超音波でポリフェノール豊富なワインを造る

超音波処理は、ブドウから果汁へのフェノール化合物の抽出を向上させ、総ポリフェノール含量に寄与する。 – これにより、ワインのさらなる熟成プロセスが改善される。パワー超音波を適用することで、抽出収量が高くなり、ワインの熟成が促進される。したがって、パワー超音波は、破砕したブドウの処理法として認可されており、ポリフェノールの抽出、ワインの熟成／熟成、樽熟成に応用されている。

パワー超音波によるポリフェノール抽出とワインの熟成

ワイン醸造における超音波のメカニズムは、超音波／音響キャビテーションに基づいている。キャビテーションによる高せん断力は細胞構造を破壊し、細胞壁の孔を拡大する。その結果、細胞内物質（デンプン、酵素、タンパク質、フェノール成分など）が放出される。超音波のソノメカニカルな力は、組織内の溶媒の分布と細胞物質への溶媒の浸透をサポートし、これにより物質移動が著しく増加する。さらに、超音波はポリフェノールの重合や縮合などの生化学反応を促進し、微小酸素化を誘導する。超音波のこれらの効果はすべて、ワインの熟成と熟成に寄与する。

ブドウからの超音波ポリフェノール抽出

ワインのポリフェノール：ワインにおいて、ポリフェノールとワインの品質は密接に関連している。ブドウの二次代謝産物であるポリフェノールは、ワインの官能特性に大きく影響し、色、渋み、苦味などの品質要素に影響を与える。ワイン醸造過程におけるポリフェノール抽出のための超音波処理（例えば、発酵前のマストへの超音波処理）およびワイン熟成中（木との接触の有無にかかわらず）は、ポリフェノールやタンニンの複雑な変化（微小酸素化、共重合、環化付加、重合、酸化）を生じさせる無限の反応を引き起こす。

ワイン発酵前のマストのソニケーション

ブドウ果汁に超音波を加えると、ブドウ果肉からのポリフェノールの放出が増加する。音響キャビテーション – 超音波処理の原理 – 従来の圧搾に比べ、細胞構造を破壊し、細胞内構造を非常に効果的に開くため、より多くの生物活性化合物がブドウとブドウ果皮から放出される。これらの生物活性化合物には、タンニン、アントシアニン、フラバン-3-オール、プロアントシアニジン、フラボノールなどの風味化合物、色素、健康促進物質、レスベラトロールなどのスチルベノイド、安息香酸、カフェ酸、桂皮酸などのフェノール酸、カテキン、酒石酸、リンゴ酸などが含まれる。さらに、グルコースやフルクトースなどの天然糖類も抽出され、これらはワイン醸造の発酵プロセスに欠かせません。ソニケーションはワイン醸造の様々な工程で応用できる。García-MartínとSun (2013)は、超音波を迅速な熟成技術として研究しており、アントシアニンの含有量が高く、タンニンが減少したワインを提供することができる。ワイン醸造における超音波のポジティブな効果は、多くの研究で証明されている。したがって、超音波処理は、ワイン醸造工程におけるいくつかの目的のために、最も有望な技術のひとつと考えられている。さらに、超音波は、破砕したブドウに使用する方法として公式に承認されている。(Natolino and Celotti, 2022参照）。

中央ドイツ・アンハルト大学ワイン研究所のトーマス・クラインシュミット教授監修のもと行われた研究では、超音波処理したワインにポリフェノールが著しく増加することが明らかになった。例えば、ドイツのブラウアー・ツヴァイゲルト種の赤ワインでは、ポリフェノール含有量が40％以上増加した。この研究では、1.5Lの赤ワインBlauer Zweigeltを100％振幅設定（振幅43μm、ソノトロード表面9cm）で超音波処理した。²).赤色色素の消光は520nmであった。Folin-Ciocalteuアッセイを使用して、カテキンとしての総ポリフェノール含量を測定したところ、総ポリフェノールが40％増加した。

超音波は、ワイン醸造工程におけるいくつかの目的のために、最も有望な技術のひとつと考えることができ、破砕したブドウの処理に使用することが正式に承認されている。
NatolinoとCelottiによる別の研究（2022年）でも、超音波処理後のワインの品質が優れていることが実証された。イタリアのウディネ大学の研究者は、赤ワインに対する超音波処理の効果を調べるため、ソノトロードS26d14を備えたHielscher社製超音波処理装置UP200Stを使用した。以下のグラフが示すように、超音波を照射した全てのサンプルのHCl指数は、未処理サンプルの68.06±1.72から、処理サンプルの平均値である73.78±1.52まで上昇した。振幅の増大と超音波処理時間の間には明確な傾向は見られなかったが、超音波処理した試料のHCl指数は、30%と2分（71.59±1.06）、90%と10分（74.25±1.53）で有意な増加が観察された。同時に、超音波は渋味を減少させ、未処理の91.8±1.2から、超音波処理したサンプルの平均値82.7±3.7まで減少した(右のグラフを参照).
タンニンや多糖類のようなコロイド状物質の粒子径は、超音波処理によって小さくなり、安定性と最終的な官能的知覚の向上に寄与する。

ワインの超音波熟成と熟成

超音波は、純粋に物理的な、いわゆるソノメカニカルな力を加えることで、ワインの熟成を促進する。ブドウとワインのタイプに合わせれば、超音波はアントシアニンとタンニンの縮合反応速度を高め、従来の自然なワインの色の発色時間を短縮し、ワインの熟成に必要な時間を短縮することができる。

エノロジー・タンニンを用いた超音波ワイン熟成

オークの木、ブドウの種と皮、植物の胆汁、栗、ケブラチョ、ガンビエ、ミロバランの果実から抽出されるエノロジー・タンニンは、風味の特徴や色の持続性を向上させるために、ワイン製造の様々な段階で添加することができる。超音波処理は、エノロジカル・タンニンを用いてワインの熟成を促進することができる。超音波による樽熟成は、オーク樽のステイヴやチップから木材由来のタンニンや風味化合物を移行させるプロセスを大幅に加速させるものである。超音波によるオーク樽熟成のワインは、数ヶ月の樽熟成に比べ、数分の短い処理で素晴らしい風味を生み出す。超音波抽出は、質量移動の増加によってオークのアロマ化合物（例えば、バニラン、オイゲノール、イソオイゲノール、フルフラール、5-メチルフルフラール、グアイアコール、4-メチルグアイアコール）を放出する。

工業用ワイン醸造用高性能超音波発生装置

ヒルシャー社の超音波プロセッサーは、ワイン醸造とスピリッツ熟成の分野で定評がある。ワインメーカー – 高級ブティック・ヴィンヤードと大規模なワイン生産者の両方がある。 – ワインポリフェノール抽出と熟成における生産要件に最適な超音波処理装置を、Hielscher社の幅広い装置ラインナップからお探しいただけます。バッチ式だけでなく、連続式のインライン・プロセス・セットアップもすぐに利用でき、即日出荷が可能です。

自動データ・プロトコール

食品・飲料製品の製造基準を満たすためには、製造工程を詳細に監視・記録する必要があります。Hielscher Ultrasonicsのデジタル超音波装置は、自動データプロトコール機能を備えています。このスマートな機能により、超音波エネルギー（全エネルギーと正味エネルギー）、温度、圧力、時間などの重要なプロセスパラメーターは、装置の電源を入れるとすぐに内蔵のSDカードに自動的に保存されます。プロセスモニタリングとデータ記録は、継続的なプロセス標準化と製品品質にとって重要です。自動的に記録されたプロセスデータにアクセスすることで、前回の超音波処理を修正し、結果を評価することができます。
もう一つのユーザーフレンドリーな機能は、当社のデジタル超音波システムのブラウザリモートコントロールです。ブラウザーの遠隔操作により、どこからでも超音波プロセッサーの起動、停止、調整、モニターができます。

最高の品質基準を満たす – デザイン & ドイツ製

Hielscher社製超音波発生装置の洗練されたハードウェアとスマートなソフトウェアは、植物原料からの信頼性の高い超音波抽出結果と再現可能な結果、そしてユーザーフレンドリーで安全な操作を保証するように設計されています。堅牢性、信頼性、24時間365日の全負荷運転、作業者の視点に立ったシンプルな操作は、Hielscher社製超音波発生装置を支持する更なる品質要素です。
Hielscher社の超音波抽出機は、食品・飲料製品の高品質抽出に世界中で使用されています。高い収量と優れた品質が証明されたHielscherの超音波処理機は、小規模なブティックワインメーカーだけでなく、主に商業的に流通するワインの工業生産にも使用されています。頑丈なハードウェアとスマートなソフトウェアにより、Hielscherの超音波プロセッサーは簡単に操作・監視することができます。
ドイツのテルトウにあるHielscher Ultrasonics社は、オーナー経営の家族経営企業です。Hielscher UltrasonicsはISO認証を取得しています。もちろん、Hielscher社の超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。

下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です：