Invecchiamento e affinamento dei vini in rovere con gli ultrasuoni

L’invecchiamento e l’affinamento in rovere contribuiscono in misura rilevante al gusto finale e alla qualità del vino. È noto che entrambi i processi richiedono molto tempo; spesso il processo di maturazione si protrae per diversi anni. Gli ultrasuoni sono una tecnologia altamente efficace e rapida, che intensifica la maturazione del vino e accelera significativamente processi quali l’estrazione dei composti del rovere, la microossigenazione e i processi chimici (ad esempio, la polimerizzazione). Con la sonicazione, i vini giovani possono essere invecchiati in pochi minuti, diventando vini maturi con il bouquet di diversi anni di invecchiamento in botti di rovere.

Aromi del vino derivati dal rovere mediante estrazione a ultrasuoni

I composti fenolici associati all’astringenza e i composti aromatici, entrambi derivati dal legno di rovere, vengono trasferiti con estrema rapidità quando si applica la sonicazione durante l’invecchiamento del vino. Gli ultrasuoni hanno accelerato l’estrazione dei composti del rovere, riducendola a pochi minuti – rispetto ai diversi anni del tradizionale invecchiamento dei vini in botte.

Affinamento del vino in rovere con gli ultrasuoni

Per intensificare l’affinamento in rovere, trucioli o doghe di rovere vengono sottoposti a sonicazione nel vino. Le onde ultrasoniche aprono e disgregano le pareti cellulari del materiale legnoso, così che i composti intracellulari, quali tannini, fenoli, furones, lattoni ecc., vengono rilasciati nel vino dalla cavitazione ultrasonica. Poiché l’oscillazione ultrasonica e la cavitazione creano intense turbolenze e microcorrenti, il trasferimento di massa tra l’interno delle cellule e il solvente circostante viene drasticamente intensificato, consentendo un rilascio efficiente e rapido delle biomolecole (ossia dei composti aromatici). Poiché la sonicazione è un trattamento puramente meccanico, non aggiunge alcuna sostanza chimica al vino.

Confronto della qualità del vino sottoposto a invecchiamento tradizionale e a invecchiamento a ultrasuoni. Il vino invecchiato con gli ultrasuoni raggiunge la sua massima qualità molto più rapidamente.
(grafico: ©Yıldırım e Dündar, 2017, adattato da Leonhardt e Morabito, 2007).

Ultrasuoni – Forze esclusivamente meccaniche

Gli ultrasuoni ad alta intensità e bassa frequenza creano condizioni ad alta densità energetica, caratterizzate da pressioni e temperature elevate e da elevate forze di taglio. Queste forze fisiche favoriscono la disgregazione delle strutture cellulari per rilasciare i composti intracellulari nel mezzo. Inoltre, il processo di invecchiamento del vino assistito da ultrasuoni favorisce la microossigenazione e i processi di ossidazione. La sonicazione controllata può quindi influire positivamente sulle reazioni chimiche nel vino. I vini invecchiati con gli ultrasuoni raggiungono la loro massima qualità molto più rapidamente rispetto ai vini invecchiati in modo tradizionale. Inoltre, i vini invecchiati con gli ultrasuoni presentano un livello di conservazione superiore, per cui il vino sottoposto a sonicazione mantiene la sua massima qualità più a lungo rispetto al processo di invecchiamento standard.

Il meccanismo di disgregazione della parete cellulare: (a) rottura della parete cellulare dovuta alla cavitazione. (b) diffusione del solvente nella struttura cellulare.
(Grafico adattato da Shirsath et al., 2012)

Vantaggi dell’invecchiamento del vino a ultrasuoni rispetto all’invecchiamento in botti di rovere

L’impiego di botti di rovere è il processo comune e tradizionale per l’invecchiamento del vino. Nelle botti di rovere, l’ossidazione avviene in misura limitata durante un lungo periodo di conservazione in botte. Il periodo di conservazione del vino di alta gamma dura spesso diversi anni ed è quindi un processo costoso. Durante la maturazione in botti di rovere, il vino sviluppa numerosi aromi unici. Oltre al lungo processo di maturazione, che richiede anni, e alla conseguente perdita di tempo, le botti di rovere sono costose da acquistare e mantenere. Microrganismi indesiderati, come specie di lieviti (ad esempio, Brettanomyces e Dekkera), possono contaminare le botti da vino. Il vino alterato dai lieviti è noto per il gusto e l’odore sgradevoli.
A causa di questi svantaggi dell’affinamento tradizionale in botte, l’invecchiamento e l’affinamento del vino in rovere mediante ultrasuoni rappresentano un’alternativa economicamente conveniente e scientificamente comprovata all’invecchiamento tradizionale in botte. La sonicazione abbrevia il tempo di maturazione e migliora diversi fattori qualitativi del vino. La sonicazione può essere applicata durante varie fasi del processo di vinificazione, tra cui la macerazione, l’estrazione dei polifenoli, l’invecchiamento, la maturazione e l’affinamento in rovere. Studi scientifici e applicazioni industriali dimostrano la validità della sonicazione nella vinificazione, con miglioramenti rilevanti nella riduzione dei periodi di invecchiamento e nella produzione più efficiente di vini di alta qualità.

Maturazione del vino accelerata mediante ultrasuoni: lo studio del Prof. Th. Kleinschmidt mostra il cambiamento benefico dell’aroma di 3-Methyl-1Butanol nel vino rosso sottoposto a sonicazione in presenza di trucioli di legno American Blend. (Sonicatore UIP2000hdT, ampiezza 43µm, superficie del sonotrodo 9cm2)

Studi scientifici sull’invecchiamento dei vini a ultrasuoni

Un’intensità ultrasonica o una densità di energia acustica a un livello relativamente moderato può favorire la rapida estrazione e lisciviazione dei composti fenolici dai trucioli di rovere nel vino, aumentando così potenzialmente il sapore e il valore nutrizionale del vino in un tempo di maturazione significativamente ridotto. Inoltre, il trattamento a ultrasuoni è in grado di modificare rapidamente la composizione del vino, e si presume che ciò sia dovuto agli effetti della cavitazione acustica. Si suppone quindi che un livello elevato di densità di energia acustica favorisca la modifica della composizione del vino mediante ultrasuoni. (cfr. Yang et al., 2014)
Effetti di invecchiamento simili sono stati riportati da Jiménez-Sánchez et al. (2020) per l’aceto di sherry utilizzando trucioli di rovere e ultrasuoni. La sonicazione ha ridotto significativamente il tempo di maturazione rispetto alla maturazione tradizionale.

Rilascio di composti aromatici dal rovere mediante ultrasuoni

Breniaux e colleghi hanno studiato gli effetti degli ultrasuoni ad alta potenza per la pulizia delle botti da vino in rovere e il successivo rilascio di composti polifenolici e di altri composti quando, dopo il trattamento, le botti venivano utilizzate per l’invecchiamento del vino. I polifenoli e le sostanze fitochimiche, come gli ellagitannini, la lignina e i precursori aromatici, contribuiscono in misura rilevante alla maturazione e al sapore del vino. Nel complesso, lo studio ha mostrato che il trattamento a ultrasuoni ha fornito rese più elevate di polifenoli e altri composti bioattivi in un tempo di trattamento molto breve. Ad esempio, la concentrazione di furfurale era più elevata nel caso del trattamento a ultrasuoni a 8 mesi e a 12 mesi di invecchiamento, con un aumento della concentrazione compreso tra il 18,8 e il 92,6% rispetto al trattamento alternativo a vapore. Per il 5-metilfurfurale, la concentrazione era significativamente più elevata con il trattamento a ultrasuoni per le botti di 1 anno (vino invecchiato per 12 mesi) e per le botti di 2 anni (vino invecchiato per 2, 8 e 12 mesi), con un aumento compreso tra il 20,5 e il 97%. Per quanto riguarda i diastereoisomeri del lattone del whisky, il trans-lattone del whisky era significativamente più elevato nelle botti di 3 anni trattate con ultrasuoni: dopo 12 mesi di invecchiamento, il vino presenta una concentrazione di 75,2 ± 5,6 μg/L, con un aumento del 46,9% rispetto al vino invecchiato in una botte trattata a vapore. Anche per le concentrazioni di vanillina e siringaldeide, i valori misurati nel vino erano significativamente più elevati dopo il trattamento a ultrasuoni. Nel confronto con il trattamento delle botti a vapore, il consumo energetico totale era di 0,38 kWh per gli ultrasuoni di potenza e di 3 kWh per il vapore acqueo, risultando 7,89 volte inferiore.
(cfr. Breniaux et al., 2021)

Reazioni chimiche nel vino favorite dagli ultrasuoni

Durante l’invecchiamento del vino avvengono numerose reazioni chimiche. Ad esempio, i composti proantocianidinici tendono a polimerizzare, a condensarsi con gli antociani e a combinarsi con altri polimeri, come proteine e polisaccaridi. Questa reazione di condensazione con gli antociani è la principale reazione chimica coinvolta nell’inscurimento e nella stabilizzazione del colore del vino rosso, che passa da un rosso brillante a un rosso scuro con tonalità brune.
I primi studi di Masuzawa et al., 2000 avevano già dimostrato che gli ultrasuoni favoriscono la polimerizzazione dei composti fenolici e aumentano il contenuto polifenolico del vino rosso durante la maturazione.
Durante l’invecchiamento del vino in botte, centinaia di composti possono essere estratti dal legno e trasferiti al vino, contribuendo direttamente al sapore, all’aroma e alle sensazioni in bocca del vino finale. La composizione fibrosa del legno di rovere svolge un ruolo importante nel processo di invecchiamento, poiché vengono estratti fenoli volatili e aldeidi fenoliche dalla lignina, nonché composti del furfurale dalla degradazione degli zuccheri della cellulosa e delle emicellulose.
Sebbene l’invecchiamento tradizionale in botti di rovere sia ampiamente utilizzato da secoli, presenta ancora alcuni svantaggi intrinseci. In primo luogo, il processo di invecchiamento in botte richiede normalmente da pochi mesi a diversi anni, comportando un notevole dispendio di tempo. In secondo luogo, le botti sono costose, occupano molto spazio in cantina e devono essere sostituite nel tempo. In terzo luogo, con l’invecchiamento delle botti di rovere, queste possono essere contaminate da microrganismi indesiderati, come i lieviti dei generi Brettanomyces e Dekkera.
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