Zrenie vín a ich obohacovanie dubovými látkami pomocou ultrazvuku

Zrenie vína a jeho obohacovanie dubovými látkami výrazne prispievajú ku konečnej chuti a kvalite vína. Je známe, že oba procesy trvajú dlho, pričom proces zrenia často trvá niekoľko rokov. Ultrazvuk je vysokoúčinná a rýchla technológia, ktorá zintenzívňuje zrenie vína a výrazne urýchľuje procesy, ako sú extrakcia dubových látok, mikrooxygenácia a chemické procesy (napr. polymerizácia). Pomocou pôsobenia ultrazvuku možno v priebehu niekoľkých minút nechať mladé vína dozrieť na vyzreté vína s buketom zodpovedajúcim niekoľkoročnému zreniu v dubových sudoch.

Chuťové a aromatické látky z dubového dreva vo víne získané ultrazvukovou extrakciou

Fenolové zlúčeniny súvisiace s trpkosťou aj aromatické zlúčeniny pochádzajúce z dubového dreva sa prenášajú mimoriadne rýchlo, keď sa počas zrenia vína používa sonikácia. Ultrazvuk skrátil extrakciu dubových látok na niekoľko minút – v porovnaní s niekoľkými rokmi tradičného zrenia vín v sudoch.

Obohacovanie vína dubovými látkami pomocou ultrazvuku

Na zintenzívnenie obohacovania vína dubovými látkami sa dubové štiepky alebo dúžky vo víne ošetrujú ultrazvukom. Ultrazvukové vlny otvárajú a narúšajú bunkové steny drevného materiálu, takže sa vnútrobunkové zlúčeniny, ako sú triesloviny, fenoly, furóny, laktóny atď., uvoľňujú ultrazvukovou kavitáciou do vína. Keďže ultrazvukové kmitanie a kavitácia vytvárajú intenzívne turbulencie a mikroprúdenie, prenos hmoty medzi vnútrom buniek a okolitým rozpúšťadlom sa výrazne zintenzívňuje, takže sa biomolekuly (t. j. aromatické zlúčeniny) uvoľňujú účinne a rýchlo. Keďže sonikácia je čisto mechanické ošetrenie, nepridáva do vína žiadne chemikálie.

Porovnanie kvality vína pri tradičnom zrení a pri ultrazvukovom zrení. Víno zrejúce pomocou ultrazvuku dosahuje svoju najvyššiu kvalitu výrazne rýchlejšie.
(graf: ©Yıldırım a Dündar, 2017, upravené podľa Leonhardt a Morabito, 2007).

Ultrazvuk – výlučne mechanické sily

Vysokointenzívny nízkofrekvenčný ultrazvuk vytvára podmienky s vysokou hustotou energie, ktoré sa vyznačujú vysokými tlakmi, teplotami a veľkými šmykovými silami. Tieto fyzikálne sily podporujú narúšanie bunkových štruktúr s cieľom uvoľniť vnútrobunkové zlúčeniny do média. Proces zrenia vína podporovaný ultrazvukom navyše podporuje mikrooxygenáciu a oxidačné procesy. Riadená sonikácia tak môže pozitívne ovplyvniť chemické reakcie vo víne. Vína zrejúce pomocou ultrazvuku dosahujú svoju najvyššiu kvalitu výrazne rýchlejšie než tradične zrejúce vína. Vína zrejúce pomocou ultrazvuku navyše vykazujú vyššiu mieru zachovania kvality, takže si víno ošetrené ultrazvukom udržiava svoju najvyššiu kvalitu dlhšie než pri štandardnom procese zrenia.

Mechanizmus narušenia bunkovej steny (a) rozrušenie bunkovej steny v dôsledku kavitácie. (b) difúzia rozpúšťadla do bunkovej štruktúry.
(Obrázok upravený podľa Shirsath et al., 2012)

Výhody ultrazvukového zrenia vína oproti zreniu v dubových sudoch

Dubové sudy predstavujú bežný, tradičný spôsob vyzrievania vína. V dubových sudoch prebieha počas dlhého skladovania v sude oxidácia v malom rozsahu. Doba skladovania prémiového vína často trvá niekoľko rokov, a preto ide o nákladný proces. Počas zrenia v dubových sudoch sa vo víne vytvárajú početné jedinečné arómy. Okrem dlhého, niekoľkoročného procesu zrenia a súvisiacej časovej straty je nákladné aj obstaranie a údržba dubových sudov. Nežiaduce mikroorganizmy, napríklad druhy kvasiniek (napr. Brettanomyces a Dekkera), môžu kontaminovať vínne sudy. Víno znehodnotené kvasinkami je známe zlou chuťou a zápachom.
Vzhľadom na tieto nevýhody tradičného zrenia v dubových sudoch predstavuje ultrazvukové vyzrievanie vína a jeho ošetrenie dubovým drevom nákladovo efektívnu a vedecky overenú alternatívu k tradičnému vyzrievaniu v sudoch. Pôsobenie ultrazvuku skracuje dobu zrenia a zlepšuje viaceré ukazovatele kvality vína. Ultrazvuk možno použiť v rôznych fázach výroby vína vrátane macerácie, extrakcie polyfenolov, ako aj vyzrievania, zrenia a ošetrenia dubovým drevom. Vedecké štúdie a priemyselné realizácie dokazujú opodstatnenosť využitia ultrazvuku pri výrobe vína, pričom prinášajú výrazné zlepšenia v podobe skrátenia doby vyzrievania a efektívnejšej výroby vysokokvalitných vín.

Ultrazvukom urýchlené zrenie vína: Štúdia prof. Th. Kleinschmidta ukazuje priaznivú zmenu arómy látky 3-Methyl-1Butanol v červenom víne pri pôsobení ultrazvuku za prítomnosti drevných štiepok American Blend. (Ultrazvukový prístroj UIP2000hdT, amplitúda 43µm, plocha sonotródy 9cm2)

Vedecké štúdie o ultrazvukovom vyzrievaní vín

Relatívne mierna intenzita ultrazvuku alebo hustota akustickej energie môže podporiť rýchlu extrakciu a vylúhovanie fenolových látok z dubových štiepok do vína, čím sa môže zlepšiť chuť vína a zvýšiť jeho výživová hodnota počas výrazne skrátenej doby zrenia. Okrem toho dokáže ošetrenie ultrazvukom rýchlo meniť zloženie vína, čo sa pripisuje účinkom akustickej kavitácie. Predpokladá sa preto, že vysoká hustota akustickej energie podporuje ultrazvukovú úpravu zloženia vína. (porov. Yang et al., 2014)
Podobné účinky na vyzrievanie zaznamenali Jiménez-Sánchez et al. (2020) pri sherry octe s použitím dubových štiepok a ultrazvuku. Pôsobenie ultrazvuku výrazne skrátilo dobu zrenia v porovnaní s tradičným zrením.

Ultrazvukové uvoľňovanie aromatických zlúčenín z dubového dreva

Breniaux a jeho kolegovia skúmali účinky vysokovýkonného ultrazvuku pri čistení dubových sudov na víno a následné uvoľňovanie polyfenolových a ďalších zlúčenín, keď sa sudy po ošetrení používali na zrenie vína. Polyfenoly a fytochemikálie, ako sú elagitaníny, lignín a aromatické prekurzory, významne prispievajú k dozrievaniu a chuti vína. Štúdia celkovo ukázala, že ultrazvukové ošetrenie poskytlo vyššie výťažky polyfenolov a ďalších bioaktívnych zlúčenín za veľmi krátky čas ošetrenia. Napríklad koncentrácia furfuralu bola pri ultrazvukovom ošetrení vyššia po 8 mesiacoch a 12 mesiacoch zrenia, pričom sa v porovnaní s alternatívnym ošetrením parou zvýšila o 18,8 až 92,6%. Koncentrácia 5-metylfurfuralu bola pri ultrazvukovom ošetrení výrazne vyššia v jednoročných sudoch (víno zrejúce 12 mesiacov) a dvojročných sudoch (víno zrejúce 2, 8 a 12 mesiacov), pričom sa zvýšila o 20,5 až 97%. Pokiaľ ide o diastereoizoméry whisky laktónu, koncentrácia trans-whisky laktónu bola výrazne vyššia v trojročných sudoch ošetrených ultrazvukom: po 12 mesiacoch zrenia malo víno koncentráciu 75,2 ± 5,6 μg/L, čo predstavovalo zvýšenie o 46,9% v porovnaní s vínom zrejúcim v sude ošetrenom parou. Aj hodnoty koncentrácií vanilínu a syringaldehydu namerané vo víne boli po ultrazvukovom ošetrení výrazne vyššie. Pri porovnaní s ošetrením sudov parou bola celková spotreba energie pri použití výkonového ultrazvuku 0,38 kWh a pri použití vodnej pary 3 kWh, teda pri ultrazvuku bola 7,89-krát nižšia.
(porov. Breniaux et al., 2021)

Chemické reakcie vo víne podporované ultrazvukom

Počas zrenia vína prebieha množstvo chemických reakcií. Napríklad proantokyanidínové zlúčeniny majú tendenciu polymerizovať, kondenzovať s antokyánmi a spájať sa s ďalšími polymérmi, ako sú bielkoviny a polysacharidy. Táto kondenzačná reakcia s antokyánmi je hlavnou chemickou reakciou podieľajúcou sa na tmavnutí a stabilizácii farby červeného vína, ktorá sa mení z jasne červenej na tmavočervenú s hnedými tónmi.
Už skoré štúdie Masuzawu a kolegov z roku 2000 preukázali, že ultrazvuk podporuje polymerizáciu fenolových zlúčenín a zvyšuje obsah polyfenolov v červenom víne počas jeho dozrievania.
Počas zrenia vína v sudoch sa môžu z dreva do vína extrahovať stovky zlúčenín, ktoré priamo prispievajú k chuti, aróme a pocitom v ústach pri konzumácii výsledného vína. Zloženie vlákien dubového dreva zohráva v procese zrenia dôležitú úlohu, pretože sa extrahujú prchavé fenoly a fenolové aldehydy z lignínu a furfuralové zlúčeniny vznikajúce rozkladom cukrov celulózy a hemicelulóz.
Hoci sa tradičné zrenie v dubových sudoch vo veľkej miere využíva už stáročia, stále má určité nevýhody vyplývajúce z jeho podstaty. Po prvé, proces zrenia v sude zvyčajne trvá od niekoľkých mesiacov do niekoľkých rokov, čo je veľmi časovo náročné. Po druhé, sudy sú drahé, zaberajú veľa miesta vo vinárstve a časom sa musia vymieňať. Po tretie, starnúce dubové sudy môžu byť kontaminované nežiaducimi mikroorganizmami, ako sú kvasinky rodov Brettanomyces a Dekkera.
Prečítajte si viac o ultrazvukovej sanitácii a čistení sudov na víno!

Ultrazvukové zariadenia na zrenie a dozrievanie vína

Spoločnosť Hielscher Ultrasonics je už niekoľko desaťročí dôveryhodným dodávateľom vysokovýkonných nízkofrekvenčných ultrazvukových procesorov pre potravinársky a nápojový priemysel. Vinárstva a liehovary zaviedli ultrazvukovú technológiu na výrobu vysokokvalitných vín a alkoholických nápojov za efektívnejších podmienok, t. j. na dosahovanie vysokokvalitných výsledkov v zrýchlenom procese a za presne regulovateľných podmienok.
Ultrazvukové prístroje Hielscher sú dostupné vo všetkých veľkostiach, od ručného laboratórneho prístroja na výskum a kontrolu kvality cez stolové a poloprevádzkové systémy pre malé špecializované vinohradníctva a stredne veľkých vinárov až po ultrazvukové prístroje s vysokou kapacitou spracovania pre veľkých komerčných výrobcov vína.
Všetky ultrazvukové procesory Hielscher sú vybavené najmodernejšou technológiou vrátane digitálneho farebného displeja, sofistikovaného softvéru, inteligentných nastavení, automatického zaznamenávania údajov na integrovanú SD kartu a diaľkového ovládania cez prehliadač na zabezpečenie presnej prevádzky, opakovateľných a reprodukovateľných výsledkov, ako aj najvyššej používateľskej prívetivosti. Zákazníci na celom svete používajú technológiu Hielscher Ultrasonics vo vinárstvach a liehovaroch a dosahujú vynikajúce výsledky pri zrení vín a destilátov, ich zrení v kontakte s dubovým drevom a lúhovaní prísad v nich.
Kontaktujte nás teraz! Náš dôkladne vyškolený personál s dlhoročnými skúsenosťami vám poskytne technické informácie, odporúčania na ideálny ultrazvukový prístroj a nezáväzné cenové ponuky!

Nasledujúca tabuľka poskytuje prehľad o približnej kapacite spracovania našich ultrazvukových prístrojov: