Ультразвук улучшает экстракцию фенольных соединений из винограда в сусло, что способствует общему содержанию полифенолов – тем самым улучшая дальнейший процесс выдержки вина. Применение силового ультразвука дает более высокие выходы экстракции и ускоряет созревание вин. Поэтому силовой ультразвук является утвержденным методом обработки измельченного винограда и применяется для полифенольной экстракции, выдержки/созревания вина и дуба.

Power-Ultrasound для экстракции полифенолов и созревания вина

Механизмы ультразвука в виноделии основаны на ультразвуковой/акустической кавитации. Кавитационные силы высокого сдвига разрушают клеточные структуры и расширяют поры в клеточных стенках. Это приводит к высвобождению внутриклеточного материала (например, крахмала, ферментов, белков, фенольных компонентов). Соно-механические силы ультразвуковых волн поддерживают распределение растворителя в ткани и проникновение растворителя в клеточный материал, что приводит к значительному увеличению массопереноса. Кроме того, обработка ультразвуком способствует биохимическим реакциям, таким как полимеризация и конденсация полифенолов, и индуцирует микрооксигенацию. Все эти эффекты ультразвука способствуют выдержке и созреванию вин.

Ультразвуковая экстракция полифенолов из винограда

Полифенолы в вине: В винах полифенолы и качество вина тесно взаимосвязаны. Эти вторичные метабуатры винограда значительно влияют на органолептические характеристики вина и тем самым влияют на качественные факторы, такие как цвет, терпкость и горечь. Ультразвуковая обработка для экстракции полифенолов в процессе виноделия (например, обработка ультразвуком сусла перед ферментацией) и во время выдержки вина (с контактом с древесиной или без него) производит бесконечные реакции, приводящие к сложным превращениям (микрооксигенация, копигментация, циклоаддиции, полимеризация и окисление) полифенолов и дубильных веществ.

Обработка сусла ультразвуком перед брожением вина

При применении ультразвука к виноградному сусло высвобождение полифенолов из мякоти винограда увеличивается. Начиная с акустической кавитации – который является рабочим принципом обработки ультразвуком – разрушает клеточные структуры и очень эффективно открывает внутриклеточные структуры, из винограда и виноградной кожуры выделяется гораздо больше биологически активных соединений по сравнению с традиционным прессованием. Эти биологически активные соединения включают вкусовые соединения, пигменты и полезные для здоровья вещества, такие как дубильные вещества, антоцианы, флаван-3-олы, проантоцианидины и флавонолы; стилбеноиды, такие как ресвератрол; фенольные кислоты, такие как бензойная, кофейная и коричная кислоты; катехины, а также винная кислота и яблочная кислота, среди прочих. Кроме того, извлекаются натуральные сахара, такие как глюкоза и фруктоза, которые имеют решающее значение для процесса ферментации виноделия. Обработка ультразвуком может применяться на различных этапах виноделия. Гарсия-Мартин и Сан (2013) представляют ультразвук в своем исследовании как метод быстрого старения, который может обеспечить винам более высокое содержание антоцианов и снижение танинов, что считается положительным для производства высококачественных вин. Многие исследования доказали положительное влияние силового ультразвука во время виноделия. Поэтому обработка ультразвуком считается одной из наиболее перспективных технологий для нескольких целей в процессах виноделия. Кроме того, ультразвук является официально одобренным методом для использования в измельченном винограде. (ср. Натолино и Челотти, 2022)

Исследования под руководством профессора Томаса Кляйншмидта из университета Hochschule Anhalt, Института исследований вина Центральной Германии ясно демонстрируют значительное увеличение полифенолов в ультразвуковом вине. Например, в немецком красном вине типа Blauer Zweigelt содержание полифенола увеличилось более чем на 40%. Для исследования 1,5 л красного вина Blauer Zweigelt обрабатывали ультразвуком при 100% амплитуде (амплитуда 43 мкм, поверхность сонотрода 9 см)²). Вымирание было на уровне 520 нм для красной окраски. Анализ Фолина-Чокалтеу использовался для измерения общего содержания полифенолов в виде катехинов, что показало увеличение общего количества полифенолов на 40%.

Ультразвук можно считать одной из самых перспективных технологий для нескольких целей в винодельческих процессах и он официально одобрен для использования в измельченных обработках винограда.
Другое исследование от Natolino и Celotti (2022) также продемонстрировало превосходное качество вина после ультразвуковой обработки. Исследователи из Университета Удине в Италии использовали ультразвуковой аппарат Hielscher UP200St с сонотродом S26d14 для изучения влияния ультразвука на красное вино. 
Как показано на графиках ниже, ультразвук повышает индекс HCl для всех обработанных ультразвуком образцов с 68,06 ± 1,72 необработанного образца до 73,78 ± 1,52 в качестве среднего значения обработанных образцов. Не удалось выделить четкую тенденцию между увеличением амплитуды и времени обработки ультразвуком, хотя можно наблюдать значительное увеличение индекса HCl между ультразвуковыми образцами на 30% и 2 мин (71,59 ± 1,06) и на 90% и 10 мин (74,25 ± 1,53). В то же время ультразвук снижает терпкость с 91,8 ± 1,2 для необработанного вина до 82,7 ± 3,7 в качестве среднего значения для образцов, обработанных ультразвуком (смотрите графики справа).
Размер частиц коллоидных веществ, таких как танины и полисахариды, уменьшается путем обработки ультразвуком, что способствует улучшению стабильности и окончательного сенсорного восприятия.

Ультразвуковое старение и созревание вина

Ультразвуковые волны ускоряют выдержку вина, применяя чисто физические, так называемые соно-механические силы. При корректировке на тип винограда и вина ультразвук может повысить скорость реакции конденсации между антоцианином и танинами, уменьшая обычное время естественного развития цвета вина, тем самым сокращая время, необходимое для выдержки вина.

Ультразвуковое старение вина с использованием энологических танинов

Энологические дубильные вещества, извлеченные из древесины дуба, виноградных косточек и кожуры, растительного галла, каштана, квебрачо, гамбье и плодов миробалана, могут быть добавлены на разных этапах производства вина для улучшения вкусового профиля и долговечности цвета. Ультразвук может способствовать выдержке вина с использованием энологических танинов. Ультразвуковой дуб - это значительно ускоренный процесс переноса древесных танинов и ароматических соединений из дубовых палочек или щепы. Ультразвуковые дубовые вина предлагают отличный вкусовой профиль, который развивается в течение короткой обработки в несколько минут по сравнению с различными месяцами выдержки в бочке. Ультразвуковая экстракция высвобождает ароматические соединения дуба (например, ваниль, эвгенол, изойгенол, фурфурал, 5-метилфурфурал, гуайакол, 4-метулгуайаколь) путем увеличения массопереноса.

Высокоэффективные ультразвуковые аппараты для промышленного виноделия

Ультразвуковые процессоры Hielscher хорошо зарекомендовали себя в области виноделия и выдержки спирта. Виноделы – как эксклюзивные бутиковые виноградники, так и крупные производители вина – Найти в широком ассортименте оборудования Hielscher идеальное оборудование для ультразвуковой обработки для своих производственных потребностей в экстракции и созревании полифенолов вина. Пакетные, а также непрерывные встроенные технологические установки легко доступны и могут быть отправлены в тот же день.

Автоматическое протоколирование данных

Чтобы соответствовать стандартам производства продуктов питания и напитков, производственные процессы должны тщательно контролироваться и регистрироваться. Цифровые ультразвуковые устройства Hielscher Ultrasonics оснащены автоматическим протоколированием данных. Благодаря этой интеллектуальной функции все важные параметры процесса, такие как ультразвуковая энергия (общая и чистая энергия), температура, давление и время, автоматически сохраняются на встроенной SD-карте, как только устройство включено. Мониторинг процессов и регистрация данных важны для непрерывной стандартизации процессов и качества продукции. Получив доступ к автоматически записанным данным процесса, вы можете пересмотреть предыдущие прогоны обработки ультразвуком и оценить результат.
Еще одной удобной функцией является удаленное управление браузером наших цифровых ультразвуковых систем. С помощью пульта дистанционного управления браузером вы можете начать, остановить, настроить и контролировать ультразвуковой процессор удаленно из любого места.

Соответствие самым высоким стандартам качества – Проектный & Произведено в Германии

Сложное аппаратное и интеллектуальное программное обеспечение ультразвуковых аппаратов Hielscher предназначено для обеспечения надежных результатов ультразвуковой экстракции из вашего ботанического сырья с воспроизводимыми результатами и удобной и безопасной эксплуатацией. Прочность, надежность, работа в режиме 24/7 при полной нагрузке и простота эксплуатации с точки зрения работника являются дополнительными факторами качества, которые делают ультразвуковые аппараты Hielscher благоприятными.
Ультразвуковые экстракторы Hielscher используются во всем мире для высококачественной экстракции продуктов питания и напитков. Доказано, что они дают высокие урожаи и превосходное качество, ультразвуковые аппараты Hielscher используются не только небольшими бутиковыми виноделами, но в основном в промышленном производстве коммерчески распространенных вин. Благодаря надежному аппаратному и интеллектуальному программному обеспечению ультразвуковые процессоры Hielscher можно легко эксплуатировать и контролировать.
Hielscher Ultrasonics в Тельтове, Германия, является семейным бизнесом, управляемым владельцем. Hielscher Ultrasonics сертифицирована ISO. Конечно, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и соответствуют требованиям UL, CSA и RoHs.

В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов: