Polyfenolrijke wijnen met ultrageluid

Ultrasoon verbetert de extractie van fenolische verbindingen uit druiven naar most, wat bijdraagt aan het totale polyfenolgehalte. – waardoor het verdere rijpingsproces van wijn wordt verbeterd. De toepassing van ultrageluid geeft een hoger extractierendement en versnelt de rijping van wijn. Daarom is power ultrasound een goedgekeurde methode voor de behandeling van gekneusde druiven en wordt het toegepast voor polyfenol-extractie, wijnveroudering/rijping en oaking.

Power-Ultrasound voor Polyfenol extractie en wijnrijping

Het mechanisme van ultrageluid in de wijnbereiding is gebaseerd op ultrasone/akoestische cavitatie. Cavitatiekrachten met hoge afschuifkrachten breken de celstructuren en zetten de poriën in de celwanden uit. Dit resulteert in het vrijkomen van intracellulair materiaal (bijv. zetmeel, enzymen, eiwitten, fenolcomponenten). De sonomechanische krachten van de ultrageluidsgolven ondersteunen de verdeling van het oplosmiddel in het weefsel en de penetratie van het oplosmiddel in het cellulaire materiaal, wat leidt tot een aanzienlijk verhoogde massaoverdracht. Bovendien bevordert sonicatie biochemische reacties zoals polymerisatie en condensatie van polyfenolen en induceert micro-oxygenatie. Al deze effecten van ultrasoon geluid dragen bij aan de veroudering en rijping van wijnen.

Ultrasone polyfenol extractie uit druiven

Polyfenolen in wijn: In wijnen zijn polyfenolen en de kwaliteit van de wijn nauw met elkaar verbonden. Deze secundaire metaboiltes van druiven beïnvloeden de organoleptische eigenschappen van wijn aanzienlijk en hebben daardoor invloed op kwaliteitsfactoren zoals kleur, wrangheid en bitterheid. Ultrasoon gebruik voor de extractie van polyfenolen tijdens het wijnbereidingsproces (bijv. sonificatie van most voor de gisting) en tijdens de rijping van wijn (met of zonder houtcontact) veroorzaakt eindeloze reacties die leiden tot complexe transformaties (micro-oxygenatie, copigmentatie, cycloaddition, polymerisatie en oxidatie) van polyfenolen en tannines.

Sonificatie van most voor wijnfermentatie

Wanneer ultrageluid wordt toegepast op druivenmost, wordt de afgifte van polyfenolen uit de druivenpulp verhoogd. Aangezien akoestische cavitatie – wat het werkingsprincipe van sonicatie is – breekt op zeer effectieve wijze celstructuren en opent intracellulaire structuren, waardoor er veel meer bioactieve stoffen vrijkomen uit de druiven en de druivenschil in vergelijking met traditionele persing. Deze bioactieve stoffen zijn onder andere smaakstoffen, pigmenten en gezondheidsbevorderende stoffen zoals tannines, anthocyanen, flavan-3-olen, proanthocyanidines en flavonolen; stilbenoïden zoals resveratrol; fenolzuren zoals benzoëzuur, cafeïnezuur en kaneelzuur; catechines, maar ook wijnsteenzuur en appelzuur. Daarnaast worden natuurlijke suikers zoals glucose en fructose geëxtraheerd, die cruciaal zijn voor het gistingsproces van wijn. Sonificatie kan in verschillende stappen van het wijnmaken worden toegepast. García-Martín en Sun (2013) presenteren ultrageluid in hun studie als een snelle rijpingstechniek, die wijnen kan opleveren met een hoger gehalte aan anthocyanen en een afname van tannines, wat als positief wordt beschouwd voor het produceren van wijnen van hoge kwaliteit. Veel studies hebben de positieve effecten van ultrageluid tijdens het wijnmaken aangetoond. Daarom wordt ultrasone trillingen beschouwd als een van de meest veelbelovende technologieën voor verschillende doeleinden bij het wijnbereidingsproces. Bovendien is ultrageluid een officieel goedgekeurde methode voor gebruik in gekneusde druiven. (Zie Natolino en Celotti, 2022)

Studies onder leiding van Prof. Thomas Kleinschmidt van de universiteit Hochschule Anhalt, Instituut voor Wijnonderzoek van Midden-Duitsland tonen duidelijk de significante toename van polyfenolen in gesoneerde wijn aan. In Duitse rode wijn van het type Blauer Zweigelt werd het polyfenolgehalte bijvoorbeeld met meer dan 40% verhoogd. Voor het onderzoek werd 1,5 liter rode wijn Blauer Zweigelt gesoniteerd bij 100% amplitude-instelling (amplitude 43 μm, sonotrode-oppervlak 9 cm).²). De extinctie was 520 nm voor de rode kleuring. De Folin-Ciocalteu assay werd gebruikt om het totale polyfenolgehalte als catechines te meten, wat een toename van 40% in het totale polyfenolgehalte liet zien.

Ultrasoon geluid kan worden beschouwd als een van de meest veelbelovende technologieën voor verschillende doeleinden bij wijnproductieprocessen en het is officieel goedgekeurd voor gebruik bij de behandeling van geplette druiven.
Een ander onderzoek van Natolino en Celotti (2022) toonde ook de superieure wijnkwaliteit na ultrasone behandeling aan. De onderzoekers van de Universiteit van Udine in Italië gebruikten de Hielscher ultrasoon UP200St met sonotrode S26d14 om de effecten van sonicatie op rode wijn te onderzoeken. Zoals de grafieken hieronder laten zien, verhoogt ultrageluid de HCl-index voor alle gesoneerde monsters van 68,06 ± 1,72 van het onbehandelde monster tot 73,78 ± 1,52 als gemiddelde waarde van de behandelde monsters. Er kon geen duidelijke trend worden aangetoond tussen het verhogen van de amplitude en de sonificatietijd, hoewel het mogelijk is om een significante toename in de HCl-index te observeren tussen geësoniseerde monsters bij 30% en 2 min (71,59 ± 1,06) en bij 90% en 10 min (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 gesoneerde monsters (zie grafieken rechts).
De deeltjesgrootte van colloïdale stoffen, zoals tannines en polysacchariden, wordt verkleind door sonicatie, wat bijdraagt aan een verbeterde stabiliteit en uiteindelijke sensorische perceptie.

Ultrasone rijping en rijping van wijn

Ultrasone golven versnellen de veroudering van wijn door puur fysieke, zogenaamde sonomechanische krachten toe te passen. Als ultrasoon geluid wordt aangepast aan het type druif en wijn, kan het de condensatiereactie tussen anthocyanine en tannine versnellen, waardoor de conventionele tijd van natuurlijke wijnkleurontwikkeling wordt verkort en de tijd die nodig is voor het rijpen van wijn wordt verkort.

Ultrasone wijnveroudering met behulp van enologische tannines

Enologische tannines, geëxtraheerd uit eikenhout, druivenpitten en -schillen, plantengal, kastanje, quebracho, gambier en myrobalan fruit, kunnen in verschillende stadia van de wijnproductie worden toegevoegd om het smaakprofiel en de duurzaamheid van de kleur te verbeteren. Ultrasoon kan de veroudering van wijn bevorderen door gebruik te maken van enologische tannines. Ultrasoon eiken is het aanzienlijk versnelde proces van het overbrengen van van hout afgeleide tannines en smaakcomponenten van eiken duigen of spaanders. Ultrasonisch gerijpte wijnen van eikenhout bieden een geweldig smaakprofiel, dat zich ontwikkelt binnen een korte behandeling van enkele minuten in vergelijking met verschillende maanden rijping in vaten. Bij ultrasone extractie komen de aromaverbindingen van eikenhout vrij (bijv. vanillan, eugenol, isoeugenol, furfural, 5-methylfurfural, guaiacol, 4-methulguaiacol) door een verhoogde massaoverdracht.

Ultrasone machines met hoge prestaties voor industriële wijnbereiding

Hielscher ultrasone processors zijn een gevestigde waarde op het gebied van wijnbereiding en rijping van gedistilleerde dranken. Wijnmakers – zowel exclusieve boetiekwijngaarden als grote wijnproducenten – find at Hielscher’s broad equipment range the ideal ultrasonication equipment for their production requirements in wine polyphenol extraction and maturation. Batch as well as continuous inline process setups are readily available and can be shipped off at the same day.

Automatische gegevensprotocollering

Om aan de productienormen van voedingsmiddelen en dranken te voldoen, moeten productieprocessen gedetailleerd worden bewaakt en geregistreerd. De digitale ultrasoonapparatuur van Hielscher Ultrasonics beschikt over automatische gegevensprotocollering. Dankzij deze slimme functie worden alle belangrijke procesparameters zoals ultrasone energie (totale en netto energie), temperatuur, druk en tijd automatisch opgeslagen op een ingebouwde SD-kaart 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 sonicatieruns herzien en het resultaat evalueren.
Een andere gebruiksvriendelijke functie is de browserafstandsbediening van onze digitale ultrasone systemen. Via browserbesturing op afstand kunt u uw ultrasone processor overal vandaan starten, stoppen, afstellen en controleren.

Voldoen aan de hoogste kwaliteitsnormen – Ontworpen & Gefabriceerd in Duitsland

De geavanceerde hardware en slimme software van Hielscher ultrasoonapparaten zijn ontworpen om betrouwbare ultrasone extractieresultaten van uw botanische grondstof te garanderen met reproduceerbare resultaten en een gebruiksvriendelijke, veilige werking. Robuustheid, betrouwbaarheid, 24/7 werking onder volledige belasting en eenvoudige bediening vanuit het oogpunt van de werknemer zijn andere kwaliteitsfactoren, die Hielscher ultrasoonapparaten gunstig maken.
Hielscher ultrasone extractoren worden wereldwijd gebruikt voor de extractie van voedingsmiddelen en dranken van hoge kwaliteit. Hielscher ultrasone processors, waarvan bewezen is dat ze hoge opbrengsten en superieure kwaliteit leveren, worden niet alleen gebruikt door kleinere wijnboetieks, maar vooral in de industriële productie van commercieel gedistribueerde wijnen. Dankzij de robuuste hardware en slimme software kunnen Hielscher ultrasoonprocessoren eenvoudig worden bediend en gecontroleerd.
Hielscher Ultrasonics in Teltow, Duitsland is een door de eigenaar geleid familiebedrijf. Hielscher Ultrasonics is ISO-gecertificeerd. Uiteraard voldoen de Hielscher ultrasone apparaten aan de CE-normen en aan de eisen van UL, CSA en RoHs.

De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines: