Vini ricchi di polifenoli con ultrasuoni di potenza

La sonicazione migliora l’estrazione dei composti fenolici dall’uva al mosto, contribuendo al contenuto totale di polifenoli – e migliorando così il successivo processo di invecchiamento del vino. L’applicazione degli ultrasuoni di potenza offre rese di estrazione più elevate e accelera la maturazione dei vini. Gli ultrasuoni di potenza sono pertanto un metodo approvato per il trattamento dell’uva pigiata e vengono impiegati per l’estrazione dei polifenoli, l’invecchiamento / la maturazione del vino e il trattamento con legno di quercia.

Ultrasuoni di potenza per l’estrazione dei polifenoli e la maturazione del vino

Il meccanismo d’azione degli ultrasuoni nella vinificazione si basa sulla cavitazione ultrasonica / acustica. Le elevate forze di taglio generate dalla cavitazione disgregano le strutture cellulari e dilatano i pori delle pareti cellulari. Ciò provoca il rilascio di materiale intracellulare (ad es. amido, enzimi, proteine, componenti fenolici). Le forze sonomeccaniche delle onde ultrasoniche favoriscono la distribuzione del solvente nel tessuto e la sua penetrazione nel materiale cellulare, determinando un notevole aumento del trasferimento di massa. Inoltre, la sonicazione favorisce reazioni biochimiche come la polimerizzazione e la condensazione dei polifenoli e induce la microossigenazione. Tutti questi effetti degli ultrasuoni contribuiscono all’invecchiamento e alla maturazione dei vini.

Estrazione dei polifenoli dall’uva mediante ultrasuoni

Polifenoli nel vino: nei vini, i polifenoli e la qualità del vino sono strettamente interconnessi. Questi metaboliti secondari dell’uva influenzano significativamente le caratteristiche organolettiche del vino, incidendo così su fattori qualitativi quali colore, astringenza e amarezza. La sonicazione per l’estrazione dei polifenoli durante il processo di vinificazione (ad es. sonicazione del mosto prima della fermentazione) e durante l’invecchiamento del vino (con o senza contatto con il legno) genera innumerevoli reazioni che danno origine a trasformazioni complesse (microossigenazione, copigmentazione, cicloaddizione, polimerizzazione e ossidazione) dei polifenoli e dei tannini.

Sonicazione del mosto prima della fermentazione del vino

Quando gli ultrasuoni vengono applicati al mosto d’uva, aumenta il rilascio di polifenoli dalla polpa dell’uva. Poiché la cavitazione acustica – il principio di funzionamento della sonicazione – disgrega le strutture cellulari e apre le strutture intracellulari con grande efficacia, dall’uva e dalla sua buccia viene rilasciata una quantità molto maggiore di composti bioattivi rispetto alla pressatura tradizionale. Questi composti bioattivi comprendono composti aromatici, pigmenti e sostanze benefiche per la salute come tannini, antociani, flavan-3-oli, proantocianidine e flavonoli; stilbenoidi come il resveratrolo; acidi fenolici come gli acidi benzoico, caffeico e cinnamico; catechine, nonché acido tartarico e acido malico, tra gli altri. Vengono inoltre estratti zuccheri naturali come glucosio e fruttosio, fondamentali per il processo di fermentazione nella vinificazione. La sonicazione può essere applicata in varie fasi della vinificazione. García-Martín e Sun (2013) presentano nel loro studio gli ultrasuoni come una tecnica di invecchiamento rapido che potrebbe conferire ai vini un contenuto più elevato di antociani e una riduzione dei tannini, considerata positiva per produrre vini di alta qualità. Numerosi studi hanno dimostrato gli effetti positivi degli ultrasuoni di potenza durante la vinificazione. Pertanto, la sonicazione è considerata una delle tecnologie più promettenti per diversi scopi nei processi di vinificazione. Inoltre, gli ultrasuoni sono un metodo ufficialmente approvato per l’impiego sull’uva pigiata. (cfr. Natolino e Celotti, 2022)

Gli studi condotti sotto la supervisione del Prof. Thomas Kleinschmidt dell’università Hochschule Anhalt, presso l’Istituto di ricerca sul vino della Germania centrale, dimostrano chiaramente il significativo aumento dei polifenoli nel vino sonicato. Ad esempio, nel vino rosso tedesco del tipo Blauer Zweigelt il contenuto polifenolico è aumentato di oltre il 40%. Per lo studio, 1,5L di vino rosso Blauer Zweigelt sono stati sonicati con un’impostazione dell’ampiezza al 100% (ampiezza 43 μm, superficie del sonotrodo 9 cm²). L’estinzione è stata misurata a 520 nm per la colorazione rossa. Il saggio di Folin-Ciocalteu è stato utilizzato per misurare il contenuto totale di polifenoli espresso come catechine, evidenziando un aumento del 40% dei polifenoli totali.

Gli ultrasuoni possono essere considerati una delle tecnologie più promettenti per diversi scopi nei processi di vinificazione e sono ufficialmente approvati per il trattamento dell’uva pigiata.
Anche un altro studio di Natolino e Celotti (2022) ha dimostrato la qualità superiore del vino dopo il trattamento a ultrasuoni. I ricercatori dell’Università di Udine, in Italia, hanno utilizzato il sonicatore Hielscher UP200St con sonotrodo S26d14 per studiare gli effetti della sonicazione sul vino rosso. Come dimostrano i grafici seguenti, gli ultrasuoni aumentano l’indice HCl per tutti i campioni sonicati, da 68,06 ± 1,72 del campione non trattato a 73,78 ± 1,52 come valore medio dei campioni trattati. Non è stato possibile evidenziare una tendenza chiara al crescere dell’ampiezza e del tempo di sonicazione, sebbene sia possibile osservare un aumento significativo dell’indice HCl tra i campioni sonicati al 30% per 2 min (71,59 ± 1,06) e quelli sonicati al 90% per 10 min (74,25 ± 1,53). Allo stesso tempo, gli ultrasuoni riducono l’astringenza da 91,8 ± 1,2 per il vino non trattato a 82,7 ± 3,7 come valore medio dei campioni sonicati (vedere i grafici a destra).
La dimensione delle particelle delle sostanze colloidali, come tannini e polisaccaridi, viene ridotta dalla sonicazione, contribuendo a migliorare la stabilità e le percezioni sensoriali finali.

Invecchiamento e maturazione del vino mediante ultrasuoni

Le onde ultrasoniche accelerano l’invecchiamento del vino applicando forze puramente fisiche, dette sonomeccaniche. Se adattata al tipo di uva e di vino, la sonicazione può aumentare la velocità della reazione di condensazione tra antociani e tannini, abbreviando i tempi convenzionali dello sviluppo naturale del colore del vino e riducendo così il tempo necessario per il suo invecchiamento.

Invecchiamento del vino mediante ultrasuoni con tannini enologici

I tannini enologici, estratti da legno di quercia, vinaccioli e bucce d’uva, galle vegetali, castagno, quebracho, gambier e frutti di mirobalano, possono essere aggiunti in diverse fasi della produzione del vino per migliorare il profilo aromatico e la persistenza del colore. La sonicazione può favorire l’invecchiamento del vino con tannini enologici. Il trattamento con legno di quercia mediante ultrasuoni è un processo notevolmente accelerato di trasferimento dei tannini e dei composti aromatici del legno da doghe o trucioli di quercia. I vini invecchiati con legno di quercia mediante ultrasuoni offrono un eccellente profilo aromatico, che si sviluppa con un breve trattamento di alcuni minuti, rispetto ai diversi mesi richiesti dall’invecchiamento in botte. L’estrazione a ultrasuoni rilascia i composti aromatici della quercia (ad es. vanillina, eugenolo, isoeugenolo, furfurale, 5-metilfurfurale, guaiacolo, 4-metilguaiacolo) grazie all’aumento del trasferimento di massa.

Sonicatori ad alte prestazioni per la vinificazione industriale

I processori Hielscher Ultrasonics sono ampiamente affermati nel settore della vinificazione e dell’invecchiamento dei distillati. I produttori di vino – sia le esclusive aziende vitivinicole di piccole dimensioni sia i produttori su larga scala – trovano nell’ampia gamma di apparecchiature Hielscher l’attrezzatura di sonicazione ideale per le proprie esigenze produttive di estrazione dei polifenoli e maturazione del vino. Sono prontamente disponibili configurazioni di processo sia a lotti sia continue in linea, che possono essere spedite il giorno stesso.

Registrazione automatica dei dati

Per soddisfare gli standard di produzione dei prodotti alimentari e delle bevande, i processi produttivi devono essere monitorati e registrati in dettaglio. I dispositivi digitali a ultrasuoni Hielscher Ultrasonics sono dotati di registrazione automatica dei dati. Grazie a questa funzione intelligente, tutti i parametri di processo importanti, come l’energia ultrasonica (energia totale e netta), la temperatura, la pressione e il tempo, vengono memorizzati automaticamente su una scheda SD integrata non appena il dispositivo viene acceso. Il monitoraggio del processo e la registrazione dei dati sono importanti per la standardizzazione continua del processo e la qualità del prodotto. Accedendo ai dati di processo registrati automaticamente, è possibile riesaminare i precedenti cicli di sonicazione e valutarne i risultati.
Un’altra funzione di facile utilizzo è il controllo remoto tramite browser dei nostri sistemi digitali a ultrasuoni. Tramite il controllo remoto via browser è possibile avviare, arrestare, regolare e monitorare il processore a ultrasuoni a distanza, da qualsiasi luogo.

Conformità ai più elevati standard di qualità – Progettati e prodotti in Germania

L’hardware sofisticato e il software intelligente dei sonicatori Hielscher sono progettati per garantire risultati affidabili e riproducibili nell’estrazione a ultrasuoni dalle materie prime vegetali, con un funzionamento sicuro e di facile utilizzo. Robustezza, affidabilità, funzionamento 24/7 a pieno carico e semplicità d’uso per l’operatore sono ulteriori fattori di qualità che rendono i sonicatori Hielscher una scelta vantaggiosa.
Gli estrattori Hielscher Ultrasonics vengono utilizzati in tutto il mondo per l’estrazione di alta qualità di prodotti alimentari e bevande. Grazie alle comprovate rese elevate e alla qualità superiore, i sonicatori Hielscher vengono utilizzati non solo dai piccoli produttori vinicoli di nicchia, ma soprattutto nella produzione industriale di vini distribuiti commercialmente. Grazie all’hardware robusto e al software intelligente, i processori a ultrasuoni Hielscher possono essere utilizzati e monitorati facilmente.
Hielscher Ultrasonics, con sede a Teltow, in Germania, è un’azienda a conduzione familiare gestita dai proprietari. Hielscher Ultrasonics è certificata ISO. Naturalmente, i sonicatori Hielscher sono conformi ai requisiti CE e soddisfano quelli di UL, CSA e RoHs.

La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori: