Penuaan dan Oaking Anggur dengan Ultrasonografi

Penuaan anggur dan oaking berkontribusi besar pada rasa akhir dan kualitas anggur. Kedua proses tersebut diketahui berlangsung lama, seringkali proses pematangan berlangsung selama bertahun-tahun. Ultrasonografi adalah teknologi yang sangat berkhasiat dan cepat, yang mengintensifkan pematangan anggur dan mempercepat proses seperti ekstraksi senyawa kayu ek, mikro-oksigenasi dan proses kimia (misalnya, polimerisasi) secara signifikan. Dengan ultrasonikasi, anggur muda dapat berumur dalam hitungan menit menjadi anggur yang matang dengan buket beberapa tahun penuaan dalam tong kayu ek.

Rasa Anggur yang Berasal dari Oak menggunakan Ekstraksi Ultrasonik

Senyawa fenolik terkait astringency dan senyawa aromatik, keduanya berasal dari kayu ek, ditransfer sangat cepat ketika sonikasi diterapkan selama anggur selama penuaan. Ultrasonografi mempercepat ekstraksi senyawa kayu ek hingga beberapa menit – dibandingkan dengan beberapa tahun penuaan anggur barel tradisional.

Oaking Anggur dengan Ultrasound

Untuk oaking intensif, keripik atau tongkat oak disonicated dalam anggur. Gelombang ultrasound membuka dan mengganggu dinding sel bahan kayu, sehingga senyawa intraseluler seperti tanin, fenol, furon, lakton dll dilepaskan oleh kavitasi ultrasonik ke dalam anggur. Karena osilasi ultrasonik dan kavitasi menciptakan turbulensi dan aliran mikro yang intens, perpindahan massa antara interior sel dan pelarut di sekitarnya diintensifkan secara drastis sehingga biomolekul (yaitu senyawa aroma) efisien dan dilepaskan dengan cepat. Karena sonikasi adalah perlakuan mekanis murni, ia tidak menambahkan bahan kimia apa pun ke anggur.

Perbandingan kualitas penuaan tradisional dalam anggur dan penuaan ultrasonik dalam anggur. Anggur berumur ultrasonik mencapai kualitas puncaknya secara signifikan lebih cepat.
(grafik: ©Yıldırım dan Dündar, 2017, diadaptasi dari Leonhardt dan Morabito, 2007).

Ultrasound – Hanya Kekuatan Mekanik

Ultrasonografi intensitas tinggi dan frekuensi rendah menciptakan kondisi padat energi, menampilkan tekanan tinggi, suhu, dan gaya geser tinggi. Kekuatan fisik ini mendorong gangguan struktur sel untuk melepaskan senyawa intraseluler ke dalam medium. Selain itu, proses penuaan anggur yang dibantu ultrasonik meningkatkan proses mikro-oksigenasi dan oksidasi. Dengan demikian, ultrasonikasi terkontrol dapat secara positif mempengaruhi reaksi kimia dalam anggur. Anggur yang berumur ultrasonik mencapai puncak kualitasnya secara signifikan lebih cepat daripada anggur yang berumur tradisional. Selain itu, anggur yang berumur ultrasonik menunjukkan tingkat pengawetan yang lebih tinggi, sehingga anggur yang disonikasi mempertahankan kualitas puncaknya untuk waktu yang lebih lama daripada proses penuaan standar.

Mekanisme gangguan dinding sel (a) pecahnya dinding sel akibat kavitasi. (b) difusi pelarut ke dalam struktur sel.
(Grafik diadaptasi dari Shirsath et al., 2012)

Keuntungan Penuaan Anggur Ultrasonik Atas Penuaan Barel Oak

Tong kayu ek adalah proses tradisional yang umum untuk penuaan anggur. Di tong kayu ek, oksidasi terjadi dalam jumlah kecil selama waktu penyimpanan yang lama di dalam tong. Waktu penyimpanan oven anggur premium memakan waktu beberapa tahun sehingga merupakan proses yang mahal. Selama pematangan dalam tong kayu ek, anggur menghasilkan banyak aroma unik. Selain proses pematangan yang panjang selama bertahun-tahun dan kehilangan waktu terkait, tong kayu ek mahal untuk dibeli dan dipelihara. Mikroorganisme yang tidak diinginkan seperti spesies ragi (misalnya, Brettanomyces dan Dekkera) dapat mencemari tong anggur. Anggur manja ragi dikenal karena rasa dan bau yang buruk.
Karena kelemahan dari oaking barel tradisional ini, penuaan dan oaking anggur ultrasonik adalah alternatif yang hemat biaya dan terbukti secara ilmiah untuk penuaan tradisional dalam tong. Ultrasonikasi mempersingkat waktu pematangan dan meningkatkan beberapa faktor kualitas anggur. Ultrasonikasi dapat diterapkan selama berbagai tahap proses pembuatan anggur, termasuk maserasi, ekstraksi polifenol, serta penuaan, pematangan dan oaking. Studi ilmiah dan implementasi industri membuktikan validitas ultrasonikasi dalam pembuatan anggur dengan peningkatan besar dalam periode penuaan yang lebih singkat dan produksi anggur berkualitas tinggi yang lebih efisien.

Pematangan anggur yang dipercepat secara ultrasonik: Studi Prof. Th. Kleinschmidt menunjukkan perubahan menguntungkan dari aroma 3-Methyl-1Butanol dalam anggur merah ketika disonikasi dengan adanya serpihan kayu American Blend. (Ultrasonicator UIP2000hdT, amplitudo 43μm, permukaan sonotrode 9cm2)

Studi Ilmiah tentang Penuaan Ultrasonik Anggur

Intensitas ultrasonik atau tingkat kepadatan energi akustik pada tingkat yang relatif moderat dapat mendorong ekstraksi dan pencucian fenolik yang cepat dari keripik kayu ek menjadi anggur, sehingga berpotensi meningkatkan rasa anggur dan nilai gizi dalam waktu pematangan yang dipersingkat secara signifikan. Selain itu, perawatan ultrasound mampu memodifikasi komposisi anggur dengan cepat, yang diasumsikan disebabkan oleh efek kavitasi akustik. Dengan demikian, tingkat kepadatan energi akustik yang tinggi seharusnya mempromosikan modifikasi ultrasonik komposisi anggur. (lih. Yang et al., 2014)
Efek penuaan serupa telah dilaporkan oleh Jiménez-Sánchez et al. (2020) untuk cuka sherry menggunakan keripik kayu ek dan USG. Ultrasonikasi mengurangi waktu pematangan secara signifikan jika dibandingkan dengan pematangan tradisional.

Pelepasan Ultrasonik Senyawa Aroma dari Oak

Breniaux dan rekannya menyelidiki efek ultrasound berdaya tinggi untuk membersihkan tong anggur oaken dan pelepasan polifenol dan senyawa lainnya, ketika tong digunakan setelah perawatan untuk penuaan anggur. Polifenol dan fitokimia seperti ellagitanin, lignin, dan prekursor aromatik berkontribusi besar terhadap pematangan dan rasa anggur. Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa perawatan ultrasonik memberikan hasil polifenol dan senyawa bioaktif lainnya yang lebih tinggi dalam waktu perawatan yang sangat singkat. Misalnya, konsentrasi furfural lebih tinggi dalam kasus perawatan ultrasonografi pada usia 8 bulan dan penuaan 12 bulan, dengan konsentrasi meningkat antara 18,8 dan 92,6% dibandingkan dengan perawatan uap alternatif. Untuk 5-methylfurfural, konsentrasinya secara signifikan lebih tinggi untuk perawatan ultrasonik untuk tong tong berumur 1 tahun (anggur berumur 12 bulan) dan tong berumur 2 tahun (anggur berumur 2, 8, dan 12 bulan) dengan peningkatan antara 20,5 dan 97%. Mengenai diastereoisomer lakton wiski, lakton trans-wiski secara signifikan lebih tinggi untuk tong berusia 3 tahun yang diobati dengan ultrasonik: setelah 12 bulan penuaan, anggur memiliki konsentrasi pada 75,2 ± 5,6 μg/L, menghasilkan peningkatan 46,9% dibandingkan dengan anggur yang berumur dalam tong yang diolah dengan uap. Untuk konsentrasi vanillin dan syringaldehyde, nilai yang diukur dalam anggur juga secara signifikan lebih tinggi setelah perlakuan ultrasonik. Jika dibandingkan dengan pengolahan uap barel, total konsumsi energi adalah 0,38 kWh untuk ultrasound daya dan 3 kWh untuk uap berair, yang 7,89 kali lebih rendah.
(lih. Breniaux et al., 2021)

Reaksi Kimia yang Dipromosikan Secara Ultrasonik dalam Anggur

Selama penuaan anggur, banyak reaksi kimia terjadi. Misalnya, senyawa proanthocyanidin cenderung berpolimerisasi, mengembun dengan antosianin, dan bergabung dengan polimer lain, seperti protein dan polisakarida. Reaksi kondensasi dengan antosianin ini adalah reaksi kimia utama yang terlibat dalam penggelapan dan stabilisasi warna anggur merah, yang berubah dari merah cerah menjadi merah tua dengan nada coklat.
Studi awal oleh Masuzawa et al., 2000 telah menunjukkan bahwa ultrasound mempromosikan polimerisasi senyawa fenolik dan meningkatkan kandungan polifenol dalam anggur merah saat anggur matang.
Selama penuaan anggur dalam tong, ratusan senyawa dapat diekstraksi dari kayu ke anggur, yang secara langsung berkontribusi pada rasa, aroma, dan sensasi rasa di mulut dari anggur akhir. Komposisi serat kayu ek memainkan peran penting dalam proses penuaan, karena fenol yang mudah menguap dan aldehida fenolik dari lignin, dan senyawa furfural dari degradasi gula selulosa dan hemiselulosa diekstraksi.
Meskipun penuaan tong kayu ek tradisional telah digunakan secara luas selama berabad-abad, masih ada beberapa kelemahan yang melekat. Pertama, proses penuaan dalam tong biasanya memakan waktu beberapa bulan hingga beberapa tahun, yang sangat memakan waktu. Kedua, tong mahal, memakan banyak ruang di kilang anggur dan perlu diganti seiring waktu. Ketiga, seiring bertambahnya usia tong-tong kayu ek, mereka mungkin terkontaminasi oleh mikroorganisme yang tidak diinginkan seperti ragi genera Brettanomyces dan Dekkera.
Baca lebih lanjut tentang sanitasi ultrasonik dan pembersihan tong anggur!

Peralatan Ultrasonik untuk Penuaan dan Pematangan Anggur

Sejak beberapa dekade, Hielscher Ultrasonics adalah pemasok tepercaya prosesor ultrasonik berdaya tinggi dan frekuensi rendah untuk industri makanan dan minuman. Kilang anggur dan penyulingan telah mengadopsi teknologi ultrasonik untuk menghasilkan anggur dan minuman beralkohol berkualitas tinggi dalam kondisi yang lebih efisien, yaitu, mendapatkan hasil berkualitas tinggi dalam proses yang dipercepat dan dalam kondisi yang dapat dikontrol dengan tepat.
Ultrasonicators Hielscher tersedia dalam berbagai ukuran, mulai dari perangkat laboratorium genggam untuk penelitian dan kontrol kualitas hingga sistem bench-top dan pilot untuk kebun anggur butik dan pembuat anggur menengah serta ultrasonicator throughput tinggi untuk produsen anggur komersial besar.
Semua prosesor ultrasonik Hielscher memiliki teknologi canggih termasuk tampilan warna digital, perangkat lunak canggih, pengaturan cerdas, protokol data otomatis pada kartu SD terintegrasi, dan remote control browser untuk pengoperasian yang tepat, hasil yang dapat diulang dan dapat direproduksi, serta keramahan pengguna tertinggi. Pelanggan di seluruh dunia menggunakan teknologi Hielscher Ultrasonics di kilang anggur dan penyulingan yang mencapai hasil yang luar biasa dalam penuaan, oaking, dan infus anggur dan minuman beralkohol.
Hubungi kami sekarang! Staf kami yang terlatih dan berpengalaman lama akan membantu Anda dengan informasi teknis, rekomendasi tentang ultrasonicator yang ideal dan kutipan yang tidak mengikat!

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: