Vīna nogatavināšana un ozolkoks lielā mērā veicina vīna galīgo garšu un kvalitāti. Ir zināms, ka abi procesi ilgst ilgu laiku, bieži vien nobriešanas process ilgst vairāk nekā servālajos gados. Ultraskaņa ir ļoti efektīva un ātra tehnoloģija, kas pastiprina vīna nogatavināšanu un ievērojami paātrina tādus procesus kā ozola savienojumu ekstrakcija, mikro-oksigenācija un ķīmiskais process (piemēram, polimerizācija). Ar ultrasonikāciju jaunos vīnus var izturēt dažu minūšu laikā, lai nogatavinātu vīnus ar vairāku gadu novecošanas buķeti ozolkoka mucās.

No ozola atvasinātas vīna garšas, izmantojot ultraskaņas ekstrakciju

Ar savelkamību saistītie fenola savienojumi un aromātiskie savienojumi, kas abi iegūti no ozolkoka koksnes, tiek pārnesti ļoti ātri, ja vīna nogatavināšanas laikā tiek veikta ultraskaņas apstrāde. Ultraskaņa paātrināja ozola savienojumu ekstrakciju līdz dažām minūtēm – salīdzinājumā ar vairāku gadu tradicionālo vīnu nogatavināšanu mucā.

Vīna ozološana ar ultraskaņu

Pastiprinātai ozolkokai ozola čipsi vai staves tiek apstrādātas vīnā. Ultraskaņas viļņi atver un izjauc koka materiāla šūnu sienas, lai intracelulārie savienojumi, piemēram, tanīni, fenoli, furoni, laktoni utt., Tiek atbrīvoti ar ultraskaņas kavitāciju vīnā. Tā kā ultraskaņas svārstības un kavitācija rada intensīvas turbulences un mikro-plūsmu, masas pārnešana starp šūnu iekšpusi un apkārtējo šķīdinātāju tiek krasi pastiprināta, lai biomolekulas (t.i., aromāta savienojumi) būtu efektīvas un ātri atbrīvotas. Tā kā ultraskaņas apstrāde ir tīri mehāniska apstrāde, tā nepievieno vīnam ķīmiskas vielas.

Vīna tradicionālās nogatavināšanas īpašību salīdzinājums un vīna ultraskaņas nogatavināšana. Ultrasoniski izturēts vīns sasniedz maksimālo kvalitāti ievērojami ātrāk.
(attēls: ©Yıldırım and Dündar, 2017, adaptēts no Leonhardt un Morabito, 2007).

Ultraskaņas – Tikai mehāniski spēki

Augstas intensitātes, zemas frekvences ultraskaņa rada enerģētiski blīvus apstākļus, kas ietver augstu spiedienu, temperatūru un augstus bīdes spēkus. Šie fiziskie spēki veicina šūnu struktūru traucējumus, lai vidē atbrīvotu intracelulāros savienojumus. Turklāt vīna ultrasoniski atbalstītais novecošanās process veicina mikrooksigenācijas un oksidācijas procesus. Tādējādi kontrolēta ultrasonikācija var pozitīvi ietekmēt vīna ķīmiskās reakcijas. Ultrasoniski izturēti vīni sasniedz savu kvalitātes maksimumu ievērojami ātrāk nekā tradicionāli izturēti vīni. Turklāt ultrasoniski izturētiem vīniem ir augstāks saglabāšanas līmenis, lai ultraskaņas vīns saglabātu savu maksimālo kvalitāti ilgāku laiku nekā standarta nogatavināšanas process.

Šūnu sienas traucējumu mehānisms a) šūnu sienas laušana kavitācijas dēļ. b) šķīdinātāja difūzija šūnu struktūrā.
(Grafika adaptēta no Shirsath et al., 2012)

Ultraskaņas vīna novecošanas priekšrocības salīdzinājumā ar ozola mucas novecošanu

Ozolkoka mucas ir izplatīts, tradicionāls vīna nogatavināšanas process. Ozolkoka mucās oksidācija notiek nelielā daudzumā ilgā uzglabāšanas laikā mucā. Augstākās kvalitātes vīna krāsns uzglabāšanas laiks aizņem vairākus gadus, tādējādi tas ir dārgs process. Nogatavināšanas laikā ozolkoka mucās vīns rada daudzus unikālus aromātus. Papildus ilgajam gadu nogatavināšanas procesam un ar to saistītajam laika zudumam ozolkoka mucas ir dārgi iegādāties un uzturēt. Nevēlami mikroorganismi, piemēram, rauga sugas (piemēram, Brettanomyces un Dekkera), var piesārņot vīna mucas. Rauga sabojāts vīns ir pazīstams ar sliktu garšu un smaržu.
Sakarā ar šiem tradicionālās mucas ozološanas trūkumiem, ultraskaņas vīna novecošana un ozolkoks ir rentabla un zinātniski pierādīta alternatīva tradicionālajai nogatavināšanai mucās. Ultrasonication saīsina nogatavināšanas laiku un uzlabo vairākus vīna kvalitātes faktorus. Ultrasonication var izmantot dažādos vīndarības procesa posmos, ieskaitot macerāciju, polifenolu ekstrakciju, kā arī novecošanu, nogatavināšanu un ozološanu. Zinātniskie pētījumi un rūpnieciskā ieviešana pierāda ultrasonication derīgumu vīndarībā ar būtiskiem uzlabojumiem saīsinātos nogatavināšanas periodos un efektīvāku augstas kvalitātes vīnu ražošanu.

Ultrasoniski paātrināta vīna nogatavināšana: Prof. Th. Kleinschmidt pētījums parāda 3-Metil-1Butanola aromāta labvēlīgās izmaiņas sarkanvīnā, kad to apstrādā ar ultraskaņu American Blend koksnes šķeldas klātbūtnē. (Ultrasonicator UIP2000hdT, amplitūda 43μm, sonotrode virsma 9cm2)

Zinātniskie pētījumi par vīnu ultraskaņas novecošanu

Ultraskaņas intensitātes vai akustiskās enerģijas blīvuma līmenis salīdzinoši mērenā līmenī var veicināt fenolu ātru ekstrakciju un izskalošanos no ozola skaidām vīnā, tādējādi potenciāli palielinot vīna garšu un uzturvērtību ievērojami saīsinātā nogatavināšanas laikā. Turklāt ultraskaņas apstrāde spēj ātri mainīt vīna sastāvu, kas, domājams, ir saistīts ar akustiskās kavitācijas iedarbību. Tādējādi ir paredzēts, ka augsts akustiskās enerģijas blīvuma līmenis veicinās vīna kompozīcijas ultraskaņas modifikāciju. (sal.: Yang et al., 2014)
Par līdzīgu izturēšanas ietekmi ir ziņojis Jiménez-Sánchez et al. (2020) attiecībā uz šerija etiķi, izmantojot ozola skaidas un ultraskaņu. Ultrasonication ievērojami samazināja nogatavināšanas laiku, salīdzinot ar tradicionālo nobriešanu.

Aromāta savienojumu ultraskaņas izdalīšanās no ozola

Breniaux un kolēģi pētīja lieljaudas ultraskaņas ietekmi uz ozolkoka vīna mucas tīrīšanu un tam sekojošo polifenola un citu savienojumu izdalīšanos, kad mucas tika izmantotas pēc vīna novecošanas ārstēšanas. Polifenoli un fitoķīmiskās vielas, piemēram, ellagitanīni, lignīns un aromātiskie prekursori, lielā mērā veicina vīna nogatavināšanu un garšu. Kopumā pētījums parādīja, ka ultraskaņas apstrāde deva lielāku polifenolu un citu bioaktīvo savienojumu ražu ļoti īsā ārstēšanas laikā. Piemēram, furfurola koncentrācija bija augstāka ultraskaņas terapijas gadījumā 8 mēnešu vecumā un 12 mēnešu vecumā, un koncentrācija palielinājās no 18,8 līdz 92,6%, salīdzinot ar alternatīvu tvaika terapiju. 5-metilfurfurolam koncentrācija bija ievērojami augstāka ultraskaņas apstrādei 1 gadu vecu mucu (12 mēnešus vecs vīns) un 2 gadus vecu mucu (2, 8 un 12 mēnešu vecs vīns) apstrādei ar pieaugumu no 20,5 līdz 97%. Attiecībā uz viskija laktona diastereoizomēriem trans-viskija laktons bija ievērojami augstāks 3 gadus vecām mucām, kas apstrādātas ar ultrasoniku: pēc 12 mēnešu novecošanas vīna koncentrācija ir 75,2 ± 5,6 μg /L, kā rezultātā tas palielinājās par 46,9%, salīdzinot ar vīnu, kas izturēts ar tvaiku apstrādātā mucā. Vanilīna un siringaldehīda koncentrācijai vīnā izmērītās vērtības arī bija ievērojami augstākas pēc ultraskaņas apstrādes. Salīdzinot ar mucas tvaika apstrādi, kopējais enerģijas patēriņš bija 0,38 kWh jaudas ultraskaņai un 3 kWh ūdens tvaikam, kas ir 7,89 reizes mazāks.
(sal.: Breniaux et al., 2021)

Ultrasoniski veicinātas ķīmiskās reakcijas vīnā

Vīna nogatavināšanas laikā notiek daudzas ķīmiskas reakcijas. Piemēram, proantocianidīna savienojumiem ir tendence polimerizēties, kondensēties ar antocianīniem un apvienoties ar citiem polimēriem, piemēram, proteīniem un polisaharīdiem. Šī kondensācijas reakcija ar antocianīniem ir galvenā ķīmiskā reakcija, kas saistīta ar sarkanvīna krāsas tumšumu un stabilizāciju, kas mainās no spilgti sarkanas līdz tumši sarkanai ar brūniem toņiem.
Masuzawa et al., 2000. gada agrīnie pētījumi jau parādīja, ka ultraskaņa veicina fenola savienojumu polimerizāciju un palielina polifenola saturu sarkanvīnā, vīnam nobriestot.
Vīna nogatavināšanas laikā mucās simtiem savienojumu var iegūt no koka līdz vīnam, kas tieši veicina galīgā vīna garšu, aromātu un sajūtas mutē. Ozolkoka koksnes šķiedru sastāvam ir svarīga nozīme novecošanas procesā, jo tiek iegūti gaistošie fenoli un fenola aldehīdi no lignīna, kā arī furfurola savienojumi no celulozes un hemicelulozes cukura noārdīšanās.
Lai gan tradicionālā ozolkoka mucas novecošana ir plaši izmantota gadsimtiem ilgi, joprojām pastāv daži raksturīgi trūkumi. Pirmkārt, izturēšanas process mucā parasti ilgst no dažiem mēnešiem līdz vairākiem gadiem, kas ir ļoti laikietilpīgi. Otrkārt, mucas ir dārgas, aizņem daudz vietas vīna darītavā un ir jāaizstāj ar laiku. Treškārt, tā kā ozolkoka mucas kļūst vecākas, tās var būt piesārņotas ar nevēlamiem mikroorganismiem, piemēram, raugu ģintīm Brettanomyces un Dekkera.
Lasiet vairāk par ultraskaņas sanitāriju un vīna mucu tīrīšanu!

Ultraskaņas iekārtas vīna nogatavināšanai un nogatavināšanai

Kopš vairākām desmitgadēm Hielscher Ultrasonics ir uzticams lieljaudas, zemas frekvences ultraskaņas procesoru piegādātājs pārtikas un dzērienu rūpniecībai. Vīna darītavas un spirta rūpnīcas ir pieņēmušas ultraskaņas tehnoloģiju, lai ražotu augstas kvalitātes vīnus un alkoholiskos dzērienus efektīvākos apstākļos, t.i., iegūtu augstas kvalitātes rezultātus paātrinātā procesā un precīzi kontrolējamos apstākļos.
Hielscher ultrasonikatori ir pieejami jebkurā izmērā, sākot no rokas turēšanas laboratorijas ierīces pētniecībai un kvalitātes kontrolei līdz stenda un izmēģinājuma sistēmām boutique vīna dārziem un vidēja lieluma vīndariem, kā arī augstas caurlaidspējas ultrasonikatoriem lieliem komerciāliem vīna ražotājiem.
Visiem Hielscher ultraskaņas procesoriem ir vismodernākās tehnoloģijas, tostarp digitālais krāsu displejs, sarežģīta programmatūra, viedie iestatījumi, automātiska datu protokolēšana integrētajā SD kartē un pārlūkprogrammas tālvadības pults precīzai darbībai, atkārtojamiem un reproducējamiem rezultātiem, kā arī visaugstākā lietotājdraudzīgums. Klienti visā pasaulē izmanto Hielscher Ultrasonics tehnoloģiju vīna darītavās un spirta rūpnīcās, sasniedzot lieliskus rezultātus vīnu un stipro alkoholisko dzērienu nogatavināšanā, ozolkošanā un ievadīšanā.
Sazinieties ar mums tūlīt! Mūsu labi apmācītais un ilggadējais pieredzējušais personāls palīdzēs jums ar tehnisko informāciju, ieteikumiem par ideālu ultrasonikatoru un atsaistītiem citātiem!

Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu: