Envelhecimento e estágio de vinhos com carvalho por ultrassons

O envelhecimento e o estágio com carvalho contribuem fortemente para o sabor final e a qualidade do vinho. Ambos os processos são conhecidos pela sua longa duração, sendo que a maturação se prolonga frequentemente por vários anos. Os ultrassons são uma tecnologia altamente eficaz e rápida, que intensifica a maturação do vinho e acelera significativamente processos como a extração de compostos do carvalho, a micro-oxigenação e os processos químicos (por exemplo, a polimerização). Com a ultrassonicação, os vinhos jovens podem ser envelhecidos em poucos minutos, tornando-se vinhos maduros com o bouquet de vários anos de envelhecimento em barricas de carvalho.

Sabores do vinho provenientes do carvalho por extração ultrassónica

Os compostos fenólicos associados à adstringência e os compostos aromáticos, ambos provenientes da madeira de carvalho, são transferidos com extrema rapidez quando se aplica sonicação durante o envelhecimento do vinho. Os ultrassons aceleraram a extração dos compostos do carvalho, reduzindo-a a poucos minutos – em comparação com os vários anos do envelhecimento tradicional dos vinhos em barricas.

Estágio do vinho com carvalho por ultrassons

Para intensificar o estágio com carvalho, as aparas ou aduelas de carvalho são submetidas a sonicação no vinho. As ondas ultrassónicas abrem e rompem as paredes celulares do material lenhoso, de modo que os compostos intracelulares, como taninos, fenóis, furones, lactonas, etc., são libertados para o vinho pela cavitação ultrassónica. Como a oscilação e a cavitação ultrassónicas criam turbulência intensa e microcorrentes, a transferência de massa entre o interior das células e o solvente circundante é drasticamente intensificada, permitindo que as biomoléculas (ou seja, os compostos aromáticos) sejam libertadas de forma eficiente e rápida. Como a sonicação é um tratamento puramente mecânico, não adiciona quaisquer substâncias químicas ao vinho.

Comparação da qualidade do vinho no envelhecimento tradicional e no envelhecimento ultrassónico. O vinho envelhecido por ultrassons atinge o seu pico de qualidade significativamente mais depressa.
(gráfico: ©Yıldırım e Dündar, 2017, adaptado de Leonhardt e Morabito, 2007).

Ultrassons – Apenas forças mecânicas

Os ultrassons de alta intensidade e baixa frequência criam condições de elevada densidade energética, caracterizadas por pressões e temperaturas elevadas e forças de cisalhamento intensas. Estas forças físicas promovem a rutura das estruturas celulares para libertar compostos intracelulares para o meio. Além disso, o processo de envelhecimento do vinho assistido por ultrassons promove a micro-oxigenação e os processos de oxidação. Assim, a ultrassonicação controlada pode afetar positivamente as reações químicas no vinho. Os vinhos envelhecidos por ultrassons atingem o seu pico de qualidade significativamente mais depressa do que os vinhos envelhecidos tradicionalmente. Além disso, os vinhos envelhecidos por ultrassons apresentam um nível de conservação superior, pelo que o vinho submetido a sonicação mantém o seu pico de qualidade durante mais tempo do que com o processo de envelhecimento convencional.

O mecanismo de rutura da parede celular: (a) rutura da parede celular devido à cavitação. (b) difusão do solvente para a estrutura celular.
(Gráfico adaptado de Shirsath et al., 2012)

Vantagens do envelhecimento ultrassónico do vinho em relação ao envelhecimento em barricas de carvalho

O envelhecimento em barricas de carvalho é o processo tradicional comum de envelhecimento do vinho. Nas barricas de carvalho, a oxidação ocorre em pequena quantidade ao longo de um período prolongado de armazenamento na barrica. O período de armazenamento de vinhos de qualidade superior demora frequentemente vários anos, sendo, por isso, um processo dispendioso. Durante a maturação em barricas de carvalho, o vinho produz numerosos aromas únicos. Além do longo processo de maturação de vários anos e da perda de tempo associada, as barricas de carvalho são caras de adquirir e manter. Microrganismos indesejáveis, como espécies de leveduras (por exemplo, Brettanomyces e Dekkera), podem contaminar as barricas de vinho. O vinho deteriorado por leveduras é conhecido pelo seu mau sabor e odor.
Devido a estas desvantagens do estágio tradicional em barricas de carvalho, o envelhecimento e o estágio do vinho com carvalho por ultrassons constituem uma alternativa economicamente eficiente e cientificamente comprovada ao envelhecimento tradicional em barricas. A ultrassonicação reduz o tempo de maturação e melhora vários fatores de qualidade do vinho. A ultrassonicação pode ser aplicada durante várias fases do processo de vinificação, incluindo a maceração, a extração de polifenóis, bem como o envelhecimento, a maturação e o estágio com carvalho. Estudos científicos e aplicações industriais comprovam a validade da ultrassonicação na vinificação, com melhorias importantes na redução dos períodos de envelhecimento e na produção mais eficiente de vinhos de alta qualidade.

Maturação do vinho acelerada por ultrassons: o estudo do Prof. Th. Kleinschmidt mostra a alteração benéfica do aroma de 3-Methyl-1Butanol no vinho tinto quando submetido a sonicação na presença de aparas de madeira American Blend. (Sonicador UIP2000hdT, amplitude 43µm, superfície do sonotrodo 9cm2)

Estudos científicos sobre o envelhecimento ultrassónico dos vinhos

Uma intensidade ultrassónica ou um nível de densidade de energia acústica relativamente moderados podem promover a extração e a lixiviação rápidas de compostos fenólicos das aparas de carvalho para o vinho, aumentando assim potencialmente o sabor e o valor nutricional do vinho num tempo de maturação significativamente reduzido. Além disso, o tratamento por ultrassons é capaz de modificar rapidamente a composição do vinho, o que se presume dever-se aos efeitos da cavitação acústica. Assim, pressupõe-se que um nível elevado de densidade de energia acústica promova a modificação ultrassónica da composição do vinho. (cf. Yang et al., 2014)
Efeitos de envelhecimento semelhantes foram relatados por Jiménez-Sánchez et al. (2020) para o vinagre de xerez, utilizando aparas de carvalho e ultrassons. A ultrassonicação reduziu significativamente o tempo de maturação em comparação com a maturação tradicional.

Libertação ultrassónica de compostos aromáticos do carvalho

Breniaux e os seus colegas investigaram os efeitos dos ultrassons de alta potência na limpeza de barricas de vinho de carvalho e na subsequente libertação de compostos polifenólicos e outros compostos, quando as barricas eram utilizadas após o tratamento para o envelhecimento do vinho. Os polifenóis e os compostos fitoquímicos, como os elagitaninos, a lenhina e os precursores aromáticos, contribuem fortemente para a maturação e o sabor do vinho. Globalmente, o estudo mostrou que o tratamento ultrassónico proporcionou rendimentos superiores de polifenóis e outros compostos bioativos num tempo de tratamento muito curto. Por exemplo, a concentração de furfural foi superior no caso do tratamento por ultrassons aos 8 meses e aos 12 meses de envelhecimento, com um aumento da concentração entre 18,8 e 92,6% em comparação com o tratamento alternativo com vapor. Para o 5-metilfurfural, a concentração foi significativamente superior com o tratamento ultrassónico nas barricas de 1 ano (vinho envelhecido durante 12 meses) e nas barricas de 2 anos (vinho envelhecido durante 2, 8 e 12 meses), com um aumento entre 20,5 e 97%. Quanto aos diastereoisómeros da lactona de whisky, a concentração de trans-lactona de whisky foi significativamente superior nas barricas de 3 anos tratadas com ultrassons: após 12 meses de envelhecimento, o vinho apresenta uma concentração de 75,2 ± 5,6 μg/L, o que resulta num aumento de 46,9% em comparação com o vinho envelhecido numa barrica tratada com vapor. Quanto às concentrações de vanilina e siringaldeído, os valores medidos no vinho também foram significativamente superiores após o tratamento ultrassónico. Em comparação com o tratamento das barricas com vapor, o consumo total de energia foi de 0,38 kWh para os ultrassons de potência e de 3 kWh para o vapor de água, sendo 7,89 vezes inferior.
(cf. Breniaux et al., 2021)

Reações químicas no vinho promovidas por ultrassons

Durante o envelhecimento do vinho, ocorrem numerosas reações químicas. Por exemplo, os compostos de proantocianidinas tendem a polimerizar, a condensar-se com antocianinas e a combinar-se com outros polímeros, como proteínas e polissacáridos. Esta reação de condensação com as antocianinas é a principal reação química envolvida no escurecimento e na estabilização da cor do vinho tinto, que passa de um vermelho vivo para um vermelho escuro com tons castanhos.
Os primeiros estudos de Masuzawa et al., 2000 já demonstravam que os ultrassons promovem a polimerização dos compostos fenólicos e aumentam o teor de polifenóis no vinho tinto à medida que o vinho amadurece.
Durante o envelhecimento do vinho em barricas, centenas de compostos podem ser extraídos da madeira para o vinho, contribuindo diretamente para o sabor, o aroma e as sensações na boca do vinho final. A composição das fibras da madeira de carvalho desempenha um papel importante no processo de envelhecimento, uma vez que são extraídos fenóis voláteis e aldeídos fenólicos provenientes da lenhina, bem como compostos de furfural provenientes da degradação dos açúcares da celulose e das hemiceluloses.
Embora o envelhecimento tradicional em barricas de carvalho seja amplamente utilizado há séculos, continua a apresentar algumas desvantagens inerentes. Em primeiro lugar, o processo de envelhecimento numa barrica demora normalmente entre alguns meses e vários anos, o que exige muito tempo. Em segundo lugar, as barricas são caras, ocupam muito espaço na adega e precisam de ser substituídas com o tempo. Em terceiro lugar, à medida que as barricas de carvalho envelhecem, podem ser contaminadas por microrganismos indesejáveis, como leveduras dos géneros Brettanomyces e Dekkera.
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