Envelhecimento e envelhecimento de vinhos com ultra-sons

O envelhecimento e o envelhecimento em madeira contribuem fortemente para o sabor final e a qualidade do vinho. Ambos os processos são conhecidos por demorarem muito tempo, muitas vezes o processo de maturação prolonga-se por vários anos. Os ultra-sons são uma tecnologia altamente eficaz e rápida, que intensifica a maturação do vinho e acelera significativamente processos como a extração de compostos de carvalho, a micro-oxigenação e os processos químicos (por exemplo, a polimerização). Com a ultrassonografia, os vinhos jovens podem ser envelhecidos em poucos minutos, transformando-se em vinhos maduros com o bouquet de vários anos de envelhecimento em barris de carvalho.

Aromas de vinho derivados de carvalho usando extração ultra-sónica

Os compostos fenólicos relacionados com a adstringência e os compostos aromáticos, ambos provenientes da madeira de carvalho, são transferidos muito rapidamente quando a sonicação é aplicada durante o envelhecimento do vinho. Os ultra-sons aceleraram a extração dos compostos de carvalho para alguns minutos – em comparação com vários anos de envelhecimento tradicional dos vinhos em barris.

Envelhecimento do vinho com ultrassom

Para intensificar a madeira, as aparas ou aduelas de carvalho são submetidas a uma sonicação no vinho. As ondas de ultra-sons abrem e rompem as paredes celulares do material de madeira, de modo que os compostos intracelulares, tais como taninos, fenóis, furonas, lactonas, etc., são libertados por cavitação ultra-sónica no vinho. Uma vez que a oscilação e a cavitação ultra-sónicas criam turbulências intensas e micro-correntes, a transferência de massa entre o interior da célula e o solvente circundante é drasticamente intensificada, de modo a que as biomoléculas (ou seja, os compostos aromáticos) sejam eficaz e rapidamente libertadas. Uma vez que a sonicação é um tratamento puramente mecânico, não adiciona quaisquer produtos químicos ao vinho.

Comparação das qualidades do envelhecimento tradicional do vinho e do envelhecimento por ultra-sons do vinho. O vinho envelhecido por ultra-sons atinge o seu pico de qualidade significativamente mais rápido.
(gráfico: ©Yıldırım e Dündar, 2017, adaptado de Leonhardt e Morabito, 2007).

Ultrassom – Forças exclusivamente mecânicas

Os ultra-sons de alta intensidade e baixa frequência criam condições de alta densidade energética, com altas pressões, temperaturas e forças de cisalhamento elevadas. Estas forças físicas promovem a rutura das estruturas celulares de modo a libertar compostos intracelulares para o meio. Além disso, o processo de envelhecimento do vinho assistido por ultra-sons promove processos de micro-oxigenação e oxidação. Deste modo, a ultrassonografia controlada pode afetar positivamente as reacções químicas no vinho. Os vinhos envelhecidos por ultra-sons atingem o seu pico de qualidade significativamente mais rápido do que os vinhos envelhecidos tradicionalmente. Além disso, os vinhos envelhecidos por ultra-sons apresentam um nível de conservação mais elevado, pelo que o vinho envelhecido por ultra-sons mantém a sua qualidade máxima durante mais tempo do que o processo de envelhecimento normal.

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

Vantagens do envelhecimento do vinho por ultra-sons em relação ao envelhecimento em barris de carvalho

Os barris de carvalho são o processo comum e tradicional de envelhecimento do vinho. Nos barris de carvalho, a oxidação ocorre numa pequena quantidade durante um longo período de armazenamento no barril. O tempo de armazenamento de um forno de vinho de qualidade superior demora vários anos e é, por conseguinte, um processo dispendioso. Durante a maturação em barris de carvalho, o vinho produz numerosos aromas únicos. Para além do longo processo de maturação de anos e da perda de tempo associada, a aquisição e manutenção dos barris de carvalho são dispendiosas. Os microrganismos indesejáveis, como as espécies de leveduras (por exemplo, Brettanomyces e Dekkera), podem contaminar os barris de vinho. O vinho estragado por leveduras é conhecido pelo seu mau gosto e odor.
Devido a estas desvantagens do envelhecimento tradicional em barris, o envelhecimento e o envelhecimento ultrassónico do vinho é uma alternativa rentável e cientificamente comprovada ao envelhecimento tradicional em barris. A ultrassonografia encurta o tempo de maturação e melhora vários factores de qualidade do vinho. A ultrassonografia 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. Os estudos científicos e as aplicações industriais comprovam a validade da ultra-sons na vinificação, com grandes melhorias na redução dos períodos de envelhecimento e na produção mais eficiente de vinhos de alta qualidade.

Maturação do vinho acelerada por ultra-sons: O estudo do Prof. Th. Kleinschmidt mostra a mudança benéfica do aroma de 3-Metil-1Butanol no vinho tinto quando sonicado na presença de lascas de madeira American Blend. (Ultrasonicator UIP2000hdT, amplitude 43µm, superfície do sonotrodo 9cm2)

Estudos Científicos sobre o Envelhecimento Ultrassónico de Vinhos

Um nível de intensidade ultra-sónica ou de densidade de energia acústica relativamente moderado pode favorecer a extração e a lixiviação rápidas dos fenólicos das aparas de carvalho para o vinho, aumentando assim potencialmente o sabor e o valor nutritivo do vinho num período de maturação significativamente mais curto. Além disso, o tratamento por ultra-sons é capaz de modificar rapidamente a composição do vinho, o que se supõe ser devido aos efeitos da cavitação acústica. Assim, um nível elevado de densidade de energia acústica é suposto promover a modificação ultra-sónica da composição do vinho. (cf. Yang et al., 2014)
Efeitos de envelhecimento semelhantes foram relatados por Jiménez-Sánchez et al. (2020) para vinagre de xerez usando chips de carvalho e ultrassom. A ultrassonografia reduziu significativamente o tempo de maturação quando comparado com a maturação tradicional.

Libertação ultra-sónica de compostos aromáticos do carvalho

Breniaux e colegas investigaram os efeitos dos ultra-sons de alta potência na limpeza de barris de vinho de carvalho e a subsequente libertação de compostos polifenólicos e outros, quando os barris foram utilizados após o tratamento para o envelhecimento do vinho. Os polifenóis e os fitoquímicos, como os elagitaninos, a lenhina e os precursores aromáticos, contribuem fortemente para a maturação e o sabor do vinho. De um modo geral, o estudo mostrou que o tratamento ultrassónico permite obter rendimentos mais elevados de polifenóis e de outros compostos bioactivos num período de tratamento muito curto. Por exemplo, a concentração de furfural foi mais elevada no caso do tratamento por ultra-sons aos 8 meses de envelhecimento e aos 12 meses de envelhecimento, com um aumento da concentração entre 18,8 e 92,6% em comparação com o tratamento alternativo por vapor. No caso do 5-metilfurfural, a concentração foi significativamente mais elevada no tratamento por ultra-sons para as barricas de 1 ano (vinho com 12 meses de envelhecimento) e de 2 anos (vinho com 2, 8 e 12 meses de envelhecimento), com um aumento entre 20,5 e 97%. No que diz respeito aos diastereoisómeros da lactona do whisky, a lactona trans-whisky foi significativamente mais elevada para os barris de 3 anos tratados com ultra-sons: após 12 meses de envelhecimento, o vinho tem uma concentração de 75,2 ± 5,6 μg/L, o que resulta num aumento de 46,9% em comparação com o vinho envelhecido num barril tratado com vapor. Para as concentrações de vanilina e de siringaldeído, os valores medidos no vinho foram também significativamente mais elevados após o tratamento ultrassónico. Em comparação com o tratamento por vapor em barril, o consumo total de energia foi de 0,38 kWh para os ultra-sons de potência e de 3 kWh para o vapor aquoso, o que é 7,89 vezes inferior.
(cf. Breniaux et al., 2021)

Reacções químicas promovidas por ultra-sons no vinho

Durante o envelhecimento do vinho, ocorrem numerosas reacções químicas. Por exemplo, os compostos de proantocianidina tendem a polimerizar-se, a condensar-se com as antocianinas e a combinar-se com outros polímeros, como as proteínas e os polissacáridos. Esta reação de condensação com antocianinas é a principal reação química envolvida no escurecimento e 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 ultra-sons promovem a polimerização dos compostos fenólicos e aumentam o conteúdo polifenólico do vinho tinto à medida que o vinho amadurece.
Durante o envelhecimento do vinho em barris, centenas de compostos podem ser extraídos da madeira para o vinho, o que contribui diretamente para as sensações de sabor, aroma e sensação de boca do vinho final. A composição fibrosa da madeira de carvalho desempenha um papel importante no processo de envelhecimento, uma vez que são extraídos fenóis voláteis e aldeídos fenólicos da lenhina e compostos furfurais da degradação dos açúcares da celulose e das hemiceluloses.
Embora o envelhecimento tradicional em barris de carvalho tenha sido amplamente utilizado durante séculos, existem ainda algumas desvantagens inerentes. Em primeiro lugar, o processo de envelhecimento em barril demora normalmente alguns meses a vários anos, o que consome muito tempo. Em segundo lugar, os barris são caros, ocupam muito espaço na adega e têm de ser substituídos com o tempo. Em terceiro lugar, à medida que envelhecem, os barris de carvalho podem ser contaminados por microrganismos indesejáveis, como as leveduras dos géneros Brettanomyces e Dekkera.
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