Ultrasonication uzlabo fenola savienojumu ekstrakciju no vīnogu līdz misai, kas veicina kopējo polifenola saturu – tādējādi uzlabojot turpmāku vīna nogatavināšanas procesu. Jaudas ultraskaņas pielietošana dod augstāku ekstrakcijas ražu un paātrina vīnu nogatavināšanu. Tāpēc jaudas ultraskaņa ir apstiprināta metode sasmalcinātu vīnogu apstrādei, un to izmanto polifenolu ekstrakcijai, vīna nogatavināšanai / nogatavināšanai un ozološanai.

Jaudas ultraskaņa polifenola ekstrakcijai un vīna nogatavināšanai

Ultraskaņas mehānisms vīndarībā ir balstīts uz ultraskaņas / akustisko kavitāciju. Kavitācijas augstie bīdes spēki sadala šūnu struktūras un paplašina poras šūnu sienās. Tā rezultātā izdalās intracelulārs materiāls (piemēram, ciete, fermenti, olbaltumvielas, fenola komponenti). Ultraskaņas viļņu sono-mehāniskie spēki atbalsta šķīdinātāja sadalījumu audos un šķīdinātāja iekļūšanu šūnu materiālā, tas noved pie ievērojami palielinātas masas pārnešanas. Turklāt ultraskaņas apstrāde veicina bioķīmiskas reakcijas, piemēram, polifenolu polimerizāciju un kondensāciju, un izraisa mikrooksigenāciju. Visi šie ultraskaņas efekti veicina vīnu novecošanos un nogatavināšanu.

Ultraskaņas polifenolu ekstrakcija no vīnogām

Polifenoli vīnā: Vīnos polifenoli un vīna kvalitāte ir cieši saistīti. Šie vīnogu sekundārie metaboilāti būtiski ietekmē vīna organoleptiskās īpašības un tādējādi ietekmē tādus kvalitātes faktorus kā krāsa, savelkošanās un rūgtums. Ultrasonikācija polifenolu ekstrakcijai vīndarības procesā (piemēram, misas ultraskaņas apstrāde pirms fermentācijas) un vīna nogatavināšanas laikā (ar vai bez saskares ar koksni) rada nebeidzamas reakcijas, kas izraisa sarežģītas polifenolu un tanīnu transformācijas (mikro-oksigenācija, kopigmentācija, cikliska slodze, polimerizācija un oksidācija).

Misas ultraskaņas apstrāde pirms vīna fermentācijas

Kad ultraskaņa tiek uzklāta uz vīnogu misas, palielinās polifenolu izdalīšanās no vīnogu mīkstuma. Tā kā akustiskā kavitācija – kas ir ultraskaņas apstrādes darba princips – ļoti efektīvi izjauc šūnu struktūras un atver intracelulārās struktūras, no vīnogām un vīnogu ādas izdalās daudz vairāk bioaktīvo savienojumu, salīdzinot ar tradicionālo presēšanu. Šie bioaktīvie savienojumi ietver aromātu savienojumus, pigmentus un veselību veicinošas vielas, piemēram, tanīnus, antocianīnus, flavan-3-olus, proantocianidīnus un flavonolus; stilbenoīdi, piemēram, resveratrols; fenolskābes, piemēram, benzoskābes, kofeīnskābes un cinnamīnskābes; katehīni, kā arī vīnskābe un ābolskābe, cita starpā. Turklāt tiek iegūti dabīgie cukuri, piemēram, glikoze un fruktoze, kas ir būtiski vīna ražošanas fermentācijas procesam. Sonication var izmantot dažādos posmos vīndarības laikā. García-Martín and Sun (2013) savā pētījumā ultrasonogrāfiju prezentē kā ātras nogatavināšanas paņēmienu, kas varētu nodrošināt vīnus ar augstāku antocianīnu saturu un tanīnu samazināšanos, kas tiek uzskatīts par pozitīvu augstas kvalitātes vīnu ražošanai. Daudzi pētījumi ir pierādījuši jaudas ultraskaņas pozitīvo ietekmi vīndarības laikā. Tāpēc ultraskaņas apstrāde tiek uzskatīta par vienu no daudzsološākajām tehnoloģijām vairākiem vīndarības procesu mērķiem. Turklāt ultraskaņa ir oficiāli apstiprināta metode, ko izmanto sasmalcinātām vīnogām. (sal. ar Natolino un Celotti, 2022)

Pētījumi prof. Thomas Kleinschmidt vadībā no universitātes Hochschule Anhalt, Centrālās Vācijas Vīna pētījumu institūta, skaidri parāda ievērojamo polifenolu pieaugumu ultraskaņas vīnā. Piemēram, Blauer Zweigelt tipa vācu sarkanvīnā polifenola saturs palielinājās par vairāk nekā 40%. Pētījumam 1,5L sarkanvīna Blauer Zweigelt tika apstrādāts ar ultraskaņu pie 100% amplitūdas iestatījuma (amplitūda 43 μm, sonotrodes virsma 9 cm²). Izmiršana bija pie 520 nm sarkanajai krāsai. Folin-Ciocalteu tests tika izmantots, lai izmērītu kopējo polifenolu saturu kā katehīnus, kas uzrādīja kopējo polifenolu pieaugumu par 40%.

Ultraskaņu var uzskatīt par vienu no daudzsološākajām tehnoloģijām vairākiem mērķiem vīndarības procesos, un tā ir oficiāli apstiprināta lietošanai sasmalcinātu vīnogu apstrādē.
Vēl viens Natolino un Celotti pētījums (2022) arī parādīja augstāko vīna kvalitāti pēc ultraskaņas apstrādes. Pētnieki no Udīnes universitātes Itālijā izmantoja Hielscher ultrasonicator UP200St ar sonotrode S26d14, lai izpētītu ultraskaņas apstrādes ietekmi uz sarkanvīnu. 
Kā liecina zemāk redzamie grafiki, ultraskaņa uzlabo HCl indeksu visiem ultraskaņas paraugiem no 68,06 ± 1,72 neapstrādātā parauga līdz 73,78 ± 1,52 kā apstrādāto paraugu vidējo vērtību. Nevar izcelt skaidru tendenci starp amplitūdas palielināšanos un ultraskaņas apstrādes laiku, lai gan ir iespējams novērot ievērojamu HCl indeksa pieaugumu starp ultraskaņas paraugiem pie 30% līdz 2 min (71,59 ± 1,06) un pie 90% un 10 min (74,25 ± 1,53). Tajā pašā laikā ultraskaņa samazina savelkošanos no 91,8 ± 1,2 neapstrādātam vīnam līdz 82,7 ± 3,7 kā vidējā vērtība ultraskaņas paraugiem (skatīt grafikus labajā pusē)
Koloidālo vielu, piemēram, tanīnu un polisaharīdu, daļiņu izmērs tiek samazināts ar ultraskaņu, kas palīdz uzlabot stabilitāti un galīgo sensoro uztveri.

Vīna ultraskaņas novecošana un nogatavināšana

Ultraskaņas viļņi paātrina vīna novecošanos, pielietojot tīri fiziskus, tā sauktos sono-mehāniskos spēkus. Ja to pielāgo vīnogu un vīna tipam, ultrasonication var uzlabot kondensācijas reakcijas ātrumu starp antocianīnu un tanīniem, samazinot parastos dabiskās vīna krāsas attīstības laikus, tādējādi samazinot vīna nogatavināšanai nepieciešamo laiku.

Ultraskaņas vīna novecošana, izmantojot enoloģiskos tanīnus

Enoloģiskos tanīnus, kas iegūti no ozola koksnes, vīnogu sēklām un ādas, augu žults, kastaņu, quebracho, gambier un myrobalan augļiem, var pievienot dažādos vīna ražošanas posmos, lai uzlabotu garšas profilu un krāsu izturību. Ultrasonication var veicināt vīna nogatavināšanu, izmantojot enoloģiskos tanīnus. Ultraskaņas ozološana ir ievērojami paātrināts process, kurā no ozola skavām vai šķeldām tiek pārnesti no koksnes atvasināti tanīni un garšas savienojumi. Ultrasoniski ozolkoka izturēti vīni piedāvā lielisku garšas profilu, kas tiek izstrādāts dažu minūšu īsā apstrādē, salīdzinot ar dažādiem mucas novecošanas mēnešiem. Ultraskaņas ekstrakcija atbrīvo ozola aromāta savienojumus (piemēram, vaniļas, eugenola, izoeugenola, furfurola, 5-metilfurfurola, gvajakola, 4-methulguaiakola) savienojumus, palielinot masas pārnesi.

Augstas veiktspējas ultrasonikatori rūpnieciskai vīndarībai

Hielscher Ultrasonics procesori ir labi izveidoti vīndarības un spirta novecošanas jomā. Vīndari – gan ekskluzīvi boutique vīna dārzi, gan liela mēroga vīna ražotāji – atrast Hielscher plašajā aprīkojuma klāstā ideālu ultrasonication aprīkojumu to ražošanas prasībām vīna polifenola ekstrakcijā un nogatavināšanā. Partijas, kā arī nepārtraukti iekļautie procesa iestatījumi ir viegli pieejami, un tos var nosūtīt tajā pašā dienā.

Automātiskā datu protokolēšana

Lai izpildītu pārtikas un dzērienu produktu ražošanas standartus, ražošanas procesi ir sīki jāuzrauga un jāreģistrē. Hielscher Ultrasonics digitālās ultraskaņas ierīcēm ir automātiska datu protokolēšana. Pateicoties šai viedajai funkcijai, visi svarīgie procesa parametri, piemēram, ultraskaņas enerģija (kopējā un neto enerģija), temperatūra, spiediens un laiks, tiek automātiski saglabāti iebūvētajā SD kartē, tiklīdz ierīce ir ieslēgta. Procesu uzraudzība un datu reģistrēšana ir svarīga nepārtrauktai procesu standartizācijai un produktu kvalitātei. Piekļūstot automātiski ierakstītajiem procesa datiem, varat pārskatīt iepriekšējos ultraskaņas apstrādes braucienus un novērtēt rezultātu.
Vēl viena lietotājam draudzīga funkcija ir mūsu digitālo ultraskaņas sistēmu pārlūkprogrammas tālvadības pults. Izmantojot attālo pārlūkprogrammas vadību, jūs varat sākt, apturēt, pielāgot un uzraudzīt ultraskaņas procesoru attālināti no jebkuras vietas.

Atbilstība augstākajiem kvalitātes standartiem – Paredzēti & Ražots Vācijā

Hielscher ultrasonikatoru izsmalcinātā aparatūra un viedā programmatūra ir paredzēta, lai garantētu uzticamus ultraskaņas ekstrakcijas rezultātus no jūsu botāniskās izejvielas ar reproducējamiem rezultātiem un lietotājam draudzīgu, drošu darbību. Izturība, uzticamība, 24/7 darbība ar pilnu slodzi un vienkārša darbība no darbinieka viedokļa ir papildu kvalitātes faktori, kas padara Hielscher ultrasonikatorus labvēlīgus.
Hielscher Ultrasonics nosūcēji tiek izmantoti visā pasaulē augstas kvalitātes pārtikas un dzērienu produktu ekstrakcijā. Pierādīts, ka Hielscher ultrasonicators dod augstu ražu un izcilu kvalitāti, tos izmanto ne tikai mazāki boutique vīndari, bet galvenokārt komerciāli izplatītu vīnu rūpnieciskajā ražošanā. Pateicoties izturīgajai aparatūrai un viedajai programmatūrai, Hielscher ultraskaņas procesorus var viegli darbināt un uzraudzīt.
Hielscher Ultrasonics Teltovā, Vācijā, ir īpašnieka pārvaldīts ģimenes uzņēmums. Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts. Protams, Hielscher ultrasonicators ir ce prasībām atbilstošs un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.

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