Zrenie a dubovanie vín ultrazvukom

Dozrievanie vína a dub výrazne prispievajú k konečnej chuti a kvalite vína. Je známe, že oba procesy trvajú dlho, často proces dozrievania trvá dlhšie roky. Ultrazvuk je vysoko účinná a rýchla technológia, ktorá výrazne zintenzívňuje dozrievanie vína a urýchľuje procesy, ako je extrakcia dubových zlúčenín, mikrookysličovanie a chemický proces (napr. polymerizácia). Pri ultrazvuku môžu mladé vína dozrieť v priebehu niekoľkých minút na vyzreté vína s buketom niekoľkoročného zrenia v dubových sudoch.

Príchute vína získané z duba pomocou ultrazvukovej extrakcie

Fenolové zlúčeniny súvisiace s adstringenciou a aromatické zlúčeniny pochádzajúce z dubového dreva sa prenášajú extrémne rýchlo, keď sa počas vína počas zrenia aplikuje sonikácia. Ultrazvuk urýchlil extrakciu dubových zlúčenín na niekoľko minút – v porovnaní s niekoľkoročným tradičným zrením vín v sudoch.

Dubovanie vína ultrazvukom

Na zintenzívnené dubovanie sa dubové lupienky alebo palice sonikujú vo víne. Ultrazvukové vlny otvárajú a narúšajú bunkové steny dreveného materiálu, takže intracelulárne zlúčeniny ako triesloviny, fenoly, furóny, laktóny atď. sa ultrazvukovou kavitáciou uvoľňujú do vína. Keďže ultrazvuková oscilácia a kavitácia vytvárajú intenzívne turbulencie a mikroprúdenie, prenos hmoty medzi vnútrom bunky a okolitým rozpúšťadlom sa drasticky zintenzívňuje, takže biomolekuly (t. j. aromatické zlúčeniny) sú účinné a rýchlo sa uvoľňujú. Keďže sonikácia je čisto mechanické ošetrenie, nepridáva do vína žiadne chemikálie.

Porovnanie kvalít tradičného zrenia vo víne a ultrazvukového zrenia vo víne. Ultrazvukom vyzreté víno dosahuje svoju špičkovú kvalitu výrazne rýchlejšie.
(grafika: ©Yıldırım a Dündar, 2017, upravené podľa Leonhardt a Morabito, 2007).

Ultrazvuk – Výlučne mechanické sily

Vysokointenzívny, nízkofrekvenčný ultrazvuk vytvára energeticky husté podmienky s vysokými tlakmi, teplotami a vysokými šmykovými silami. Tieto fyzikálne sily podporujú narušenie bunkových štruktúr s cieľom uvoľniť intracelulárne zlúčeniny do média. Okrem toho ultrazvukom podporovaný proces zrenia vína podporuje mikrookysličovanie a oxidačné procesy. Riadená ultrazvuková signalizácia tak môže pozitívne ovplyvniť chemické reakcie vo víne. Ultrazvukom vyzreté vína dosahujú svoj kvalitatívny vrchol výrazne rýchlejšie ako tradične vyzreté vína. Okrem toho ultrazvukom vyzreté vína vykazujú vyššiu úroveň konzervácie, takže sonikované víno si zachováva svoju špičkovú kvalitu dlhšie ako štandardný proces zrenia.

Mechanizmus narušenia bunkovej steny (a) rozbitie bunkovej steny v dôsledku kavitácie. b) difúzia rozpúšťadla do bunkovej štruktúry.
(Grafika upravená podľa Shirsath et al., 2012)

Výhody ultrazvukového zrenia vína oproti zreniu v dubovom sude

Dubové sudy sú bežným tradičným procesom zrenia vína. V dubových sudoch prebieha oxidácia v malom množstve počas dlhej doby skladovania v sude. Doba skladovania prémiovej pece na víno trvá niekoľko rokov, čo je preto nákladný proces. Počas zrenia v dubových sudoch víno vytvára množstvo jedinečných vôní. Okrem dlhého procesu dozrievania a s tým súvisiacej časovej straty sú dubové sudy drahé na nákup a údržbu. Nežiaduce mikroorganizmy, ako sú druhy kvasiniek (napr. Brettanomyces a Dekkera), môžu kontaminovať sudy s vínom. Kvasinkové pokazené víno je známe svojou zlou chuťou a vôňou.
Vzhľadom na tieto nevýhody tradičného sudového dubovania je ultrazvukové zrenie a dubovanie vína nákladovo efektívnou a vedecky dokázanou alternatívou k tradičnému zreniu v sudoch. Ultrazvuk skracuje čas zrenia a zlepšuje niekoľko kvalitatívnych faktorov vína. Ultrazvuk sa môže aplikovať v rôznych fázach procesu výroby vína vrátane macerácie, extrakcie polyfenolov, ako aj zrenia, dozrievania a dubovania. Vedecké štúdie a priemyselné implementácie dokazujú opodstatnenosť ultrazvuku vo vinárstve s výrazným zlepšením v skrátení doby zrenia a efektívnejšou výrobou vysoko kvalitných vín.

Ultrazvukom zrýchlené dozrievanie vína: Štúdia prof. Th. Kleinschmidta ukazuje priaznivú zmenu arómy 3-metyl-1butanolu v červenom víne pri sonikácii v prítomnosti drevnej štiepky American Blend. (Ultrazvuk UIP2000hdT, amplitúda 43 μm, sonotrodný povrch 9 cm2)

Vedecké štúdie o ultrazvukovom zrení vín

Intenzita ultrazvuku alebo hladina hustoty akustickej energie na relatívne miernej úrovni môže podporiť rýchlu extrakciu a vylúhovanie fenolov z dubových lupienkov do vína, čím sa potenciálne zvýši chuť a nutričná hodnota vína v rámci výrazne skráteného času dozrievania. Okrem toho je ultrazvukové ošetrenie schopné rýchlo zmeniť zloženie vína, o čom sa predpokladá, že je spôsobené účinkami akustické kavitácie. Vysoká úroveň hustoty akustickej energie tak má podporovať ultrazvukovú modifikáciu zloženia vína. (porovnaj Yang et al., 2014)
Podobné účinky starnutia zaznamenali Jiménez-Sánchez a kol. (2020) pre sherry ocot pomocou dubových lupienkov a ultrazvuku. Ultrazvuk výrazne skrátil čas dozrievania v porovnaní s tradičným dozrievaním.

Ultrazvukové uvoľňovanie aromatických zlúčenín z dubu

Breniaux a kolegovia skúmali účinky vysokovýkonného ultrazvuku na čistenie suda na dubové víno a následné uvoľňovanie polyfenolových a iných zlúčenín, keď sa sudy používali po ošetrení na zrenie vína. Polyfenoly a fytochemikálie, ako sú ellagitaníny, lignín a aromatické prekurzory, výrazne prispievajú k dozrievaniu a chuti vína. Celkovo štúdia ukázala, že ultrazvukové ošetrenie poskytlo vyššie výťažky polyfenolov a iných bioaktívnych zlúčenín vo veľmi krátkom čase ošetrenia. Napríklad koncentrácia furfuralu bola vyššia v prípade ultrazvukovej liečby v 8. mesiaci starnutia a 12 mesiacoch starnutia, pričom koncentrácia sa zvýšila o 18,8 až 92,6 % v porovnaní s alternatívnou úpravou parou. V prípade 5-metylfurfuralu bola koncentrácia významne vyššia pri ultrazvukovom ošetrení sudov s 1-ročnými sudmi (12-mesačné víno) a 2-ročnými sudmi (víno vyzreté 2, 8 a 12 mesiacov) s nárastom medzi 20,5 a 97 %. Pokiaľ ide o diastereoizoméry laktónov whisky, trans-whisky laktón bol významne vyšší pre 3-ročné sudy ošetrené ultrazvukom: po 12 mesiacoch zrenia má víno koncentráciu 75,2 ± 5,6 μg/l, čo vedie k zvýšeniu o 46,9 % v porovnaní s vínom zrejúcim v sude ošetrenom parou. Pri koncentráciách vanilínu a syringaldehydu boli hodnoty namerané vo víne po ultrazvukovom ošetrení tiež výrazne vyššie. V porovnaní so spracovaním sudovou parou bola celková spotreba energie 0,38 kWh pre výkonový ultrazvuk a 3 kWh pre vodnú paru, čo je 7,89-krát menej.
(porovnaj Breniaux a kol., 2021)

Ultrazvukom podporované chemické reakcie vo víne

Počas zrenia vína dochádza k mnohým chemickým reakciám. Napríklad proantokyanidínové zlúčeniny majú tendenciu polymerizovať, kondenzovať s antokyánmi a kombinovať sa s inými polymérmi, ako sú proteíny a polysacharidy. Táto kondenzačná reakcia s antokyánmi je hlavnou chemickou reakciou, ktorá sa podieľa na stmavnutí a stabilizácii farby červeného vína, ktorá sa mení z jasne červenej na tmavočervenú s hnedými tónmi.
Prvé štúdie Masuzawa et al., 2000 už preukázali, že ultrazvuk podporuje polymerizáciu fenolových zlúčenín a zvyšuje obsah polyfenolov v červenom víne, keď víno dozrieva.
Počas zrenia vína v sudoch je možné z dreva na víno extrahovať stovky zlúčenín, čo priamo prispieva k chuti, aróme a pocitu z úst výsledného vína. Vláknité zloženie dubového dreva zohráva dôležitú úlohu v procese starnutia, pretože sa extrahujú prchavé fenoly a fenolové aldehydy z lignínu a furfuralové zlúčeniny z celulózy a hemicelulózy.
Hoci sa tradičné dozrievanie dubových sudov vo veľkej miere využíva už po stáročia, stále existuje niekoľko inherentných nevýhod. Po prvé, proces zrenia v sude zvyčajne trvá niekoľko mesiacov až niekoľko rokov, čo je veľmi časovo náročné. Po druhé, sudy sú drahé, zaberajú veľa miesta vo vinárstve a je potrebné ich časom vymeniť. Po tretie, ako dubové sudy starnú, môžu byť kontaminované nežiaducimi mikroorganizmami, ako sú kvasinky rody Brettanomyces a Dekkera.
Prečítajte si viac o ultrazvukovej sanitácii a čistení sudov na víno!

Ultrazvukové zariadenia na zrenie a dozrievanie vína

Už niekoľko desaťročí je spoločnosť Hielscher Ultrasonics dôveryhodným dodávateľom vysokovýkonných nízkofrekvenčných ultrazvukových procesorov pre potravinársky a nápojový priemysel. Vinárstva a liehovary prijali ultrazvukovú technológiu na výrobu vysokokvalitných vín a alkoholických nápojov za efektívnejších podmienok, t. j. na dosiahnutie vysoko kvalitných výsledkov v zrýchlenom procese a za presne kontrolovateľných podmienok.
Ultrazvukové prístroje Hielscher sú k dispozícii v akejkoľvek veľkosti, od ručného laboratórneho zariadenia na výskum a kontrolu kvality až po stolové a pilotné systémy pre butikové vinice a stredne veľkých vinárov, ako aj vysokovýkonné ultrazvukové prístroje pre veľkých komerčných výrobcov vína.
Všetky ultrazvukové procesory Hielscher sú vybavené najmodernejšou technológiou vrátane digitálneho farebného displeja, sofistikovaného softvéru, inteligentných nastavení, automatického protokolovania údajov na integrovanej SD karte a diaľkového ovládania prehliadača pre presnú obsluhu, opakovateľné a reprodukovateľné výsledky, ako aj najvyššiu užívateľskú prívetivosť. Zákazníci na celom svete používajú technológiu Hielscher Ultrasonics vo vinárstvach a liehovaroch a dosahujú skvelé výsledky pri zrení, dubovaní a lúhovaní vín a liehovín.
Kontaktujte nás teraz! Náš dobre vyškolený a dlhoročný skúsený personál vám pomôže s technickými informáciami, odporúčaniami na ideálny ultrazvuk a nezáväznými cenovými ponukami!

Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov: