Vīnu nogatavināšana un ozološana ar ultraskaņu

Vīna nogatavināšana un ozolināšana lielā mērā veicina vīna galīgo garšu un kvalitāti. Ir zināms, ka abi procesi ilgst ilgu laiku, bieži vien nobriešanas process ilgst vairākus gadus. 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 ultrasonication, jaunie vīni var tikt izturēti dažu minūšu laikā līdz nogatavinātiem vīniem ar vairāku gadu nogatavināšanas buķeti ozolkoka mucās.

Ozola vīna garšas, izmantojot ultraskaņas ekstrakciju

Ar savelkošanos saistītie fenola savienojumi un aromātiskie savienojumi, kas abi iegūti no ozola koksnes, tiek pārnesti ārkārtīgi ātri, ja vīna nogatavināšanas laikā tiek izmantota ultraskaņa. Ultraskaņa paātrināja ozola savienojumu ekstrakciju līdz dažām minūtēm – salīdzinājumā ar vairāku gadu tradicionālo vīnu nogatavināšanu mucās.

Vīna ozols ar ultraskaņu

Pastiprinātai ozološanai vīnā tiek apstrādāti ozolkoka čipsi vai staves. Ultraskaņas viļņi atver un traucē koka materiāla šūnu sienas, lai intracelulārie savienojumi, piemēram, tanīni, fenoli, furoni, laktoni utt., Tiktu atbrīvoti ar ultraskaņas kavitāciju vīnā. Tā kā ultraskaņas svārstības un kavitācija rada intensīvas turbulences un mikrostraumēšanu, 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, vīnam nepievieno ķīmiskas vielas.

Kvalitātes salīdzinājums tradicionālajā nogatavināšanā vīnā un ultraskaņas izturēšanā vīnā. Ultrasoniski izturēts vīns savu maksimālo kvalitāti sasniedz ievērojami ātrāk.
(attēls: ©Yıldırım un Dündar, 2017, adaptēts no Leonhardt un Morabito, 2007).

Ultraskaņa – Tikai mehāniskie spēki

Augstas intensitātes, zemas frekvences ultraskaņa rada enerģētiski blīvus apstākļus ar augstu spiedienu, temperatūru un lieliem bīdes spēkiem. Šie fiziskie spēki veicina šūnu struktūru traucējumus, lai atbrīvotu intracelulāros savienojumus vidē. Turklāt ultraskaņas vīna nogatavināšanas process veicina mikrooksidācijas un oksidācijas procesus. Tādējādi kontrolēta ultrasonication var pozitīvi ietekmēt ķīmiskās reakcijas vīnā. 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 pārrāvums kavitācijas dēļ. b) šķīdinātāja difūzija šūnu struktūrā.
(Attēls adaptēts no Shirsath et al., 2012)

Ultraskaņas vīna nogatavināšanas priekšrocības salīdzinājumā ar ozolkoka mucas nogatavināšanu

Ozolkoka mucas ir izplatīts, tradicionāls vīna nogatavināšanas process. Ozolkoka mucās oksidēšanās notiek nelielā daudzumā ilgā uzglabāšanas laikā mucā. Līdz ar to augstākās kvalitātes vīna krāsns uzglabāšanas laiks aizņem vairākus gadus, un 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 sabojātais vīns ir pazīstams ar sliktu garšu un smaržu.
Sakarā ar šiem tradicionālās mucas ozolkoka trūkumiem, ultraskaņas vīna nogatavināšana un mērcēšana 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, polifenola ekstrakciju, kā arī novecošanu, nogatavināšanu un ozološanu. Zinātniskie pētījumi un rūpnieciskās īstenošanas 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, ja tās apstrādā ar ultraskaņu American Blend koksnes šķeldu klātbūtnē. (Ultrasonicator UIP2000hdT, amplitūda 43μm, sonotrode virsma 9cm2)

Zinātniskie pētījumi par vīnu ultraskaņas novecošanu

Ultraskaņas intensitāte vai akustiskās enerģijas blīvuma līmenis salīdzinoši mērenā līmenī var veicināt fenolu ātru ekstrakciju un izskalošanos no ozola čipsiem 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 ietekmi. Tādējādi augsts akustiskās enerģijas blīvuma līmenis ir paredzēts, lai veicinātu vīna sastāva ultraskaņas modifikāciju. (sal. ar Yang et al., 2014)
Par līdzīgu novecošanas 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 nogatavināšanu.

Aromāta savienojumu ultraskaņas atbrīvošana no ozola

Breniaux un kolēģi pētīja lieljaudas ultraskaņas ietekmi ozolkoka vīna mucas tīrīšanai un sekojošu polifenolu un citu savienojumu izdalīšanos, kad mucas tika izmantotas pēc vīna nogatavināšanas apstrādes. 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, koncentrācijai palielinoties no 18,8 līdz 92,6%, salīdzinot ar alternatīvu tvaika apstrādi. 5-metilfurfurolam koncentrācija bija ievērojami augstāka ultraskaņas apstrādei 1 gadu vecu mucu mucām (12 mēnešu vecs vīns) un 2 gadus vecām mucām (2, 8 un 12 mēnešus vecs vīns) 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 ultraskaņu: pēc 12 mēnešu nogatavināšanas vīna koncentrācija ir 75,2 ± 5,6 μg / L, kā rezultātā pieaugums ir 46,9% salīdzinājumā ar vīnu, kas izturēts ar tvaiku apstrādātā mucā. Vanilīna un syringaldehīda koncentrācijām vīnā izmērītās vērtības arī bija ievērojami augstākas pēc ultraskaņas apstrādes. Salīdzinot ar barelu 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 savienojumi mēdz 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 agrīnie pētījumi jau parādīja, ka ultraskaņa veicina fenola savienojumu polimerizāciju un palielina polifenolu saturu sarkanvīnā, kad vīns nogatavojas.
Vīna nogatavināšanas laikā mucās no koksnes līdz vīnam var iegūt simtiem savienojumu, kas tieši veicina galavīna garšu, aromātu un sajūtu mutē. Ozola koksnes šķiedru sastāvam ir svarīga loma nogatavināšanas procesā, jo tiek ekstrahēti 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, nogatavināšanas process mucā parasti ilgst no dažiem mēnešiem līdz vairākiem gadiem, kas ir ļoti laikietilpīgi. Otrkārt, mucas ir dārgas, vīna darītavā aizņem daudz vietas un ar laiku ir jāaizstāj. Treškārt, ozolkoka mucām kļūstot vecākām, tās var būt piesārņotas ar nevēlamiem mikroorganismiem, piemēram, Brettanomyces un Dekkera ģintīm.
Lasiet vairāk par ultraskaņas sanitāriju un vīna mucu tīrīšanu!

Ultraskaņas iekārtas vīna nogatavināšanai un nogatavināšanai

Kopš vairākām desmitgadēm Hielscher Ultrasonics ir uzticams augstas jaudas, 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 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 vismodernākā tehnoloģija, tostarp digitālais krāsu displejs, sarežģīta programmatūra, viedie iestatījumi, automātiska datu protokolēšana integrētā 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, ozološanā un infūzijā.
Sazinieties ar mums tūlīt! Mūsu labi apmācītais un ilggadējais pieredzējušais personāls palīdzēs jums ar tehnisko informāciju, ieteikumiem par ideālu ultrasonikatoru un nesaistošām kotācijām!

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu: