고출력 초음파로 만드는 폴리페놀이 풍부한 와인

초음파 처리는 포도에서 머스트로 페놀 화합물이 추출되는 것을 촉진하여 총 폴리페놀 함량을 높이고 – 이에 따라 이후 와인의 숙성 과정을 개선합니다. 고출력 초음파를 적용하면 추출 수율이 높아지고 와인의 숙성이 가속화됩니다. 따라서 고출력 초음파는 파쇄된 포도 처리에 승인된 방법으로, 폴리페놀 추출, 와인 숙성 및 오크 처리에 사용됩니다.

폴리페놀 추출 및 와인 숙성을 위한 고출력 초음파

와인 양조에서 초음파의 작용 원리는 초음파 / 음향 캐비테이션에 기반합니다. 캐비테이션으로 발생하는 높은 전단력은 세포 구조를 파쇄하고 세포벽의 기공을 확장합니다. 이로 인해 세포 내 물질(예: 전분, 효소, 단백질, 페놀 성분)이 방출됩니다. 초음파의 음향 기계적 힘은 용매가 조직 내에 분포하고 세포 물질 내부로 침투하도록 도와 물질 전달을 크게 증가시킵니다. 또한 초음파 처리는 폴리페놀의 중합 및 축합과 같은 생화학 반응을 촉진하고 미세 산소 공급을 유도합니다. 이러한 초음파의 모든 효과는 와인의 숙성에 기여합니다.

포도에서 초음파를 이용한 폴리페놀 추출

와인의 폴리페놀: 와인에서 폴리페놀과 와인의 품질은 밀접하게 연관되어 있습니다. 포도의 이러한 이차 대사산물은 와인의 관능적 특성에 상당한 영향을 미치며, 이에 따라 색상, 떫은맛, 쓴맛과 같은 품질 요인에 영향을 줍니다. 와인 양조 과정(예: 발효 전 머스트의 초음파 처리)과 와인 숙성 중(목재 접촉 유무와 관계없이)에 폴리페놀 추출을 위해 초음파 처리를 하면 끊임없는 반응이 일어나 폴리페놀과 탄닌의 복잡한 변환(미세 산소 공급, 보조 색소 형성, 고리 첨가, 중합 및 산화)이 발생합니다.

와인 발효 전 머스트의 초음파 처리

포도 머스트에 초음파를 적용하면 포도 과육에서 폴리페놀의 방출이 증가합니다. 초음파 처리의 작동 원리인 음향 캐비테이션은 세포 구조를 파괴하고 세포 내 구조를 매우 효과적으로 개방하므로, 기존 압착 방식에 비해 포도와 포도 껍질에서 훨씬 더 많은 생리활성 화합물이 방출됩니다. 이러한 생리활성 화합물에는 향미 화합물, 색소 및 건강 증진 물질이 포함되며, 그 예로는 탄닌, 안토시아닌, 플라반-3-올, 프로안토시아니딘 및 플라보놀, 레스베라트롤과 같은 스틸베노이드, 벤조산, 카페산 및 신남산과 같은 페놀산, 카테킨, 그리고 타르타르산과 사과산 등이 있습니다. 또한 와인 양조의 발효 과정에 필수적인 포도당과 과당 등의 천연 당도 추출됩니다. 초음파 처리는 와인 양조의 여러 단계에 적용할 수 있습니다. García-Martín과 Sun(2013)은 연구에서 초음파를 와인의 안토시아닌 함량을 높이고 탄닌 함량을 줄일 수 있는 신속한 숙성 기법으로 제시했으며, 이러한 변화는 고품질 와인 생산에 긍정적인 것으로 평가됩니다. 많은 연구에서 와인 양조 중 고출력 초음파의 긍정적인 효과가 입증되었습니다. 따라서 초음파 처리는 와인 양조 공정의 여러 목적에 활용할 수 있는 가장 유망한 기술 중 하나로 여겨집니다. 또한 초음파는 파쇄한 포도에 사용하도록 공식 승인된 방법입니다. (참조: Natolino and Celotti, 2022)

Hochschule Anhalt의 중부 독일 와인 연구소 소속 Thomas Kleinschmidt 교수의 지도하에 수행된 연구들은 초음파 처리한 와인에서 폴리페놀이 유의하게 증가함을 명확히 보여줍니다. 예를 들어, 독일산 Blauer Zweigelt 레드 와인의 폴리페놀 함량은 40% 넘게 증가했습니다. 이 연구에서는 Blauer Zweigelt 레드 와인 1.5L를 100% 진폭 설정(진폭 43 μm, 소노트로드 표면적 9 cm²)으로 초음파 처리했습니다. 붉은 색의 흡광도는 520 nm에서 측정했습니다. Folin-Ciocalteu 분석법으로 총 폴리페놀 함량을 카테킨 환산값으로 측정한 결과, 총 폴리페놀이 40% 증가한 것으로 나타났습니다.

초음파는 와인 양조 공정에서 여러 목적으로 활용할 수 있는 가장 유망한 기술 중 하나로 여겨질 수 있으며, 파쇄한 포도의 처리에 사용하도록 공식 승인되었습니다.
Natolino와 Celotti(2022)의 또 다른 연구에서도 초음파 처리 후 와인의 우수한 품질이 입증되었습니다. 이탈리아 우디네 대학교 연구진은 소노트로드 S26d14를 장착한 Hielscher 초음파 처리기 UP200St를 사용하여 초음파 처리가 레드 와인에 미치는 영향을 조사했습니다. 아래 그래프에서 볼 수 있듯이, 초음파는 모든 초음파 처리 시료의 HCl 지수를 높였으며, 무처리 시료의 68.06 ± 1.72에서 처리 시료의 평균값인 73.78 ± 1.52로 증가시켰습니다. 진폭 증가와 초음파 처리 시간 간에 명확한 경향은 확인되지 않았지만, 30%에서 2 min 동안 초음파 처리한 시료(71.59 ± 1.06)와 90%에서 10 min 동안 처리한 시료(74.25 ± 1.53) 사이에서는 HCl 지수의 유의한 증가를 관찰할 수 있습니다. 동시에 초음파는 떫은맛을 무처리 와인의 91.8 ± 1.2에서 초음파 처리 시료의 평균값인 82.7 ± 3.7로 감소시킵니다(오른쪽 그래프 참조).
초음파 처리는 탄닌과 다당류 같은 콜로이드 물질의 입자 크기를 줄이며, 이는 안정성과 최종 관능적 특성의 개선에 기여합니다.

초음파를 이용한 와인의 숙성

초음파는 이른바 음향 기계적 힘이라는 순수한 물리적 힘을 가하여 와인 숙성을 가속합니다. 포도와 와인의 종류에 맞게 조정하면 초음파 처리는 안토시아닌과 탄닌 사이의 축합 반응 속도를 높여 와인의 색이 자연적으로 발달하는 데 통상적으로 걸리는 시간을 단축함으로써 와인 숙성에 필요한 시간을 줄일 수 있습니다.

양조용 탄닌을 이용한 초음파 와인 숙성

참나무 목재, 포도씨와 껍질, 식물의 충영, 밤나무, 케브라초, 감비르 및 미로발란 열매에서 추출한 양조용 탄닌은 풍미 프로파일과 색의 지속성을 개선하기 위해 와인 생산의 여러 단계에서 첨가할 수 있습니다. 초음파 처리는 양조용 탄닌을 이용한 와인 숙성을 촉진할 수 있습니다. 초음파 오크 처리는 오크 스테이브나 칩에서 목재 유래 탄닌과 풍미 성분을 전달하는 과정을 크게 가속하는 공정입니다. 초음파로 오크 숙성한 와인은 뛰어난 풍미 프로파일을 제공하며, 이는 여러 달이 걸리는 배럴 숙성과 비교하여 수 분의 짧은 처리로 형성됩니다. 초음파 추출은 물질 전달을 증가시켜 오크 향 성분(예: vanillan, eugenol, isoeugenol, furfural, 5-methylfurfural, guaiacol, 4-methulguaiacol)을 방출합니다.

산업용 와인 양조를 위한 고성능 초음파 처리기

Hielscher Ultrasonics의 초음파 처리기는 와인 양조 및 증류주 숙성 분야에서 확고히 자리 잡고 있습니다. 고급 부티크 포도원부터 대규모 와인 생산업체까지 와인 생산자들은 Hielscher의 폭넓은 장비 제품군에서 와인의 폴리페놀 추출 및 숙성에 관한 생산 요구 사항에 이상적인 초음파 처리 장비를 찾을 수 있습니다. 배치식 및 연속 인라인 공정 구성 모두 즉시 공급 가능하며 당일 출고할 수 있습니다.

자동 데이터 기록

식품 및 음료 제품의 생산 기준을 충족하려면 제조 공정을 상세히 모니터링하고 기록해야 합니다. Hielscher Ultrasonics의 디지털 초음파 장치에는 자동 데이터 기록 기능이 탑재되어 있습니다. 이 지능형 기능 덕분에 장치를 켜는 즉시 초음파 에너지(총에너지 및 순에너지), 온도, 압력, 시간 등 모든 주요 공정 매개변수가 내장 SD 카드에 자동으로 저장됩니다. 공정 모니터링과 데이터 기록은 지속적인 공정 표준화와 제품 품질에 중요합니다. 자동으로 기록된 공정 데이터에 접근하여 이전 초음파 처리 작업을 검토하고 결과를 평가할 수 있습니다.
또 다른 사용자 친화적 기능은 당사 디지털 초음파 시스템의 브라우저 원격 제어입니다. 브라우저 원격 제어를 통해 어디에서든 초음파 처리기를 원격으로 시작, 정지, 조정 및 모니터링할 수 있습니다.

최고의 품질 기준 충족 – 독일에서 설계 및 제조

Hielscher 초음파 처리기의 정교한 하드웨어와 스마트 소프트웨어는 식물성 원료에서 재현성 있고 신뢰할 수 있는 초음파 추출 결과를 얻고, 사용자 친화적이고 안전하게 작동할 수 있도록 설계되었습니다. 견고성, 신뢰성, 최대 부하에서의 24/7 작동, 작업자 관점에서의 간편한 조작도 Hielscher 초음파 처리기를 선호하게 하는 품질 요소입니다.
Hielscher Ultrasonics 추출기는 전 세계에서 식음료 제품의 고품질 추출에 사용됩니다. 높은 수율과 우수한 품질이 입증된 Hielscher 초음파 처리기는 소규모 부티크 와인 생산자뿐만 아니라 주로 상업적으로 유통되는 와인의 산업 생산에 사용됩니다. 견고한 하드웨어와 스마트 소프트웨어 덕분에 Hielscher 초음파 처리기는 쉽게 조작하고 모니터링할 수 있습니다.
독일 텔토에 위치한 Hielscher Ultrasonics는 소유주가 직접 경영하는 가족 기업입니다. Hielscher Ultrasonics는 ISO 인증을 받았습니다. 물론 Hielscher 초음파 처리기는 CE 규정을 준수하며 UL, CSA 및 RoHs의 요구 사항을 충족합니다.

아래 표는 당사 초음파 처리기의 대략적인 처리 용량을 보여 줍니다: