Polyphenolräich Wäiner mat Leeschtungsultraschall
D’Ultraschallbehandlung verbessert d’Extraktioun vu phenolesche Verbindungen aus den Drauwen an de Most, wat zum Gesamtpolyphenolgehalt bäidréit – an doduerch de weideren Alterungsprozess vum Wäin verbessert. Den Asaz vu Leeschtungsultraschall liwwert méi héich Extraktiounsausbezuelen a beschleunegt d’Räifung vu Wäiner. Dofir ass Leeschtungsultraschall eng zougeloosse Method fir d’Behandlung vun zerquetschten Drauwen a gëtt fir d’Polyphenolextraktioun, d’Alterung / d’Räifung vu Wäin an d’Behandlung mat Eechenholz agesat.
Leeschtungsultraschall fir d’Polyphenolextraktioun an d’Wäinräifung
De Wierkmechanismus vum Ultraschall bei der Wäinhierstellung baséiert op Ultraschallkavitatioun / akustescher Kavitatioun. Héich Schéierkräften duerch Kavitatioun briechen Zellstrukturen op a vergréisseren d’Poren an den Zellwänn. Dëst féiert zur Fräisetzung vun intrazellulärem Material (z. B. Stäerkt, Enzymen, Proteinnen, phenolesche Komponenten). Déi sonomechanesch Kräfte vun den Ultraschallwellen ënnerstëtzen d’Verdeelung vum Léisungsmëttel am Geweebe an d’Andrénge vum Léisungsmëttel an d’Zellmaterial, wat zu engem däitlech verstäerkte Stofftransport féiert. Zousätzlech fërdert d’Ultraschallbehandlung biocheemesch Reaktioune wéi d’Polymerisatioun an d’Kondensatioun vu Polyphenolen a léist eng Mikrooxygenéierung aus. All dës Effekter vum Ultraschall droen zur Alterung an zur Räifung vu Wäiner bäi.
Leeschtungsultraschall fir d’Alterung an d’Räifung vu Wäin: Den Ultraschallsystem UIP4000hdT gëtt an der industrieller Wäinhierstellung agesat.
De Mechanismus vum Opbrieche vun der Zellwand (a) Opbrieche vun der Zellwand duerch Kavitatioun. (b) Diffusioun vum Léisungsmëttel an d’Zellstruktur.
(Grafik adaptéiert no Shirsath et al., 2012)
Ultraschallgestëtzt Extraktioun vu Polyphenolen aus Drauwen
Polyphenolen am Wäin: Bei Wäiner sinn d’Polyphenolen an d’Qualitéit vum Wäin enk matenee verbonnen. Dës sekundär Metabolitte vun den Drauwen beaflossen déi organoleptesch Eegenschafte vum Wäin däitlech a wierken doduerch op Qualitéitsfacteure wéi Faarf, Astringenz a Batterkeet an. D’Ultraschallbehandlung fir d’Polyphenolextraktioun wärend der Wäinhierstellung (z. B. d’Ultraschallbehandlung vum Most virun der Fermentatioun) a wärend der Wäinalterung (mat oder ouni Holzkontakt) léist onendlech Reaktiounen aus, déi zu komplexen Ëmwandlunge vu Polyphenolen an Tanninne féieren (Mikrooxygenéierung, Kopigmentéierung, Cycloadditioun, Polymerisatioun an Oxidatioun).
Ultraschallbehandlung vum Most virun der Wäinfermentatioun
Wann Ultraschall op Drauwemost applizéiert gëtt, gi méi Polyphenoler aus dem Fruchtfleesch vun den Drauwe fräigesat. Well d’akustesch Kavitatioun – de Wierkprinzip vun der Ultraschallbehandlung – Zellstrukturen opbrécht an intrazellulär Strukture ganz effektiv opmécht, gi vill méi bioaktiv Verbindungen aus den Drauwen an hiren Schuele fräigesat wéi beim traditionelle Pressen. Zu dëse bioaktive Verbindunge gehéieren Aromaverbindungen, Pigmenter a gesondheetsfërderend Substanze wéi Tanninnen, Anthocyaninnen, Flavan-3-olen, Proanthocyanidinnen a Flavonolen; Stilbenoide wéi Resveratrol; Phenolsäiere wéi Benzoesäier, Kaffissäier an Zimtsäier; Catechinnen, souwéi ënner anerem Wäisäier an Äppelsäier. Zousätzlech ginn natierlech Zockere wéi Glukos a Fruktos extrahéiert, déi fir de Fermentatiounsprozess bei der Wäiproduktioun entscheedend sinn. D’Ultraschallbehandlung kann a verschiddene Schrëtt vun der Wäiproduktioun agesat ginn. García-Martín a Sun (2013) stellen Ultraschall an hirer Etüd als eng séier Alterungstechnik vir, déi de Wäiner e méi héijen Undeel un Anthocyaninnen an e méi nidderegen Undeel un Tanninne kéint ginn, wat fir d’Produktioun vu qualitativ héichwäertege Wäiner als positiv ugesi gëtt. Vill Etüden hunn déi positiv Effekter vu Leeschtungsultraschall bei der Wäiproduktioun nogewisen. Dofir gëllt d’Ultraschallbehandlung als eng vun de villverspriechendsten Technologië fir verschidden Zwecker a Wäiproduktiounsprozesser. Ausserdeem ass Ultraschall eng offiziell zougeloosse Method fir den Asaz bei zerquetschten Drauwen. (kuckt Natolino a Celotti, 2022)
Etüden ënner der Leedung vum Prof. Thomas Kleinschmidt vun der Hochschule Anhalt, Institut fir Wäifuerschung a Mëtteldäitschland, weisen däitlech déi bedeitend Erhéijung vum Polyphenolgehalt a mat Ultraschall behandeltem Wäin. Zum Beispill gouf de Polyphenolgehalt an däitschem roude Wäin vun der Zort Blauer Zweigelt ëm méi wéi 40% erhéicht. Fir d’Etüd goufen 1,5L roude Wäin Blauer Zweigelt bei enger Amplitudenastellung vun 100% mat Ultraschall behandelt (Amplitud 43 μm, Sonotrodenuewerfläch 9 cm2). D’Extinktioun fir déi rout Fierwung gouf bei 520 nm bestëmmt. Mam Folin-Ciocalteu-Test gouf de Gesamtpolyphenolgehalt als Catechinne gemooss, woubäi eng Erhéijung vum Gesamtpolyphenolgehalt ëm 40% festgestallt gouf.
- méi intensiv Aromen
- méi Polyphenoler
- méi däischter Faarf
- manner Astringenz
- méi héijen HCl-Index
- méi mëllt, méi ronnt Mondgefill
Eng weider Etüd vum Natolino a Celotti (2022) huet och déi iwwerleeë Qualitéit vum Wäin no der Ultraschallbehandlung nogewisen. D’Fuerscher vun der Universitéit Udine an Italie hunn den Hielscher Ultraschallapparat UP200St mat der Sonotrod S26d14 benotzt, fir d’Effekter vun der Ultraschallbehandlung op roude Wäin z’ënnersichen. Wéi d’Grafiken hei ënne weisen, erhéicht Ultraschall den HCl-Index fir all déi mat Ultraschall behandelt Prouwe vun 68,06 ± 1,72 bei der onbehandelter Prouf op 73,78 ± 1,52 als Mëttelwäert vun de behandelte Prouwen. Et konnt kee kloeren Trend tëscht zouhuelender Amplitud an Ultraschallbehandlungsdauer festgestallt ginn, obwuel eng bedeitend Erhéijung vum HCl-Index tëscht de Prouwen, déi bei 30% an 2 min (71,59 ± 1,06) a bei 90% an 10 min (74,25 ± 1,53) mat Ultraschall behandelt goufen, observéiert ka ginn. Gläichzäiteg reduzéiert Ultraschall d’Astringenz vun 91,8 ± 1,2 beim onbehandelte Wäin op 82,7 ± 3,7 als Mëttelwäert vun de mat Ultraschall behandelte Prouwen (kuckt d’Grafike riets).
D’Partikelgréisst vu kolloidale Substanze wéi Tanninnen a Polysaccharide gëtt duerch d’Ultraschallbehandlung reduzéiert, wat zu enger verbesserter Stabilitéit a verbesserte sensoresche Perceptioune vum fäerdege Wäin bäidréit.
- méi intensivt Aromabouquet
- méi Polyphenoler
- méi däischter Faarf
- manner Astringenz
- méi héijen HCl-Index
- méi mëllt, méi ronnt Mondgefill
Alterung a Räifung vu Wäin mat Ultraschall
Ultraschallwelle beschleunegen d’Alterung vu Wäin duerch reng physikalesch, sougenannt sonomechanesch Kräften. Wann d’Ultraschallbehandlung un d’Drauwenzort an de Wäintyp ugepasst ass, kann si d’Geschwindegkeet vun der Kondensatiounsreaktioun tëscht Anthocyanin an Tanninnen erhéijen, déi üblech Dauer vun der natierlecher Faarfentwécklung vum Wäin verkierzen an domat déi fir d’Alterung vum Wäin néideg Zäit reduzéieren.
Duerch Ultraschall beschleunegt Wäiräifung: D’Etüd vum Prof. Th. Kleinschmidt weist déi positiv Verännerung vum 3-Methyl-1Butanol-Aroma am roude Wäin, wann dësen a Presenz vun American Blend-Holzspéin mat Ultraschall behandelt gëtt. (Ultraschallapparat UIP2000hdT)
HCl-Index (A), Adstringenzindex (B) a Partikelgréisst (C) – Boxplots vun onbehandelte Prouwen (Kontroll) a mat Ultraschall behandelte Prouwe bei verschiddenen Amplituden (30, 60 an 90%) a Behandlungszäiten (2, 6 an 10 min) mam Ultraschallapparat UP200St.
(Etüd an Tabell: © Natolino an Celotti, 2022)
Alterung vu Wäin mat Ultraschall ënner Asaz vun oenologeschen Tanninnen
Oenologesch Tanninnen, déi aus Eechenholz, Drauwekären an Drauweschuelen, Planzegallen, Käschten, Quebracho, Gambier a Myrobalan-Friichten extrahéiert ginn, kënnen a verschiddene Phase vun der Wäiproduktioun bäigesat ginn, fir den Aromaprofil an d’Faarfbestännegkeet ze verbesseren. D’Ultraschallbehandlung kann d’Alterung vu Wäin ënner Asaz vun oenologeschen Tanninne fërderen. D’Eechenholzbehandlung mat Ultraschall ass e wesentlech beschleunegte Prozess, bei deem Tanninnen an Aromaverbindungen aus Eechenholzdauben oder Eechenholzspéin iwwerdroe ginn. Wäiner, déi mat Ultraschall a Kontakt mat Eechenholz geräift sinn, bidden en exzellenten Aromaprofil, deen duerch eng kuerz Behandlung vun e puer Minutten entsteet, am Verglach zu e puer Méint Räifung am Faass. D’Ultraschallextraktioun setzt d’Aromaverbindunge vum Eechenholz (z. B. vanillan, eugenol, isoeugenol, furfural, 5-methylfurfural, guaiacol, 4-methulguaiacol) duerch e verstäerkte Stofftransport fräi.
Héichleeschtungs-Ultraschallapparater fir d’industriell Wäiproduktioun
D’Prozessere vun Hielscher Ultrasonics si gutt am Beräich vun der Wäiproduktioun an der Alterung vu Spirituosen etabléiert. Wënzer – souwuel exklusiv Boutique-Wéngerten ewéi och grouss Wäiproduzenten – fannen am breeden Apparatesortiment vun Hielscher déi ideal Ultraschallausrüstung fir hir Produktiounsufuerderunge bei der Extraktioun vu Polyphenolen aus Wäin a bei der Wäiräifung. Souwuel Anlage fir d’Chargeveraarbechtung ewéi och fir kontinuéierlech Inline-Prozesser sinn direkt disponibel a kënnen nach de selwechten Dag verschéckt ginn.
Automatesch Dateprotokolléierung
Fir d’Produktiounsnorme fir Liewensmëttel a Gedrénks ze erfëllen, mussen d’Fabrikatiounsprozesser am Detail iwwerwaacht an dokumentéiert ginn. Déi digital Ultraschallapparater vun Hielscher Ultrasonics hunn eng automatesch Dateprotokolléierung. Duerch dës intelligent Funktioun ginn all wichteg Prozessparameter wéi Ultraschallenergie (Gesamt- an Nettoenergie), Temperatur, Drock an Zäit automatesch op enger agebauter SD-Kaart gespäichert, soubal den Apparat ageschalt gëtt. D’Prozessiwwerwaachung an d’Datenopzeechnung si wichteg fir déi kontinuéierlech Standardiséierung vun de Prozesser an d’Produktqualitéit. Mam Zougrëff op déi automatesch opgezeechent Prozessdate kënnt Dir fréier Ultraschallbehandlungen iwwerpréiwen an hir Resultater bewäerten.
Eng weider benotzerfrëndlech Funktioun ass d’Fernsteierung vun eisen digitalen Ultraschallsystemer iwwer de Browser. Mat der Fernsteierung iwwer de Browser kënnt Dir Ären Ultraschallprozessor vun iwwerall aus starten, stoppen, astellen an iwwerwaachen.
Erfëllung vun den héchste Qualitéitsnormen – An Däitschland entwéckelt a fabrizéiert
Déi sophistikéiert Hardware an déi intelligent Software vun den Hielscher Ultraschallapparater sinn entwéckelt, fir zouverlässeg Resultater bei der Ultraschallextraktioun aus Ärem planzleche Réimaterial mat reproduzéierbare Resultater an enger benotzerfrëndlecher, sécherer Bedéngung ze garantéieren. Robustheet, Zouverlässegkeet, 24/7-Betrib ënner voller Laascht an eng einfach Bedéngung aus der Siicht vum Bedreiwer si weider Qualitéitsfacteuren, déi Hielscher Ultraschallapparater attraktiv maachen.
Extraktere vun Hielscher Ultrasonics gi weltwäit fir déi héichwäerteg Extraktioun vu Liewensmëttel a Gedrénks agesat. Hielscher Ultraschallapparater liwweren noweislech héich Ausbezuelen an eng iwwerleeë Qualitéit a ginn net nëmme vu méi klenge Boutique-Wënzer benotzt, mee haaptsächlech an der industrieller Produktioun vu kommerziell vermaarte Wäiner. Duerch hir robust Hardware an intelligent Software kënnen Hielscher Ultraschallprozesser einfach bedéngt an iwwerwaacht ginn.
Hielscher Ultrasonics zu Teltow an Däitschland ass e Familljebetrib, dee vun de Besëtzer geleet gëtt. Hielscher Ultrasonics ass ISO-zertifizéiert. Selbstverständlech sinn Hielscher Ultraschallapparater CE-konform an erfëllen d’Ufuerderunge vun UL, CSA a RoHs.
Déi follgend Tabell gëtt Iech en Iwwerbléck iwwer déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater:
| Chargevolumen | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 bis 20L | 0,2 bis 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100L | 2 bis 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 2 bis 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 bis 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | méi héich | Verbund vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Literatur / Referenzen
- 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.
Wëssenswäertes
Bioaktiv Substanzen am Wäin
De Phenolgehalt am Wäin bezitt sech op d’phenolesch Verbindungen – natierleche Phenol a Polyphenolen, déi eng grouss Grupp vu méi honnert cheemesche Verbindungen ëmfaassen, déi de Goût, d’Faarf an d’Mondgefill vum Wäin beaflossen. Dës Verbindungen ëmfaasse phenolesch Saieren, Stilbenoiden, Flavonolen, Dihydroflavonolen, Anthocyanen, Flavanolmonomeren (Catechinnen) a Flavanolpolymeren (Proanthocyanidinnen). Dës grouss Grupp vun natierleche Phenole kann am Grousse Ganzen an zwou Kategorien agedeelt ginn: Flavonoiden an Net-Flavonoiden. Zu de Flavonoide gehéieren d’Anthocyanen an d’Tanninnen, déi zur Faarf an zum Mondgefill vum Wäin bäidroen. Zu den Net-Flavonoide gehéieren d’Stilbenoide wéi Resveratrol a phenolesch Saiere wéi Benzoesaier, Kaffissaier an Zimtsaier.
Polyphenolen
Polyphenole si sekundär Metabolitten, déi a Planze virkommen. Als bioaktiv Substanze kënne Polyphenolen als Planzepigmenter, Aromakomponenten, Schutzstoffer fir de Photosynthesesystem oder Bausteng fir Biopolymeren (z. B. Lignin a Suberin) klasséiert ginn. D’Klass vun de Polyphenolen ëmfaasst Flavonoiden an Anthocyanen, Procyanidinnen, Benzoesaierderivater (z. B. Hydroxybenzoesaiere wéi Vanillinsaier, Trihydroxybenzoesaiere wéi Gallussaier an Dihydroxybenzoesaiere wéi Protocatechusaier), Zimtsaierderivater (Hydroxyzimtsaiere wéi Kaffissaier a p-Coumarsaier) a Stilbenderivater (z. B. Resveratrol).
Bis haut si méi wéi 8000 polyphenolesch Verbindungen a Planzen identifizéiert ginn.
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert héichleeschtungsfäeg Ultraschallhomogenisateure vu Labogréisst bis zu industrieller Gréisst.


