폴리페놀이 풍부한 파워 초음파가 함유된 와인
초음파는 포도에서 페놀 화합물의 추출을 개선하여 총 폴리페놀 함량에 기여합니다 – 따라서 와인의 추가 숙성 과정을 개선합니다. 파워 초음파를 적용하면 추출 수율이 높아지고 와인의 숙성이 가속화됩니다. 따라서 파워 초음파는 분쇄 포도의 치료에 승인 된 방법이며 폴리페놀 추출, 와인 숙성 / 성숙 및 오크에 적용됩니다.
Power-Polyphenol 추출 및 와인 성숙을 위한 초음파
와인 양조에서 초음파의 메커니즘은 초음파 / 음향 캐비테이션을 기반으로합니다. 캐비테이션의 높은 전단력은 세포 구조를 파괴하고 세포벽의 기공을 확장합니다. 그 결과 세포 내 물질(예: 전분, 효소, 단백질, 페놀 성분)이 방출됩니다. 초음파의 초음파 역학적 힘은 조직 내 용매의 분포와 세포 물질로의 용매의 침투를 지원하여 물질 전달을 크게 증가시킵니다. 또한, 초음파 처리는 폴리페놀의 중합 및 축합과 같은 생화학 반응을 촉진하고 미세 산소화를 유도합니다. 초음파의 이러한 모든 효과는 와인의 숙성과 숙성에 기여합니다.
와인의 숙성과 숙성을 위한 파워 초음파: 초음파 시스템 UIP4000hdT 산업용 포도주 양조에 사용됩니다.
세포벽 파괴의 메커니즘 (a) 캐비테이션으로 인한 세포벽의 파괴. (b) 세포 구조로의 용매의 확산.
(Shirsath et al., 2012에서 발췌한 그래픽)
포도에서 초음파 폴리페놀 추출
와인의 폴리페놀: 와인에서 폴리페놀과 와인의 품질은 밀접하게 연결되어 있습니다. 포도의 이러한 2차 메타보일트는 와인의 관능적 특성에 큰 영향을 미치며 색상, 떫은맛 및 쓴맛과 같은 품질 요소에 영향을 미칩니다. 포도주 양조 과정 중 폴리 페놀 추출을위한 초음파 처리 (예 : 발효 전 반음파 처리) 및 와인 숙성 중 (목재 접촉 유무에 관계없이) 폴리 페놀 및 탄닌의 복잡한 변형 (미세 산소화, 공색 침착, 순환 첨가, 중합 및 산화)을 일으키는 끝없는 반응을 일으 킵니다.
와인 발효 전에 필수품의 초음파 처리
포도 머스트에 초음파를 적용하면 포도 과육에서 폴리페놀의 방출이 증가합니다. 음향 캐비테이션 이후 – 이것이 sonication의 작동 원리입니다 – 세포 구조를 파괴하고 세포 내 구조를 매우 효과적으로 열며, 전통적인 압착에 비해 포도와 포도 껍질에서 훨씬 더 많은 생체 활성 화합물이 방출됩니다. 이러한 생체 활성 화합물에는 향미 화합물, 색소 및 탄닌, 안토시아닌, 플라반-3-올, 프로안토시아니딘 및 플라보놀과 같은 건강 증진 물질이 포함됩니다. 스틸베노이드, 예컨대 레스베라트롤; 페놀산, 예컨대 벤조산, 카페산, 계피산; 카테킨, 타르타르산, 사과산 등이 있습니다. 또한 포도당과 과당과 같은 천연 당이 추출되어 와인 제조의 발효 과정에 중요합니다. 초음파 처리는 와인 양조 중 다양한 단계에서 적용 할 수 있습니다. García-Martín과 Sun (2013)은 연구에서 초음파를 빠른 숙성 기술로 제시하여 와인에 안토시아닌 함량이 높고 탄닌이 감소하여 고품질 와인을 생산하는 데 긍정적으로 간주됩니다. 많은 연구에서 와인 양조 중 파워 초음파의 긍정적 인 효과가 입증되었습니다. 따라서 초음파 처리는 포도주 양조 공정에서 여러 목적으로 가장 유망한 기술 중 하나로 간주됩니다. 또한 초음파는 분쇄 포도에 사용하도록 공식적으로 승인된 방법입니다. (나톨리노와 첼로티, 2022 참조)
중앙 독일의 와인 연구 연구소 인 Hochschule Anhalt 대학의 Thomas Kleinschmidt 교수의 감독하에 수행 된 연구는 초음파 처리 된 와인에서 폴리 페놀의 상당한 증가를 명확하게 보여줍니다. 예를 들어, 블라우어 츠바이겔트(Blauer Zweigelt) 유형의 독일 레드 와인에서는 폴리페놀 함량이 40% 이상 증가했습니다. 연구를 위해 1.5L 레드 와인 Blauer Zweigelt는 100 % 진폭 설정 (진폭 43 μm, sonotrode 표면 9cm)에서 초음파 처리되었습니다.2). 멸종은 붉은 색의 경우 520nm였습니다. Folin-Ciocalteu 분석을 사용하여 총 폴리페놀 함량을 카테킨으로 측정한 결과, 총 폴리페놀 함량이 40% 증가한 것으로 나타났습니다.
포도의 초음파 처리는 와인 발효 전에 폴리페놀 함량을 최대 40%까지 증가시켜야 합니다.
(연구 및 그래프: © Prof. Th. Kleinschmidt, Hochschule Anhalt)
- 더 강렬한 맛
- 더 많은 폴리페놀
- 더 어두운 색상
- 떫은맛 감소
- 더 높은 HCl 지수
- 더 부드럽고 둥근 입 느낌
초음파는 포도에서 폴리페놀 수율을 증가시키는 데 사용됩니다. 또한 초음파는 몇 분 안에 와인을 숙성 할 수 있습니다.
나톨리노(Natolino)와 셀로티(Celotti, 2022)의 또 다른 연구에서도 초음파 치료 후 우수한 와인 품질을 입증했습니다. 이탈리아 우디네 대학 (University of Udine)의 연구원들은 Hielscher 초음파 발생기 UP200St를 sonotrode S26d14와 함께 사용하여 적포도주에 대한 초음파 처리 효과를 조사했습니다. 아래 그래프에서 알 수 있듯이 초음파는 처리되지 않은 샘플의 68.06 ± 1.72에서 처리 된 샘플의 평균 값으로 73.78 ± 1.52로 모든 초음파 처리 샘플의 HCl 지수를 향상시킵니다. 진폭 증가와 초음파 처리 시간 사이에 명확한 추세는 강조 될 수 없지만, 30 %와 2 분 (71.59 ± 1.06) 및 90 %와 10 분 (74.25 ± 1.53)에서 초음파 처리 된 샘플 사이의 HCl 지수가 크게 증가하는 것을 관찰 할 수 있습니다. 동시에 초음파는 처리되지 않은 와인의 수렴성을 91.8 ± 1.2에서 초음파 처리 된 샘플의 평균 값으로 82.7 ± 3.7로 감소시킵니다 (오른쪽 그래프 보기).
탄닌 및 다당류와 같은 콜로이드 물질의 입자 크기는 초음파 처리에 의해 감소되어 안정성과 최종 감각 지각 향상에 기여합니다.
- 더 강렬한 맛의 부케
- 더 많은 폴리페놀
- 더 어두운 색상
- 떫은맛 감소
- 더 높은 HCl 지수
- 더 부드럽고 둥근 입 느낌
와인의 초음파 숙성과 성숙
초음파는 순전히 물리적, 소위 소노-기계적 힘을 가하여 와인 숙성을 가속화합니다. 포도와 와인 종류에 맞게 조정하면 초음파는 안토시아닌과 탄닌 사이의 축합 반응 속도를 향상시켜 기존의 내추럴 와인 색상 개발 시간을 단축하여 와인 숙성에 필요한 시간을 단축 할 수 있습니다.
초음파 가속 와인 성숙 : Th. Kleinschmidt 교수의 연구는 American Blend 우드 칩의 존재 하에서 초음파 처리 될 때 레드 와인에서 3- 메틸 -1 부탄올 향의 유익한 변화를 보여줍니다. (초음파기 UIP2000hdT)
HCl 지수(A), 수성맛 지수(B) 및 입자 크기(C) – 진폭 (30, 60 및 90 %) 및 초음파 처리 시간 (2, 6 및 10 분)의 다른 수준에서 처리되지 않은 (대조군) 및 초음파 처리 된 샘플의 상자 플롯 초음파기 UP200St.
(연구 및 표: © Natolino 및 Celotti, 2022)
Enological Tannins를 사용한 초음파 와인 숙성
참나무, 포도씨 및 껍질, 식물 담즙, 밤나무, 케브라초, 갬비어 및 미로발란 과일에서 추출한 에노로지컬 타닌은 풍미 프로필과 색상 내구성을 개선하기 위해 와인 생산의 여러 단계에서 첨가할 수 있습니다. 초음파는 enological 탄닌을 사용하여 와인 숙성을 촉진 할 수 있습니다. 초음파 오크는 오크 지팡이 또는 칩에서 목재 유래 탄닌과 풍미 화합물을 전달하는 상당히 가속화 된 과정입니다. 초음파로 오크 숙성된 와인은 뛰어난 풍미 프로필을 제공하며, 이는 여러 달의 배럴 숙성에 비해 몇 분의 짧은 처리 내에 개발됩니다. 초음파 추출은 증가된 질량 전달에 의해 오크 향 화합물(예: 바닐란, 유제놀, 이소유제놀, 푸르푸랄, 5-메틸푸르푸랄, 구아이아콜, 4-메툴구아이아콜)을 방출합니다.
산업용 와인 양조를 위한 고성능 초음파기
Hielscher 초음파 프로세서는 포도주 양조 및 증류주 숙성 분야에서 잘 알려져 있습니다. 와인 메이커 – 둘 다 독점적인 부티크 포도밭과 대규모 와인 생산자 모두입니다 – Hielscher의 광범위한 장비 범위에서 와인 폴리 페놀 추출 및 성숙의 생산 요구 사항에 이상적인 초음파 처리 장비를 찾으십시오. 배치 및 연속 인라인 공정 설정을 쉽게 사용할 수 있으며 당일에 배송할 수 있습니다.
자동 데이터 프로토콜링
식품 및 음료 제품의 생산 표준을 충족하려면 제조 공정을 자세히 모니터링하고 기록해야 합니다. Hielscher 초음파 디지털 초음파 장치는 자동 데이터 프로토콜링 기능을 갖추고 있습니다. 이 스마트 기능으로 인해 초음파 에너지 (총 및 순 에너지), 온도, 압력 및 시간과 같은 모든 중요한 프로세스 매개 변수는 장치를 켜는 즉시 내장 SD 카드에 자동으로 저장됩니다. 공정 모니터링 및 데이터 기록은 지속적인 공정 표준화 및 제품 품질에 중요합니다. 자동으로 기록 된 프로세스 데이터에 액세스하여 이전 초음파 처리 실행을 수정하고 결과를 평가할 수 있습니다.
또 다른 사용자 친화적 인 기능은 디지털 초음파 시스템의 브라우저 원격 제어입니다. 원격 브라우저 제어를 통해 어디서나 원격으로 초음파 프로세서를 시작, 중지, 조정 및 모니터링 할 수 있습니다.
최고의 품질 기준 충족 – 계획적인 & 독일에서 제조
Hielscher 초음파의 정교한 하드웨어 및 스마트 소프트웨어는 재현 가능한 결과와 사용자 친화적이고 안전한 작동으로 식물 원료에서 신뢰할 수있는 초음파 추출 결과를 보장하도록 설계되었습니다. 견고 함, 신뢰성, 최대 부하에서 24/7 작동 및 작업자의 관점에서 볼 때 간단한 작동은 Hielscher 초음파를 유리하게 만드는 추가 품질 요소입니다.
Hielscher 초음파 추출기는 전 세계적으로 식품 및 음료 제품의 고품질 추출에 사용됩니다. 높은 수율과 우수한 품질을 제공하는 것으로 입증 된 Hielscher 초음파기는 소규모 부티크 와인 메이커뿐만 아니라 주로 상업적으로 유통되는 와인의 산업 생산에 사용됩니다. 견고한 하드웨어와 스마트 소프트웨어로 인해 Hielscher 초음파 프로세서는 쉽게 작동하고 모니터링 할 수 있습니다.
독일 Teltow에 위치한 Hielscher Ultrasonics는 소유주가 관리하는 가족 기업입니다. Hielscher 초음파는 ISO 인증을 받았습니다. 물론, Hielscher 초음파는 CE를 준수하며 UL, CSA 및 RoHs의 요구 사항을 충족합니다.
The table below gives you an indication of the approximate processing capacity of our ultrasonicators:
| Batch Volume | 유량 | Recommended Devices |
|---|---|---|
| 10 to 2000mL | 20 to 400mL/min | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1 to 20L | 0.2 to 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 to 100L | 2 to 10L/min | UIP4000hdt 님 |
| n.a. | 2 내지 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 to 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | larger | cluster of UIP16000 |
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Hielscher Ultrasonics manufactures high-performance ultrasonic homogenizers for mixing applications, dispersion, emulsification and extraction on lab, pilot and industrial scale.
Literature / References
- Parthey, Beatrix; Lenk, Matthias; Kleinschmidt, Thomas (2014): Ultraschallbehandlung von Traubenmaische und Wein. Präsentation der Hochschule Anhalt, Mitteldeutsches Institut für Weinforschung, 2014.
- Andrea Natolino, Emilio Celotti (2022): Ultrasound treatment of red wine: Effect on polyphenols, mathematical modeling, and scale-up considerations. LWT Volume 154, 2022.
- Ceferino Carrera; Ana Ruiz-Rodríguez; Miguel Palma; Carmelo G. Barroso (2012): Ultrasound assisted extraction of phenolic compounds from grapes. Analytica Chimica Acta 732, 2012. 100–104.
- Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
Facts Worth Knowing
와인의 생체 활성 물질
와인의 페놀 함량은 페놀 화합물을 나타냅니다 – 천연 페놀과 폴리페놀은 와인의 맛, 색상 및 입맛에 영향을 미치는 수백 가지 화합물의 큰 그룹을 포함합니다. 이러한 화합물에는 페놀산, 스틸베노이드, 플라보놀, 디히드로플라보놀, 안토시아닌, 플라바놀 단량체(카테킨) 및 플라바놀 중합체(프로안토시아니딘)가 포함됩니다. 이 큰 천연 페놀 그룹은 크게 플라보노이드와 비플라보노이드의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 플라보노이드에는 와인의 색과 입맛에 기여하는 안토시아닌과 탄닌이 포함됩니다. 비플라보노이드에는 레스베라트롤과 같은 스틸베노이드와 벤조산, 카페산, 신남산과 같은 페놀산이 포함됩니다.
Polyphenols
폴리페놀은 식물에서 발견되는 2차 대사 산물입니다. 생체 활성 물질인 폴리페놀은 식물 색소, 향료 성분, 광합성 시스템을 위한 보호제 또는 생체 고분자(예: 리그닌 및 수베린)의 구성 요소로 분류할 수 있습니다. 폴리페놀 종류에는 플라보노이드 및 안토시아닌, 프로시아니딘, 벤조산 유도체(예: 바닐산과 같은 하이드록시벤조산, 갈산과 같은 트리하이드록시벤조산 및 프로토카테추산과 같은 디하이드록시벤조산), 신남산 유도체(카페산, p-쿠마르산과 같은 하이드록시신남산) 및 스틸벤 유도체(예: 레스베라트롤)가 포함됩니다.
오늘날 8000개 이상의 폴리페놀 화합물이 식물에서 확인되었습니다.
Hielscher Ultrasonics manufactures high-performance ultrasonic homogenizers from 랩 to industrial size.