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 ek, mikro-oksigenasi dan proses kimia (misalnya, polimerisasi) secara signifikan. Dengan ultrasonication, anggur muda dapat berumur dalam beberapa menit untuk anggur matang dengan buket beberapa tahun menua dalam tong kayu ek.

Rasa Anggur Yang Berasal dari Oak menggunakan Ekstraksi Ultrasonik

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

Oaking anggur dengan USG

Untuk pohon ek yang diintensifkan, keripik atau tongkat kayu ek disonikasi dalam anggur. Gelombang ultrasound membuka dan mengganggu dinding sel bahan kayu, sehingga senyawa intraseluler seperti tanin, fenol, furones, lactones dll dilepaskan oleh kavitasi ultrasonik ke dalam anggur. Karena osilasi ultrasonik dan kavitasi menciptakan turbulensi yang intens dan streaming mikro, perpindahan massa antara interior sel dan pelarut di sekitarnya diintensifkan secara drastis sehingga biomolekul (yaitu senyawa aroma) efisien dan cepat dilepaskan. Karena sonikasi adalah perawatan mekanis murni, ia tidak menambahkan bahan kimia apa pun ke dalam anggur.

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

Ultrasound – Semata-mata Gaya Mekanik

Ultrasound intensitas tinggi dan frekuensi rendah menciptakan kondisi padat energi, menampilkan tekanan tinggi, suhu, dan gaya geser tinggi. Kekuatan fisik ini mempromosikan gangguan struktur sel untuk melepaskan senyawa intraseluler ke dalam medium. Selain itu, proses penuaan anggur yang dibantu secara ultrasonik mempromosikan proses mikro-oksigenasi dan oksidasi. Dengan demikian, ultrasonikasi terkontrol dapat secara positif mempengaruhi reaksi kimia dalam anggur. Anggur berumur ultrasonik mencapai puncak kualitasnya secara signifikan lebih cepat daripada anggur yang berumur tradisional. Selain itu, anggur ultrasonically aged menunjukkan tingkat pengawetan yang lebih tinggi, sehingga anggur sonikasi 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.
(Grafis diadaptasi dari Shirsath et al., 2012)

Keuntungan dari Ultrasonic Wine Ageing Dibandingkan Oak Barrel Ageing

Tong kayu ek adalah proses tradisional yang umum untuk penuaan anggur. Dalam tong kayu ek, oksidasi terjadi dalam jumlah kecil selama waktu penyimpanan yang lama di dalam laras. Waktu penyimpanan untuk oven wine premium membutuhkan waktu beberapa tahun dengan demikian 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 baunya yang buruk.
Karena kelemahan dari oaking barel tradisional, penuaan anggur ultrasonik dan oaking adalah alternatif yang hemat biaya dan terbukti secara ilmiah untuk penuaan tradisional dalam tong. Ultrasonication mempersingkat waktu pematangan dan meningkatkan beberapa faktor kualitas anggur. Ultrasonication 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 dipersingkat dan produksi anggur berkualitas tinggi yang lebih efisien.

Ultrasonically dipercepat pematangan anggur: Studi prof. Th. Kleinschmidt menunjukkan perubahan menguntungkan dari 3-Metil-1Butanol aroma dalam anggur merah ketika disonikasi di hadapan 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 sedang dapat mempromosikan ekstraksi cepat dan pencucian fenolik 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. (lihat Yang et al., 2014)
Efek penuaan serupa telah dilaporkan oleh Jiménez-Sánchez et al. (2020) untuk cuka sherry menggunakan keripik kayu ek dan ultrasound. Ultrasonication mengurangi waktu pematangan secara signifikan bila dibandingkan dengan pematangan tradisional.

Ultrasonic Pelepasan Senyawa Aroma dari Oak

Breniaux dan rekan-rekannya menyelidiki efek ultrasound berdaya tinggi untuk membersihkan tong anggur oaken dan pelepasan polifenol dan senyawa lainnya, ketika barel digunakan setelah perawatan untuk penuaan anggur. Polifenol dan fitokimia seperti ellagitannin, lignin, dan prekursor aromatik berkontribusi besar terhadap pematangan dan rasa anggur. Secara keseluruhan, penelitian 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 ultrasound pada usia 8 bulan dan penuaan 12 bulan, dengan konsentrasi meningkat antara 18,8 dan 92,6% dibandingkan dengan pengobatan uap alternatif. Untuk 5-methylfurfural, konsentrasinya secara signifikan lebih tinggi untuk perawatan ultrasonik untuk barel barel berusia 1 tahun (anggur berumur 12 bulan) dan barel berusia 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 barel berusia 3 tahun yang diobati dengan ultrasonik: setelah 12 bulan menua, 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 vanilin dan syringaldehyde, nilai yang diukur dalam anggur juga secara signifikan lebih tinggi setelah perawatan ultrasonik. Jika dibandingkan dengan perlakuan uap barel, total konsumsi energi adalah 0,38 kWh untuk ultrasound daya dan 3 kWh untuk uap air, yang 7,89 kali lebih rendah.
(lihat Breniaux dkk., 2021)

Ultrasonically Dipromosikan Reaksi Kimia dalam Anggur

Selama penuaan anggur, banyak reaksi kimia terjadi. Misalnya, senyawa proanthocyanidin cenderung mempolimerisasi, 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 terang 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 anggur menua dalam tong, ratusan senyawa dapat diekstraksi dari kayu ke anggur, yang secara langsung berkontribusi pada rasa, aroma, dan sensasi rasa 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 satu barel biasanya memakan waktu dari beberapa bulan hingga beberapa tahun, yang sangat memakan waktu. Kedua, barel mahal, memakan banyak ruang di kilang anggur dan perlu diganti dengan waktu. Ketiga, seiring bertambahnya usia cask 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, 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, dari perangkat laboratorium genggam untuk penelitian dan kontrol kualitas hingga sistem bench-top dan pilot untuk kebun anggur butik dan pembuat anggur ukuran menengah serta ultrasonicators 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 operasi 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 infusing 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: