Sonicação do Vinho – Aplicações inovadoras do ultrassom em vinícolas

O ultrassom é um método de processamento não térmico, que já é amplamente utilizado na indústria alimentícia devido à sua aplicação suave, mas efeitos significativos no produto. Para as vinícolas, a sonicação oferece várias aplicações, como a extração de sabores, fenólicos e corantes, a maturação & envelhecimento, a carvalho, bem como a desgaseificação.

O vinho é uma bebida alcoólica, mais comumente feita de uvas, mas também de outras frutas (por exemplo, vinho de maçã, vinho de sabugueiro) ou materiais à base de amido (por exemplo, vinho de arroz, vinho de milho).
O vinho é um bem de consumo privilegiado cuja produção requer um processo suntuoso. Fazer vinhos de qualidade e alta qualidade é conhecido como um negócio demorado e, portanto, caro. Por último, é do interesse do enólogo acelerar a fermentação (conversão para álcool) e a maturação (para conferir sabores e aromas complexos) e produzir ao mesmo tempo um licor de alta qualidade com o sabor, bouquet, sensação na boca e cor desejados.

Diferentes efeitos do ultrassom no processamento de vinho

O ultrassom de potência aplicado ao vinho oferece muitos efeitos benéficos. As aplicações mais importantes incluem o intensificação do sabor do bouquet de vinho, extraindo os componentes ricos em sabor, como fenólicos e aromáticos, carvalhoe a aceleração do maturação & envelhecimento.

Extração de Compostos Aromáticos e Fenólicos de Uvas

O ultrassom é um meio bem conhecido e comprovado para a extração de material vegetal intracelular e compostos aromáticos. A atividade mecânica do ultrassom suporta a difusão de solventes no tecido. Como o ultrassom quebra a parede celular mecanicamente pelas forças de cisalhamento da cavitação, facilita a transferência da célula para o solvente. A redução do tamanho das partículas pela cavitação ultrassônica aumenta a área de superfície em contato entre a fase sólida e a fase líquida.
As uvas são famosas e procuradas por sua riqueza em polifenóis. Esses compostos fenólicos (como flavonoides monoméricos, procianidinas diméricas, triméricas e poliméricas, bem como ácidos fenólicos) da uva são conhecidos por suas propriedades anti-radicais e antioxidantes. Quimicamente, eles podem ser separados em duas subcategorias: os flavonóides e os não flavonóides. Os flavonóides mais importantes do vinho são as antocianinas e os taninos que contribuem para a cor, o sabor e a sensação na boca. Entre os não flavonóides estão estilbenos como o resveratrol e compostos ácidos, como o ácido benzóico, cafeico e cinâmico. A maioria de todos esses compostos fenólicos está contida na casca da uva e nas sementes. As intensas forças ultrassônicas são capazes de extrair os ingredientes valiosos das sementes de uva e da pele de forma eficiente.
No estudo de Cocito et al. (1995), a ultrassonografia demonstrou ser um processo rápido, repetível e linear para a extração de compostos aromáticos no mosto e no vinho. Os resultados obtidos das concentrações dos compostos por extração ultrassônica foram superiores aos da extração em coluna C18 (extração de resina).
Resumindo as vantagens da extração ultrassônica, o ultrassom é uma alternativa barata, simples e eficiente aos meios convencionais de extração não térmica, como alta pressão hidrostática (HP), dióxido de carbono comprimido (cCO2) e dióxido de carbono supercrítico (ScCO2) e pulsos de alto campo elétrico (HELP). Uma outra vantagem é o fato de que a extração ultrassônica – em contraste com as alternativas mencionadas acima – pode ser facilmente testada em labrador ou balança de bancada. Esses ensaios fornecem resultados reprodutíveis para que um aumento de escala subsequente não exija mais esforços para encontrar a configuração ideal. Para produção comercial completa, confiável ULTRASSONICADORES PARA SERVIÇO PESADO Com até 16.000 watts por unidade, permite o tratamento de sonicação de fluxos de volume muito alto.

Extração assistida por ultrassom para a carvalho de vinho

Durante a fase de carvalho, o vinho entra em contacto com a madeira das barricas (carvalho tradicional) ou com a adição de aparas de madeira, varas de madeira ou pó de carvalho (carvalho alternativo). A madeira mais comum para carvalho (aromatizante) é – de acordo com o termo do procedimento – carvalho (quercus). Outros tipos de madeira, que são usados mais raramente, são, por exemplo, castanheiro, pinho, sequóia, cerejeira ou acácia. As propriedades químicas da madeira são usadas para obter efeitos profundos em relação ao sabor e ao bouquet do vinho. Os fenóis contidos no carvalho interagem com o vinho produzindo sabores, como baunilha, caramelo, creme, especiarias ou sabores terrosos. Um efeito muito importante são os elagitaninos (tanino hidrolisável), que são derivados de estruturas de lignina na madeira, pois protegem o vinho da oxidação e redução.
A extração ultrassônica é útil para a fase de carvalho de vinho devido ao fato de que a penetração do líquido na estrutura de madeira de pó, lascas, palitos ou aduelas será aprimorada pelos ciclos de alta e baixa pressão gerados pelo ultrassom. Como assim a transferência de massa será aumentada visivelmente, isso implica um período de carvalho mais curto e resultados mais altos em relação ao sabor. Se destilados de pó de carvalho ou sabor de madeira (carvalho alternativo) forem aplicados ao vinho, as forças ultrassônicas fornecem uma dispersão muito fina das partículas ou gotículas no vinho para melhorar o umedecimento e a exposição da superfície. Isso é muito importante para obter um sabor e sensação na boca elevados e contribui para a qualidade da bebida alcoólica. O fato de que o barril e o envelhecimento constituem um fator de tempo e custo prolongado na vinificação, torna o ultrassom um método de processamento excepcionalmente interessante, pois os dispositivos ultrassônicos Hielscher convencem pelos baixos custos de investimento, fácil implementação e um excelente Eficiência energética.

Desaglomeração assistida por ultrassom durante o envelhecimento do vinho

Durante o processo tradicional de envelhecimento do vinho, ocorrem reações de várias moléculas no vinho. Isso significa que as moléculas mudam de acordo com a interação entre si. O tempo e o resultado dessa mudança molecular dependem dos ingredientes do vinho e de seu ambiente. Comumente, é aprovado que o álcool seja disperso em licores, mas isso não significa que uma mistura de moléculas será alcançada. Como no vinho, naturalmente, apenas baixa energia para reações – como ligação e mistura – está disponível, o grau de mudanças naturais será praticamente incompleto. Embora os ingredientes tendam a interagir, anexar e alterar as propriedades moleculares, eles não podem realizar uma interação, conversão ou ligação absoluta no nível molecular devido à baixa energia presente.
Como o vinho é sonicado (o que significa uma entrada de energia no líquido), os ingredientes oferecem um grau de dispersão mais consistente e uniforme. Ao sonicar, o vinho torna-se um líquido homogêneo com uma vida útil prolongada em um tempo muito curto de tratamento. A homogeneidade permite uma maior interação entre as moléculas e, portanto, uma mudança molecular mais completa. Isso significa um aprimoramento no sabor e na qualidade.

Dispersão: Antes do engarrafamento, a maioria dos vinhos é tratada com aditivos, como conservantes (por exemplo, bissulfato de potássio, bissulfato de sódio), produtos de limpeza, corantes em pó e outros agentes clarificantes e melhorantes. Esses aditivos são usados para evitar o escurecimento prematuro e a deterioração, para melhorar a qualidade do vinho, para eliminar deficiências ou para apoiar o processo de fermentação. Por ultrassom, esses aditivos podem ser dispersos de forma muito consistente no vinho, de modo que sejam alcançados melhores resultados do processamento. Isso leva finalmente a uma maior qualidade e melhor sabor - o esforço de cada vinicultor.

Extração ultrassônica de compostos ativos

O vinho possui uma ampla variedade de compostos ativos benéficos à saúde, como taninos, fenólicos, flavonóides e outros, que são ingredientes valiosos usados na indústria farmacêutica, alimentícia e cosmética.
Leia mais sobre a extração de fitoquímicos como polifenóis, antocianidinas, proantocianidinas e outros compostos bioativos de uvas e subprodutos da uva!

Excursus

Envelhecimento do vinho de arroz e do vinho de milho: Chang et al. (2002) descobriram em seu estudo sobre vinho de arroz e vinho de milho que os efeitos de envelhecimento da sonicação do vinho dependem do tipo de vinho. O mesmo aconteceu com o envelhecimento ultrassônico do vinho de arroz em relação ao valor do pH, teor alcoólico, acetaldeído, sabor e qualidades sensoriais significativamente melhores do que o envelhecimento assistido por ultrassom do vinho de milho. Para ambos, o vinho de arroz e o vinho de milho, o tempo de maturação foi consideravelmente reduzido (de 1 ano para 1 semana ou 3 dias).

ultrassonicadores industriais com reatores de fluxo contínuo para a sonicação de vinho e suco.

Processadores ultrassônicos de Hielscher

A Hielscher é o fornecedor líder de dispositivos ultrassônicos de alta qualidade e alto desempenho. Os dispositivos ultrassônicos fabricados pela Hielscher são usados para amostras de laboratório, processamento em escala piloto ou produção em escala total em vários alcances da indústria e pesquisa. Para um perfeito desempenho e ajuste a cada processo, a Hielscher oferece uma ampla gama de dispositivos ultrassônicos para a sonicação de qualquer volume de líquido, de vários microlitros a centenas de metros cúbicos por hora. Os dispositivos ultrassônicos podem ser facilmente testados quanto à eficiência do processo em menor escala. Normalmente, o UIP1000hd (1kW) é usado para o desenvolvimento de processos para vazões de 0,5L a 1000L por hora. Nessa escala, a eficiência do processamento pode ser otimizada variando a amplitude, a pressão e a vazão. A instalação ou adaptação de um sistema de ultrassom em uma linha de produção, bem como a operação e manutenção, são simples e sem dificuldade.

Ultrassom em Líquidos

O ultrassom de alta potência gera cavitação em líquidos. Durante a implosão das bolhas de cavitação, localmente aparecem forças extremamente altas: no "ponto quente" de cavitação, temperaturas muito altas (aprox. 5.000K) e pressões (aprox. 2.000atm) são atingidas. A implosão da bolha de cavitação também resulta em jatos de líquido de até 280m/s de velocidade. Quando essas forças intensas entram no líquido, elas causam efeitos diferentes. Em um líquido alcoólico, a ultrassonografia causa uma aceleração da oxidação, polimerização e condensação do álcool, aldeídos, ésteres e olefinas para construir novos compostos que criam mais e melhor sabor e buquê.
Como as aplicações ultrassônicas mais interessantes para a vinificação (vinificação), especialmente a ultrassonografia assistida Extração, aglomeração e dispersão têm que ser nomeados. Esses impactos tornam a sonicação um método de processamento tão eficaz para vinho e outras bebidas.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos: