Învechirea și înmuierea vinurilor cu ultrasunete

Maturarea vinului și înălțarea vinului contribuie în mare măsură la gustul final și la calitatea vinului. Ambele procese sunt cunoscute pentru a dura mult timp, adesea procesul de maturare se desfășoară de-a lungul anilor. Ecografia este o tehnologie extrem de eficientă și rapidă, care intensifică maturarea vinului și accelerează semnificativ procese precum extracția compușilor de stejar, microoxigenarea și procesul chimic (de exemplu, polimerizarea). Cu ultrasonication, vinurile tinere pot fi îmbătrânite în câteva minute până la vinurile maturate cu buchetul mai multor ani de învechire în butoaie de stejar.

Arome de vin derivate din stejar folosind extracția cu ultrasunete

Compușii fenolici legați de astringență și compușii aromatici, ambele derivate din lemn de stejar, sunt transferate extrem de rapid atunci când sonicare se aplică în timpul vinului în timpul învechirii. Ecografia a accelerat extracția compușilor de stejar la câteva minute – comparativ cu mai mulți ani de învechire tradițională în butoaie a vinurilor.

Îmbibarea vinului cu ultrasunete

Pentru stejar intensificat, așchii de stejar sau doage sunt sonicate în vin. Undele cu ultrasunete deschid și perturbă pereții celulari ai materialului lemnos, astfel încât compușii intracelulari, ar fi taninurile, fenolii, furonele, lactonele etc. sunt eliberate prin cavitație cu ultrasunete în vin. Deoarece oscilația cu ultrasunete și cavitația creează turbulențe intense și micro-streaming, transferul de masă între interiorul celulei și solventul înconjurător este intensificat drastic, astfel încât biomoleculele (adică compușii aromatici) sunt eficiente și eliberate rapid. Deoarece sonicare este un tratament pur mecanic, nu adaugă substanțe chimice la vin.

Compararea calităților învechirii tradiționale în vin și a învechirii cu ultrasunete în vin. Vinul îmbătrânit ultrasonically atinge calitatea maximă semnificativ mai repede.
(grafic: ©Yıldırım și Dündar, 2017, adaptare după Leonhardt și Morabito, 2007).

Ultrasunete – exclusiv forțe mecanice

Ultrasunetele de înaltă intensitate, de joasă frecvență, creează condiții dense din punct de vedere energetic, cu presiuni ridicate, temperaturi și forțe mari de forfecare. Aceste forțe fizice promovează perturbarea structurilor celulare pentru a elibera compuși intracelulari în mediu. În plus, procesul de îmbătrânire ultrasonically asistat de vin promovează procesele de microoxigenare și oxidare. Astfel, ultrasonication controlate poate afecta pozitiv reacțiile chimice din vin. Vinurile îmbătrânite ultrasonically ating vârful lor de calitate semnificativ mai repede decât vinurile îmbătrânite în mod tradițional. În plus, vinurile îmbătrânite ultrasonically prezintă un nivel de conservare mai ridicat, astfel încât vinul sonicat își menține calitatea maximă pentru o perioadă mai lungă de timp decât procesul standard de îmbătrânire.

Mecanismul de întrerupere a peretelui celular (a) ruperea peretelui celular din cauza cavitației. (b) difuzia solventului în structura celulară.
(Grafic adaptat după Shirsath et al., 2012)

Avantajele îmbătrânirii vinului cu ultrasunete față de îmbătrânirea butoaielor de stejar

Butoaiele de stejar sunt procesul comun, tradițional pentru îmbătrânirea vinului. În butoaiele de stejar, oxidarea are loc într-o cantitate mică pe o perioadă lungă de depozitare în butoi. Timpul de depozitare pentru cuptorul de vin premium durează câțiva ani este, prin urmare, un proces costisitor. În timpul maturării în butoaie de stejar, vinul produce numeroase arome unice. Pe lângă procesul lung de maturare de ani și pierderea de timp aferentă, butoaiele de stejar sunt costisitoare de achiziționat și întreținut. Microorganismele nedorite, cum ar fi speciile de drojdie (de exemplu, Brettanomyces și Dekkera) pot contamina butoaiele de vin. Vinul stricat cu drojdie este cunoscut pentru gustul și mirosul slab.
Datorită acestor dezavantaje ale înmuierii tradiționale în butoi, îmbătrânirea cu ultrasunete a vinului și înmuierea este o alternativă rentabilă și dovedită științific la îmbătrânirea tradițională în butoaie. Ultrasonication scurtează timpul de maturare și îmbunătățește mai mulți factori de calitate ai vinului. Ultrasonication poate fi aplicat în diferite etape ale procesului de vinificație, inclusiv macerarea, extracția polifenolilor, precum și îmbătrânirea, maturarea și înmuierea. Studiile științifice și implementările industriale demonstrează validitatea ultrasonication în vinificație cu îmbunătățiri majore în perioadele de îmbătrânire mai scurte și producția mai eficientă a vinurilor de înaltă calitate.

Maturarea vinului accelerată ultrasonically: Studiul Prof. Th. Kleinschmidt arată schimbarea benefică a aromei 3-metil-1butanol în vinul roșu atunci când sonicated în prezența așchiilor de lemn American Blend. (Ultrasonicator UIP2000hdT, amplitudine 43μm, suprafață sonotrode 9cm2)

Studii științifice privind maturarea cu ultrasunete a vinurilor

O intensitate ultrasonică sau un nivel al densității energiei acustice la un nivel relativ moderat poate promova extracția rapidă și levigarea fenolilor din așchii de stejar în vin, crescând astfel aroma vinului și valoarea nutritivă într-un timp de maturare semnificativ scurtat. În plus, tratamentul cu ultrasunete este capabil să modifice rapid compoziția vinului, ceea ce se presupune că se datorează efectelor cavitației acustice. Astfel, un nivel ridicat de densitate de energie acustică ar trebui să promoveze modificarea cu ultrasunete a compoziției vinului. (cf. Yang et al., 2014)
Efecte similare de îmbătrânire au fost raportate de Jiménez-Sánchez et al. (2020) pentru oțetul de sherry folosind așchii de stejar și ultrasunete. Ultrasonication a redus semnificativ timpul de maturare în comparație cu maturarea tradițională.

Eliberarea cu ultrasunete a compușilor aromatici din stejar

Breniaux și colegii săi au investigat efectele ultrasunetelor de mare putere pentru curățarea butoaielor de vin de stejar și eliberarea ulterioară a polifenolilor și a altor compuși, atunci când butoaiele au fost utilizate după tratamentul pentru îmbătrânirea vinului. Polifenolii și fitochimicalele, cum ar fi ellagitaninele, lignina și precursorii aromatici, contribuie în mare măsură la maturarea și aroma vinului. În general, studiul a arătat că tratamentul cu ultrasunete a dat randamente mai mari de polifenoli și alți compuși bioactivi într-un timp de tratament foarte scurt. De exemplu, concentrația de furfural a fost mai mare în cazul tratamentului cu ultrasunete la 8 luni de îmbătrânire și 12 luni de îmbătrânire, concentrația crescând între 18,8 și 92,6% comparativ cu tratamentul alternativ cu abur. Pentru 5-metilfurfural, concentrația a fost semnificativ mai mare pentru tratamentul cu ultrasunete pentru butoaie de butoaie vechi de 1 an (vin în vârstă de 12 luni) și butoaie vechi de 2 ani (vin în vârstă de 2, 8 și 12 luni), cu o creștere între 20,5 și 97%. În ceea ce privește diastereoizomerii lactonei whisky, lactona trans-whisky a fost semnificativ mai mare pentru butoaiele vechi de 3 ani tratate cu ultrasunete: după 12 luni de învechire, vinul are o concentrație de 75,2 ± 5,6 μg / L, rezultând o creștere de 46,9% față de vinul maturat într-un butoi tratat cu abur. Pentru concentrațiile de vanilină și siringaldehidă, valorile măsurate în vin au fost, de asemenea, semnificativ mai mari după tratamentul cu ultrasunete. În comparație cu tratamentul cu abur al butoiului, consumul total de energie a fost de 0,38 kWh pentru ultrasunetele de putere și 3 kWh pentru aburul apos, care este de 7,89 ori mai mic.
(cf. Breniaux et al., 2021)

Ultrasonically promovat reacții chimice în vin

În timpul învechirii vinului, au loc numeroase reacții chimice. De exemplu, compușii proantocianidinei tind să polimerizeze, să se condenseze cu antocianine și să se combine cu alți polimeri, cum ar fi proteinele și polizaharidele. Această reacție de condensare cu antocianine este principala reacție chimică implicată în întunecarea și stabilizarea culorii vinului roșu, care se schimbă de la un roșu aprins la roșu închis cu tonuri maro.
Studiile timpurii efectuate de Masuzawa et al., 2000, au demonstrat deja că ultrasunetele promovează polimerizarea compușilor fenolici și cresc conținutul polifenolic din vinul roșu pe măsură ce vinul se maturizează.
În timpul învechirii vinului în butoaie, sute de compuși pot fi extrași din lemn în vin, ceea ce contribuie direct la aroma, aroma și senzațiile de gură ale vinului final. Compoziția fibroasă a lemnului de stejar joacă un rol important în procesul de învechire, deoarece se extrag fenolii volatili și aldehidele fenolice din lignină, precum și compușii furfurali din degradarea zahărului din celuloză și hemiceluloză.
Deși îmbătrânirea tradițională a butoaielor de stejar a fost folosită pe scară largă de secole, există încă unele dezavantaje inerente. În primul rând, procesul de îmbătrânire într-un butoi durează în mod normal de la câteva luni la câțiva ani, ceea ce consumă foarte mult timp. În al doilea rând, butoaiele sunt scumpe, ocupă mult spațiu în vinărie și trebuie înlocuite cu timpul. În al treilea rând, pe măsură ce butoaiele de stejar îmbătrânesc, ele pot fi contaminate cu microorganisme nedorite, cum ar fi genurile de drojdii Brettanomyces și Dekkera.
Citiți mai multe despre salubritatea cu ultrasunete și curățarea butoaielor de vin!

Echipamente cu ultrasunete pentru maturarea și maturarea vinului

De câteva decenii, Hielscher Ultrasonics este furnizor de încredere de mare putere, procesoare cu ultrasunete de joasă frecvență pentru industria alimentară și a băuturilor. Vinăriile și distileriile au adoptat tehnologia cu ultrasunete pentru a produce vinuri și băuturi alcoolice de înaltă calitate în condiții mai eficiente, adică pentru a obține rezultate de înaltă calitate într-un proces accelerat și în condiții precis controlabile.
Hielscher ultrasonicators sunt disponibile la orice dimensiune, de la dispozitivul de laborator de mână pentru cercetare și controlul calității la banc-top și sisteme pilot pentru podgorii de tip boutique și vinificatori de dimensiuni medii, precum și ultrasonicators cu randament ridicat pentru producătorii comerciali mari de vin.
Toate procesoarele cu ultrasunete Hielscher dispun de tehnologie de ultimă oră, inclusiv afișaj color digital, software sofisticat, setări inteligente, protocolare automată a datelor pe cardul SD integrat și telecomanda browserului pentru o funcționare precisă, rezultate repetabile și reproductibile, precum și cea mai mare ușurință în utilizare. Clienții din întreaga lume folosesc tehnologia Hielscher Ultrasonics în vinării și distilerii obținerea unor rezultate excelente în îmbătrânirea, înmuierea și infuzarea vinurilor și băuturilor spirtoase.
Contactează-ne acum! Personalul nostru bine instruit și cu experiență de lungă durată vă va ajuta cu informații tehnice, recomandări cu privire la ultrasonicator ideal și citate neobligatorii!

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre: