ワインの超音波処理 – ワイナリーにおける超音波の革新的な応用

超音波は非熱処理法であり、その軽度な適用により食品業界ですでに広く使用されていますが、製品には大きな影響があります。ワイナリーにとって、超音波処理は、フレーバー、フェノール類および着色剤の抽出、熟成などのさまざまな用途を提供します & 老化、オーク、脱気。

ワインはアルコール飲料であり、最も一般的にはブドウから作られていますが、他の果物(リンゴワイン、ニワトコワインなど)やデンプンベースの材料(ライスワイン、トウモロコシワインなど)からも作られています。
ワインは好まれる消費財であり、その生産には豪華なプロセスが必要です。高品質で高品質なワインを作ることは、時間がかかり、したがってコスト集約的なビジネスとして知られています。最後に、ワインメーカーの利益のために、 発酵 (アルコールへの変換)と熟成(複雑な風味と香りを付与する)と同時に、希望の味、ブーケ、口当たり、色を備えた高品質の酒を生産します。

ワイン加工における超音波のさまざまな効果

ワインに適用されるパワー超音波は、多くの有益な効果をもたらします。最も重要なアプリケーションには、 フレーバーの強化 ワインブーケには、フェノール類や芳香族化合物などの風味豊かな成分を抽出し、 オーク、およびの加速 成熟 & 老化.

ブドウからの芳香族化合物およびフェノール化合物の抽出

超音波は、細胞内植物材料および芳香族化合物を抽出するためのよく知られた証明された手段です。超音波の機械的活性は、組織への溶媒の拡散をサポートします。超音波はキャビテーションせん断力によって細胞壁を機械的に破壊するため、細胞から溶媒への移動が容易になります。超音波キャビテーションによる粒度の縮小は、固相と液相との間の接触表面積を増加させる。
ブドウは有名で、ポリフェノールが豊富に含まれているため、需要があります。ブドウに含まれるこれらのフェノール化合物(単量体フラバノール、ジメリック、トリマー、高分子プロシアニジン、フェノール酸など)は、抗ラジカル特性と抗酸化特性で知られています。化学的には、フラボノイドと非フラボノイドの2つのサブカテゴリに分類できます。ワインで最も重要なフラボノイドは、色、味、口当たりに寄与するアントシアニンとタンニンです。非フラボノイドの中には、レスベラトロールなどのスチルベンや、安息香酸、カフェイン酸、桂皮酸などの酸性化合物があります。これらすべてのフェノール化合物のほとんどは、ブドウの皮と種子に含まれています。強烈な超音波力は、ブドウの種子と皮膚から貴重な成分を効率的に抽出することができます。
(1995)の研究では、超音波処理は、マストとワインの香り化合物の抽出のための迅速で再現性のある線形プロセスとして示されています。超音波抽出による化合物濃度の得られた結果は、C18カラム抽出(樹脂抽出)の結果よりも高かった。
超音波抽出の利点をまとめると、超音波は、高静水圧(HP)、圧縮二酸化炭素(cCO2)および超臨界二酸化炭素(ScCO2)および高電界パルス(HELP)などの従来の非熱抽出手段に代わる安価で単純かつ効率的な代替手段です。さらなる利点は、超音波抽出が - 上記の代替案とは対照的に - 容易にテストすることができるという事実です ラボ またはベンチトップスケール。これらの試験では再現性のある結果が得られるため、その後のスケールアップでは、最適な設定を見つけるためにさらなる努力は必要ありません。完全な商業生産のために、信頼性 ヘビーデューティー超音波装置 ユニットあたり最大16,000ワットで、非常に大量のストリームの超音波処理が可能です。

ワインオークのための超音波支援抽出

オークの段階では、ワインは樽の木(伝統的なオーク)または追加された木材チップ、木の棒/杖、またはオークパウダー(代替オーク)と接触します。オーク材(フレーバー)用の最も一般的な木材は、手順の用語によれば、オーク材(コナラ)です。めったに使用されない他の木材の種類は、栗、松、レッドウッド、チェリー、アカシアなどです。木材の化学的性質は、ワインの風味とブーケに関して深い効果を得るために使用されます。オークに含まれるフェノールは、バニラ、キャラメル、クリーム、スパイス、素朴なフレーバーなどのワイン生産フレーバーと相互作用します。非常に重要な効果は、木材のリグニン構造に由来するエラギタンニン(加水分解性タンニン)であり、ワインを酸化や還元から保護します。
超音波抽出は、粉末、チップ、スティックまたはステーブの木造構造への液体の浸透が超音波によって生成される高圧および低圧サイクルによって強化されるという事実のために、ワインオークの段階に有用である。それにより、物質移動が顕著に増加するため、これはオーク期間が短くなり、フレーバーに関する結果が高くなります。オークパウダーまたは木の風味留出物(代替オーク)がワインに適用される場合、超音波力は粒子または液滴をワインに非常に細かく分散させて、表面の濡れおよび露出を改善します。これは、高い味と口当たりを実現するために非常に重要であり、アルコール飲料の品質に貢献します。バレルリングと熟成が醸造の延長時間とコスト要因を構成するという事実は、ヒールシャー超音波装置が低投資コスト、容易な実装と優れたことで納得するように、超音波を非常に興味深い処理方法にします エネルギー効率.

ワイン熟成中の超音波支援解凝集

ワインの伝統的な時間のかかる熟成プロセスでは、ワイン内でさまざまな分子の反応が起こります。これは、分子が互いの相互作用に応じて変化することを意味します。この分子変化の時間と結果は、ワインの成分と彼の環境によって異なります。一般的に、アルコールは酒に分散されることが承認されていますが、これは分子の混合が達成されることを意味するものではありません。ワインのように、自然に反応のための低エネルギーだけ – ボンディングとブレンディングが利用可能であるため、自然な変化の程度はほとんど未完成です。成分は相互作用し、結合し、分子特性を変化させる傾向がありますが、エネルギーが少ないため、分子レベルでの絶対的な相互作用、変換、または結合を実現することはできません。
ワインが超音波処理されると(つまり、液体にエネルギーが入力される)、成分はより一貫性のある均一なグレードの分散を提供します。超音波処理することにより、ワインは非常に短い処理時間で貯蔵寿命が延長された均質な液体になります。均質性により、分子間の相互作用が高くなり、より完全な分子変化が可能になります。これは、味と品質の向上を意味します。

分散:瓶詰めに先立ち、ほとんどのワインは防腐剤(重硫酸カリウム、重硫酸ナトリウムなど)、クレンザー、着色粉末、さらに清澄剤や改善剤などの添加物で処理されています。これらの添加物は、時期尚早の褐変や腐敗を防ぎ、ワインの品質を向上させ、不足を解消し、発酵プロセスをサポートするために使用されます。超音波処理により、これらの添加物をワインに非常に一貫して分散させることができるため、加工のより高い結果が達成されます。これにより、最終的には品質と味の向上につながります - すべてのワイン醸造業者の努力です。

活性化合物の超音波抽出

ワインには、タンニン、フェノール類、フラボノイドなど、健康に有益な活性化合物が幅広く含まれており、これらは製薬、食品、化粧品業界で使用される貴重な成分です。
ブドウやブドウ副産物からのポリフェノール、アントシアニジン、プロアントシアニジン、その他の生理活性化合物などの植物化学物質の抽出についてもっと読む!

エクスカーサス

ライスワインとトウモロコシワインの熟成:Changら(2002)は、ライスワインとトウモロコシワインに関する彼らの研究で、ワインの超音波処理の老化効果がワインの種類に依存することを発見しました。pH値、アルコール含有量、アセトアルデヒド、風味および官能品質に関するライスワインの超音波老化も、トウモロコシワインの超音波アシスト老化よりも有意に優れていた。ライスワインとトウモロコシワインの両方で、熟成時間が大幅に短縮されました(1年から1週間または3日)。

工業用超音波装置 ワインの超音波処理のためのフロースルーリアクターと 汁.

ヒールシャーの超音波プロセッサ

ヒールシャーは、高品質で高性能な超音波装置の大手サプライヤーです。ヒールシャー製の超音波装置は、実験室のサンプル、パイロットスケールの処理、または産業や研究の多様な範囲でのフルスケール生産に使用されています。各プロセスへの完璧なパフォーマンスと調整のために、ヒールシャーは、毎時数百立方メートルまで、数マイクロリットルから任意の液体量の超音波処理のための超音波装置の広い範囲を提供しています。超音波装置は、小規模でのプロセス効率について簡単にテストできます。通常、 UIP1000HDの (1kW)は、0.5Lから1000L/hまでの流量のプロセス開発に使用されます。このスケールでは、振幅、圧力、流量を変化させることで処理効率を最適化できます。超音波システムの生産ラインへの設置や改造、操作やメンテナンスは簡単で、簡単に行うことができます。

液体中の超音波

高出力超音波は、 キャビテーション 液体に。キャビテーション気泡の爆縮中、局所的に非常に高い力が現れます:キャビテーションの「ホットスポット」では、非常に高い温度(約5,000K)と圧力(約2,000atm)に達します。キャビテーション気泡の爆縮は、最大280m/sの速度の液体ジェットももたらします。これらの強い力が液体に入ると、さまざまな効果が発生します。アルコール液体中では、超音波処理は、アルコール、アルデヒド、エステル、およびオレフィンの酸化、重合、および縮合の加速を引き起こし、新しい化合物を構築して、より多くのより良い風味と花束を作り出します。
ワイン造り(醸造)のための最も興味深い超音波アプリケーションとして、特に超音波支援 抽出、凝集、および 分散 名前を付ける必要があります。これらの影響により、超音波処理はワインや他の飲料にとって非常に効果的な処理方法になります。
以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力を示しています。