
Պոլիֆենոլները բույսերում հանդիպող երկրորդային մետաբոլիտներ են։ Որպես կենսաակտիվ նյութեր՝ պոլիֆենոլները կարող են դասակարգվել որպես բուսական գունանյութեր, համաբույրի բաղադրիչներ, ֆոտոսինթեզի համակարգի պաշտպանիչ նյութեր կամ կենսապոլիմերների (օրինակ՝ լիգնինի և սուբերինի) կառուցվածքային միավորներ։ Պոլիֆենոլների դասը ներառում է ֆլավոնոիդներ և անտոցիաններ, պրոցիանիդիններ, բենզոյական թթվի ածանցյալներ (օրինակ՝ հիդրօքսիբենզոյական թթուներ, ինչպիսին է վանիլաթթուն, տրիհիդրօքսիբենզոյական թթուներ, ինչպիսին է գալաթթուն, և դիհիդրօքսիբենզոյական թթուներ, ինչպիսին է պրոտոկատեխուաթթուն), դարչնաթթվի ածանցյալներ (հիդրօքսիդարչնաթթուներ, ինչպիսիք են սրճաթթուն և p-կումարաթթուն) և ստիլբենի ածանցյալներ (օրինակ՝ ռեսվերատրոլը)։
Ներկայումս բույսերում նույնականացվել է ավելի քան 8000 պոլիֆենոլային միացություն։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր։