Вина, богатые полифенолами, благодаря мощному ультразвуку

Обработка ультразвуком улучшает извлечение фенольных соединений из винограда в сусло, что способствует повышению общего содержания полифенолов – тем самым улучшая дальнейший процесс выдержки вина. Применение мощного ультразвука повышает выход экстракции и ускоряет созревание вин. Поэтому мощный ультразвук является одобренным методом обработки дроблёного винограда и применяется для экстракции полифенолов, выдержки / созревания вина и обработки дубовой древесиной.

Мощный ультразвук для экстракции полифенолов и созревания вина

Механизм действия ультразвука в виноделии основан на ультразвуковой / акустической кавитации. Высокие силы сдвига, возникающие при кавитации, разрушают клеточные структуры и расширяют поры в клеточных стенках. Это приводит к высвобождению внутриклеточного материала (например, крахмала, ферментов, белков, фенольных компонентов). Сономеханические силы ультразвуковых волн способствуют распределению растворителя в ткани и его проникновению в клеточный материал, что приводит к значительному усилению массопереноса. Кроме того, обработка ультразвуком способствует биохимическим реакциям, таким как полимеризация и конденсация полифенолов, и вызывает микрооксигенацию. Все эти эффекты ультразвука способствуют выдержке и созреванию вин.

Ультразвуковая экстракция полифенолов из винограда

Полифенолы в вине: содержание полифенолов и качество вина тесно взаимосвязаны. Эти вторичные метаболиты винограда существенно влияют на органолептические характеристики вина и тем самым на такие показатели качества, как цвет, терпкость и горечь. Обработка ультразвуком для экстракции полифенолов в процессе виноделия (например, обработка сусла ультразвуком перед брожением) и во время выдержки вина (с контактом с древесиной или без него) вызывает бесконечные реакции, приводящие к сложным превращениям (микрооксигенации, копигментации, циклоприсоединению, полимеризации и окислению) полифенолов и танинов.

Обработка сусла ультразвуком перед брожением вина

При воздействии ультразвука на виноградное сусло усиливается высвобождение полифенолов из мякоти винограда. Поскольку акустическая кавитация – принцип, на котором основана обработка ультразвуком, – весьма эффективно разрушает клеточные структуры и вскрывает внутриклеточные структуры, из винограда и его кожицы высвобождается гораздо больше биологически активных соединений, чем при традиционном прессовании. К этим биологически активным соединениям относятся вкусоароматические соединения, пигменты и полезные для здоровья вещества, такие как танины, антоцианы, flavan-3-ols, проантоцианидины и флавонолы; стильбеноиды, такие как ресвератрол; фенольные кислоты, такие как бензойная, кофейная и коричная кислоты; катехины, а также, среди прочего, винная и яблочная кислоты. Кроме того, извлекаются природные сахара, такие как глюкоза и фруктоза, которые имеют решающее значение для процесса брожения при изготовлении вина. Обработка ультразвуком может применяться на различных этапах виноделия. García-Martín and Sun (2013) представляют ультразвук в своём исследовании как метод быстрой выдержки, который мог бы повысить содержание антоцианов в винах и снизить содержание танинов, что рассматривается как положительный фактор для производства высококачественных вин. Многие исследования доказали положительное влияние мощного ультразвука при изготовлении вина. Поэтому обработка ультразвуком считается одной из наиболее перспективных технологий для решения ряда задач в процессах виноделия. Кроме того, ультразвук является официально одобренным методом обработки дроблёного винограда. (См. Natolino and Celotti, 2022)

Исследования под руководством профессора Thomas Kleinschmidt из университета Hochschule Anhalt, Института винных исследований Центральной Германии, наглядно демонстрируют значительное увеличение содержания полифенолов в вине, обработанном ультразвуком. Например, в немецком красном вине сорта Blauer Zweigelt содержание полифенолов увеличилось более чем на 40%. В ходе исследования 1,5L красного вина Blauer Zweigelt обрабатывали ультразвуком при настройке амплитуды 100% (амплитуда 43 μm, площадь поверхности сонотрода 9 cm²). Оптическую плотность для красной окраски измеряли при 520 nm. Для измерения общего содержания полифенолов в катехиновых эквивалентах использовали метод Фолина–Чокальтеу, который показал увеличение общего содержания полифенолов на 40%.

Ультразвук можно считать одной из наиболее перспективных технологий для решения ряда задач в процессах виноделия; он официально одобрен для обработки дроблёного винограда.
Другое исследование Natolino and Celotti (2022) также продемонстрировало превосходное качество вина после обработки ультразвуком. Исследователи из Университета Удине в Италии использовали ультразвуковой аппарат Hielscher UP200St с сонотродом S26d14 для изучения влияния обработки ультразвуком на красное вино. Как показывают приведённые ниже графики, ультразвук повышает индекс HCl во всех обработанных ультразвуком образцах с 68,06 ± 1,72 у необработанного образца до среднего значения 73,78 ± 1,52 у обработанных образцов. Чёткой тенденции при увеличении амплитуды и времени обработки ультразвуком выявить не удалось, хотя можно наблюдать значительное увеличение индекса HCl между образцами, обработанными ультразвуком при 30% в течение 2 min (71,59 ± 1,06) и при 90% в течение 10 min (74,25 ± 1,53). Одновременно ультразвук снижает терпкость с 91,8 ± 1,2 у необработанного вина до среднего значения 82,7 ± 3,7 у образцов, обработанных ультразвуком (см. графики справа).
Обработка ультразвуком уменьшает размер частиц коллоидных веществ, таких как танины и полисахариды, что способствует повышению стабильности и улучшению итоговых сенсорных ощущений.

Ультразвуковая выдержка и созревание вина

Ультразвуковые волны ускоряют выдержку вина за счёт воздействия исключительно физических, так называемых сономеханических сил. При настройке с учётом сорта винограда и типа вина обработка ультразвуком может повысить скорость реакции конденсации между антоцианом и танинами, сокращая обычные сроки естественного формирования цвета вина и тем самым уменьшая время, необходимое для его выдержки.

Ультразвуковая выдержка вина с использованием энологических танинов

Энологические танины, извлекаемые из дубовой древесины, виноградных косточек и кожицы, растительных галлов, каштана, квебрахо, гамбира и плодов миробалана, можно добавлять на различных этапах производства вина для улучшения вкусоароматического профиля и стойкости цвета. Обработка ультразвуком может способствовать выдержке вина с использованием энологических танинов. Ультразвуковая обработка дубовой древесиной представляет собой значительно ускоренный процесс переноса танинов и вкусоароматических соединений древесного происхождения из дубовых клёпок или щепы. Вина, выдержанные на дубовой древесине с помощью ультразвука, обладают великолепным вкусоароматическим профилем, который формируется при кратковременной обработке в течение нескольких минут по сравнению с несколькими месяцами выдержки в бочках. Ультразвуковая экстракция высвобождает ароматические соединения дуба (например, vanillan, эвгенол, изоэвгенол, фурфурол, 5-methylfurfural, гваякол, 4-methulguaiacol) благодаря усилению массопереноса.

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для промышленного виноделия

Ультразвуковые процессоры Hielscher Ultrasonics хорошо зарекомендовали себя в виноделии и выдержке крепких спиртных напитков. Виноделы – как эксклюзивные небольшие винодельческие хозяйства, так и крупные производители вина – находят в широком ассортименте Hielscher идеальное оборудование для обработки ультразвуком, соответствующее их производственным требованиям к экстракции полифенолов и созреванию вина. Установки как для периодической, так и для непрерывной поточной обработки доступны к поставке и могут быть отгружены в тот же день.

Автоматическое протоколирование данных

Для соблюдения стандартов производства пищевых продуктов и напитков производственные процессы необходимо подробно контролировать и документировать. Цифровые ультразвуковые устройства Hielscher Ultrasonics оснащены функцией автоматического протоколирования данных. Благодаря этой интеллектуальной функции все важные параметры процесса, такие как ультразвуковая энергия (общая и полезная энергия), температура, давление и время, автоматически сохраняются на встроенную SD-карту сразу после включения устройства. Мониторинг процесса и регистрация данных важны для постоянной стандартизации процесса и качества продукции. Получив доступ к автоматически записанным данным процесса, вы можете пересмотреть предыдущие циклы обработки ультразвуком и оценить результат.
Ещё одна удобная функция наших цифровых ультразвуковых систем – дистанционное управление через браузер. С помощью дистанционного управления через браузер вы можете запускать, останавливать, настраивать и контролировать свой ультразвуковой процессор из любой точки мира.

Соответствие высочайшим стандартам качества – разработано и произведено в Германии

Совершенное аппаратное обеспечение и интеллектуальное программное обеспечение ультразвуковых аппаратов Hielscher разработаны для обеспечения надёжных и воспроизводимых результатов ультразвуковой экстракции из вашего растительного сырья, а также удобной и безопасной эксплуатации. Прочность, надёжность, работа 24/7 при полной нагрузке и простота эксплуатации для работника являются дополнительными показателями качества, которые делают ультразвуковые аппараты Hielscher предпочтительным выбором.
Экстракторы Hielscher Ultrasonics используются во всём мире для высококачественной экстракции при производстве пищевых продуктов и напитков. Ультразвуковые аппараты Hielscher, доказавшие способность обеспечивать высокий выход и превосходное качество, используются не только небольшими винодельческими хозяйствами, но преимущественно в промышленном производстве вин, поступающих в коммерческую продажу. Благодаря прочному аппаратному обеспечению и интеллектуальному программному обеспечению ультразвуковые процессоры Hielscher просты в эксплуатации и контроле.
Hielscher Ultrasonics в Тельтове, Германия, – семейное предприятие, управляемое владельцами. Hielscher Ultrasonics имеет сертификацию ISO. Разумеется, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и отвечают требованиям UL, CSA и RoHs.

Приведённая ниже таблица даёт представление о приблизительной производительности обработки наших ультразвуковых аппаратов: