Polyfenolrijke wijnen met krachtig ultrageluid

Ultrasone behandeling verbetert de extractie van fenolische verbindingen uit druiven naar de most, wat bijdraagt aan het totale polyfenolgehalte – en daarmee het verdere verouderingsproces van wijn verbetert. De toepassing van krachtig ultrageluid zorgt voor hogere extractieopbrengsten en versnelt de rijping van wijnen. Daarom is krachtig ultrageluid een goedgekeurde methode voor de behandeling van gekneusde druiven en wordt het toegepast voor polyfenolextractie, veroudering / rijping van wijn en behandeling met eikenhout.

Krachtig ultrageluid voor polyfenolextractie en wijnrijping

Het werkingsmechanisme van ultrageluid bij de wijnbereiding is gebaseerd op ultrasone / akoestische cavitatie. De hoge afschuifkrachten door cavitatie breken celstructuren open en vergroten de poriën in celwanden. Hierdoor komt intracellulair materiaal vrij (bijv. zetmeel, enzymen, eiwitten, fenolische bestanddelen). De sonomechanische krachten van de ultrasone golven ondersteunen de verspreiding van het oplosmiddel in het weefsel en de penetratie van het oplosmiddel in het celmateriaal, wat leidt tot een aanzienlijk verhoogde massaoverdracht. Bovendien bevordert sonicatie biochemische reacties zoals de polymerisatie en condensatie van polyfenolen en veroorzaakt ze micro-oxygenatie. Al deze effecten van ultrageluid dragen bij aan de veroudering en rijping van wijnen.

Ultrasone extractie van polyfenolen uit druiven

Polyfenolen in wijn: In wijnen zijn polyfenolen en de kwaliteit van de wijn nauw met elkaar verbonden. Deze secundaire metabolieten van druiven beïnvloeden de organoleptische eigenschappen van wijn aanzienlijk en hebben daardoor invloed op kwaliteitsfactoren zoals kleur, astringentie en bitterheid. Ultrasone behandeling voor polyfenolextractie tijdens de wijnbereiding (bijv. sonicatie van most vóór de vergisting) en tijdens de veroudering van wijn (met of zonder houtcontact) veroorzaakt eindeloze reacties die leiden tot complexe omzettingen (micro-oxygenatie, copigmentatie, cycloadditie, polymerisatie en oxidatie) van polyfenolen en tanninen.

Sonicatie van most vóór de wijnvergisting

Wanneer ultrageluid op druivenmost wordt toegepast, neemt de afgifte van polyfenolen uit het druivenvruchtvlees toe. Omdat akoestische cavitatie – het werkingsprincipe van sonicatie – celstructuren zeer effectief afbreekt en intracellulaire structuren opent, komen veel meer bioactieve verbindingen vrij uit de druiven en druivenschillen dan bij traditioneel persen. Deze bioactieve verbindingen omvatten smaakstoffen, pigmenten en gezondheidsbevorderende stoffen zoals tanninen, anthocyanen, flavan-3-olen, proanthocyanidinen en flavonolen; stilbenoïden zoals resveratrol; fenolzuren zoals benzoëzuur, cafeïnezuur en kaneelzuur; catechinen, evenals onder meer wijnsteenzuur en appelzuur. Daarnaast worden natuurlijke suikers zoals glucose en fructose geëxtraheerd, die cruciaal zijn voor het vergistingsproces bij de wijnbereiding. Sonicatie kan bij verschillende stappen in de wijnbereiding worden toegepast. García-Martín en Sun (2013) presenteren ultrageluid in hun onderzoek als een snelle verouderingstechniek die wijnen een hoger anthocyaangehalte en een lager tanninegehalte zou kunnen geven, wat als gunstig wordt beschouwd voor de productie van hoogwaardige wijnen. Veel onderzoeken hebben de positieve effecten van krachtig ultrageluid tijdens de wijnbereiding aangetoond. Daarom wordt sonicatie beschouwd als een van de meest veelbelovende technologieën voor verschillende doeleinden in wijnbereidingsprocessen. Bovendien is ultrageluid een officieel goedgekeurde methode voor gebruik bij gekneusde druiven. (vgl. Natolino en Celotti, 2022)

Onderzoeken onder leiding van Prof. Thomas Kleinschmidt van Hochschule Anhalt, het instituut voor wijnonderzoek van Midden-Duitsland, tonen duidelijk een aanzienlijke toename van polyfenolen in gesoniceerde wijn aan. Zo werd het polyfenolgehalte in Duitse rode wijn van het type Blauer Zweigelt met meer dan 40% verhoogd. Voor het onderzoek werd 1,5L rode wijn Blauer Zweigelt gesoniceerd bij een amplitude-instelling van 100% (amplitude 43 μm, sonotrodeoppervlak 9 cm²). De extinctie voor de rode kleur werd bepaald bij 520 nm. De Folin-Ciocalteu-test werd gebruikt om het totale polyfenolgehalte uitgedrukt als catechinen te meten, waarbij een toename van 40% in totale polyfenolen werd vastgesteld.

Ultrageluid kan worden beschouwd als een van de meest veelbelovende technologieën voor verschillende doeleinden in wijnbereidingsprocessen en is officieel goedgekeurd voor de behandeling van gekneusde druiven.
Een ander onderzoek van Natolino en Celotti (2022) toonde eveneens de superieure wijnkwaliteit na ultrasone behandeling aan. De onderzoekers van de Universiteit van Udine in Italië gebruikten de Hielscher sonicator UP200St met sonotrode S26d14 om de effecten van sonicatie op rode wijn te onderzoeken. 
Zoals de onderstaande grafieken laten zien, verhoogt ultrageluid de HCl-index voor alle gesoniceerde monsters van 68,06 ± 1,72 voor het onbehandelde monster tot 73,78 ± 1,52 als gemiddelde waarde voor de behandelde monsters. Er kon geen duidelijke trend worden vastgesteld bij toenemende amplitude en sonicatieduur, hoewel een aanzienlijke toename van de HCl-index waarneembaar is tussen monsters die bij 30% gedurende 2 min zijn gesoniceerd (71,59 ± 1,06) en monsters die bij 90% gedurende 10 min zijn gesoniceerd (74,25 ± 1,53). Tegelijkertijd vermindert ultrageluid de astringentie van 91,8 ± 1,2 voor onbehandelde wijn tot 82,7 ± 3,7 als gemiddelde waarde voor gesoniceerde monsters (zie de grafieken rechts).
De deeltjesgrootte van colloïdale stoffen, zoals tanninen en polysachariden, wordt door sonicatie verkleind, wat bijdraagt aan een verbeterde stabiliteit en de uiteindelijke sensorische waarnemingen.

Ultrasone veroudering en rijping van wijn

Ultrasone golven versnellen de veroudering van wijn door uitsluitend fysieke, zogenoemde sonomechanische krachten uit te oefenen. Wanneer de ultrasone behandeling wordt afgestemd op het druiven- en wijntype, kan ze de snelheid van de condensatiereactie tussen anthocyaan en tanninen verhogen, waardoor de gebruikelijke tijd voor de natuurlijke kleurontwikkeling van wijn wordt verkort en daarmee de benodigde tijd voor de veroudering van wijn afneemt.

Ultrasone veroudering van wijn met oenologische tanninen

Oenologische tanninen, geëxtraheerd uit eikenhout, druivenpitten en druivenschillen, plantengallen, kastanje, quebracho, gambier en myrobalaanvruchten, kunnen in verschillende stadia van de wijnproductie worden toegevoegd om het smaakprofiel en de kleurstabiliteit te verbeteren. Ultrasone behandeling kan de veroudering van wijn met oenologische tanninen bevorderen. Ultrasone behandeling met eikenhout is het aanzienlijk versnelde proces waarbij tanninen en smaakstoffen uit hout worden overgedragen vanuit eikenhouten duigen of snippers. Wijnen die ultrasoon met eikenhout zijn gerijpt, bieden een geweldig smaakprofiel dat zich tijdens een korte behandeling van enkele minuten ontwikkelt, vergeleken met verscheidene maanden rijping op vat. Ultrasone extractie maakt de aromaverbindingen uit eikenhout (bijv. vanillan, eugenol, isoeugenol, furfural, 5-methylfurfural, guaiacol, 4-methulguaiacol) vrij door een verhoogde massaoverdracht.

Sonicatoren met hoge prestaties voor industriële wijnbereiding

De processoren van Hielscher Ultrasonics zijn goed ingeburgerd in de wijnbereiding en de veroudering van gedistilleerde dranken. Wijnmakers – zowel exclusieve kleinschalige wijngaarden als grootschalige wijnproducenten – vinden in het brede apparatuurassortiment van Hielscher de ideale ultrasone apparatuur voor hun productievereisten bij de extractie van polyfenolen uit wijn en de wijnrijping. Zowel batchopstellingen als continue inlineprocesopstellingen zijn direct beschikbaar en kunnen dezelfde dag worden verzonden.

Automatische gegevensregistratie

Om aan de productienormen voor voedingsmiddelen en dranken te voldoen, moeten productieprocessen gedetailleerd worden bewaakt en geregistreerd. De digitale ultrasone apparaten van Hielscher Ultrasonics beschikken over automatische gegevensregistratie. Dankzij deze slimme functie worden alle belangrijke procesparameters, zoals ultrasone energie (totale en netto-energie), temperatuur, druk en tijd, automatisch op een ingebouwde SD-kaart opgeslagen zodra het apparaat wordt ingeschakeld. Procesbewaking en gegevensregistratie zijn belangrijk voor continue processtandaardisatie en productkwaliteit. Door de automatisch geregistreerde procesgegevens te raadplegen, kunt u eerdere sonicatiebehandelingen opnieuw beoordelen en het resultaat evalueren.
Een andere gebruiksvriendelijke functie is de bediening op afstand van onze digitale ultrasone systemen via een browser. Via de browserbediening op afstand kunt u uw ultrasone processor overal vandaan starten, stoppen, instellen en bewaken.

Voldoen aan de hoogste kwaliteitsnormen – Ontworpen en vervaardigd in Duitsland

De geavanceerde hardware en slimme software van Hielscher sonicatoren zijn ontworpen om betrouwbare ultrasone extractieresultaten uit uw plantaardige grondstoffen te garanderen, met reproduceerbare resultaten en een gebruiksvriendelijke, veilige bediening. Robuustheid, betrouwbaarheid, 24/7-bedrijf onder volle belasting en eenvoudige bediening vanuit het perspectief van de medewerker zijn verdere kwaliteitsfactoren die Hielscher sonicatoren aantrekkelijk maken.
De extractoren van Hielscher Ultrasonics worden wereldwijd gebruikt voor hoogwaardige extractie bij voedingsmiddelen en dranken. Hielscher sonicatoren leveren aantoonbaar hoge opbrengsten en superieure kwaliteit en worden niet alleen door kleinere, exclusieve wijnmakers gebruikt, maar vooral bij de industriële productie van commercieel gedistribueerde wijnen. Dankzij hun robuuste hardware en slimme software kunnen Hielscher ultrasone processoren eenvoudig worden bediend en bewaakt.
Hielscher Ultrasonics in Teltow, Duitsland, is een familiebedrijf dat door de eigenaren wordt geleid. Hielscher Ultrasonics is ISO-gecertificeerd. Uiteraard voldoen Hielscher sonicatoren aan de CE-vereisten en aan de eisen van UL, CSA en RoHs.

De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze sonicatoren: