Vína bohaté na polyfenoly vďaka výkonovému ultrazvuku

Pôsobenie ultrazvuku zlepšuje extrakciu fenolových zlúčenín z hrozna do muštu, čo prispieva k celkovému obsahu polyfenolov – a tým zlepšuje ďalší proces starnutia vína. Použitie výkonového ultrazvuku prináša vyššie výťažky extrakcie a urýchľuje zrenie vín. Výkonový ultrazvuk je preto schválenou metódou na ošetrenie rozdrveného hrozna a používa sa na extrakciu polyfenolov, starnutie / zrenie vína a ošetrenie dubovým drevom.

Výkonový ultrazvuk na extrakciu polyfenolov a zrenie vína

Mechanizmus pôsobenia ultrazvuku pri výrobe vína je založený na ultrazvukovej / akustickej kavitácii. Vysoké šmykové sily vznikajúce pri kavitácii narúšajú bunkové štruktúry a rozširujú póry v bunkových stenách. Výsledkom je uvoľnenie vnútrobunkového materiálu (napr. škrobu, enzýmov, bielkovín, fenolových zložiek). Sonomechanické sily ultrazvukových vĺn podporujú distribúciu rozpúšťadla v tkanive a prenikanie rozpúšťadla do bunkového materiálu, čo vedie k výraznému zvýšeniu prenosu hmoty. Sonikácia navyše podporuje biochemické reakcie, ako sú polymerizácia a kondenzácia polyfenolov, a vyvoláva mikrooxygenáciu. Všetky tieto účinky ultrazvuku prispievajú k starnutiu a zreniu vín.

Ultrazvuková extrakcia polyfenolov z hrozna

Polyfenoly vo víne: Polyfenoly a kvalita vína spolu úzko súvisia. Tieto sekundárne metabolity hrozna významne ovplyvňujú organoleptické vlastnosti vína, a tým aj faktory kvality, ako sú farba, trpkosť a horkosť. Pôsobenie ultrazvuku na extrakciu polyfenolov počas výroby vína (napr. sonikácia muštu pred fermentáciou) a počas starnutia vína (s kontaktom s drevom alebo bez neho) vyvoláva nekonečné reakcie vedúce ku komplexným premenám (mikrooxygenácii, kopigmentácii, cykloadícii, polymerizácii a oxidácii) polyfenolov a tanínov.

Sonikácia muštu pred fermentáciou vína

Pri pôsobení ultrazvuku na hroznový mušt sa zvyšuje uvoľňovanie polyfenolov z dužiny hrozna. Keďže akustická kavitácia – ktorá je princípom fungovania sonikácie – veľmi účinne narúša bunkové štruktúry a otvára vnútrobunkové štruktúry, z hrozna a jeho šupiek sa v porovnaní s tradičným lisovaním uvoľňuje oveľa viac bioaktívnych zlúčenín. Medzi tieto bioaktívne zlúčeniny patria chuťové a aromatické látky, pigmenty a zdraviu prospešné látky, ako sú taníny, antokyány, flavan-3-oly, proantokyanidíny a flavonoly; stilbenoidy, ako je resveratrol; fenolové kyseliny, ako sú kyselina benzoová, kávová a škoricová; katechíny, ako aj kyselina vínna a kyselina jablčná a ďalšie látky. Okrem toho sa extrahujú prírodné cukry, ako sú glukóza a fruktóza, ktoré sú kľúčové pre proces fermentácie pri výrobe vína. Sonikáciu možno použiť v rôznych fázach výroby vína. García-Martín a Sun (2013) vo svojej štúdii predstavujú ultrazvuk ako techniku rýchleho starnutia, ktorá by mohla vínam zabezpečiť vyšší obsah antokyánov a zníženie obsahu tanínov, čo sa považuje za pozitívne pri výrobe vysokokvalitných vín. Mnohé štúdie preukázali pozitívne účinky výkonového ultrazvuku pri výrobe vína. Sonikácia sa preto považuje za jednu z najsľubnejších technológií na viaceré účely v procesoch výroby vína. Ultrazvuk je navyše oficiálne schválenou metódou na použitie pri spracovaní rozdrveného hrozna. (porov. Natolino a Celotti, 2022)

Štúdie pod vedením prof. Thomasa Kleinschmidta z Inštitútu pre výskum vína stredného Nemecka na vysokej škole Hochschule Anhalt jasne preukazujú výrazné zvýšenie obsahu polyfenolov vo víne ošetrenom sonikáciou. Napríklad v nemeckom červenom víne odrody Blauer Zweigelt sa obsah polyfenolov zvýšil o viac ako 40%. V rámci štúdie sa 1,5L červeného vína Blauer Zweigelt ošetrilo sonikáciou pri nastavení amplitúdy na 100% (amplitúda 43 μm, plocha sonotródy 9 cm²). Extinkcia červeného sfarbenia sa merala pri 520 nm. Na meranie celkového obsahu polyfenolov vyjadreného ako katechíny sa použila Folinova-Ciocalteuova metóda, ktorá preukázala 40% zvýšenie celkového obsahu polyfenolov.

Ultrazvuk možno považovať za jednu z najsľubnejších technológií na viaceré účely v procesoch výroby vína a je oficiálne schválený na použitie pri ošetrovaní rozdrveného hrozna.
Ďalšia štúdia autorov Natolino a Celotti (2022) takisto preukázala vyššiu kvalitu vína po ošetrení ultrazvukom. Výskumníci z Univerzity v Udine v Taliansku použili ultrazvukový prístroj Hielscher UP200St so sonotródou S26d14 na skúmanie účinkov sonikácie na červené víno. 
Ako ukazujú grafy nižšie, ultrazvuk zvyšuje index HCl vo všetkých vzorkách ošetrených sonikáciou z hodnoty 68,06 ± 1,72 neošetrenej vzorky na priemernú hodnotu 73,78 ± 1,52 ošetrených vzoriek. Pri zvyšovaní amplitúdy a predlžovaní času sonikácie sa nepreukázal žiadny jasný trend, hoci možno pozorovať významné zvýšenie indexu HCl medzi vzorkami ošetrenými sonikáciou pri 30% počas 2 min (71,59 ± 1,06) a pri 90% počas 10 min (74,25 ± 1,53). Ultrazvuk zároveň znižuje trpkosť z hodnoty 91,8 ± 1,2 pri neošetrenom víne na priemernú hodnotu 82,7 ± 3,7 pri vzorkách ošetrených sonikáciou (pozri grafy vpravo).
Sonikácia zmenšuje veľkosť častíc koloidných látok, ako sú taníny a polysacharidy, čo prispieva k lepšej stabilite a výsledným senzorickým vnemom.

Ultrazvukové starnutie a zrenie vína

Ultrazvukové vlny urýchľujú starnutie vína pôsobením čisto fyzikálnych, takzvaných sonomechanických síl. Ak sa ultrazvukové ošetrenie prispôsobí odrode hrozna a typu vína, môže zvýšiť rýchlosť kondenzačnej reakcie medzi antokyánom a tanínmi, čím sa skracuje obvyklý čas prirodzeného vývoja farby vína, a tým aj čas potrebný na starnutie vína.

Ultrazvukové starnutie vína s použitím enologických tanínov

Enologické taníny extrahované z dubového dreva, hroznových jadierok a šupiek, rastlinných hálok, gaštana, quebracha, gambiru a plodov myrobalánu možno pridávať v rôznych fázach výroby vína na zlepšenie chuťového profilu a farebnej stálosti. Ultrazvukové ošetrenie môže podporiť starnutie vína s použitím enologických tanínov. Ultrazvukové ošetrenie vína v kontakte s dubovým drevom je výrazne zrýchlený proces prenosu tanínov a chuťových látok z dubových dúh alebo štiepok. Vína vyzrievané ultrazvukom v kontakte s dubovým drevom ponúkajú vynikajúci chuťový profil, ktorý sa vyvinie počas krátkeho, niekoľkominútového ošetrenia v porovnaní s niekoľkomesačným zrením v sudoch. Ultrazvuková extrakcia uvoľňuje aromatické zlúčeniny dubového dreva (napr. vanillan, eugenol, izoeugenol, furfural, 5-metylfurfural, guajakol, 4-methulguaiacol) prostredníctvom zvýšeného prenosu hmoty.

Vysokovýkonné ultrazvukové prístroje na priemyselnú výrobu vína

Procesory Hielscher Ultrasonics sú osvedčené v oblasti výroby vína a zrenia liehovín. Vinári – z exkluzívnych malých vinárstiev aj veľkých vinárskych podnikov – nájdu v širokej ponuke zariadení Hielscher ideálne ultrazvukové zariadenie pre svoje výrobné požiadavky na extrakciu polyfenolov z vína a jeho zrenie. Zostavy na dávkové aj kontinuálne prietokové spracovanie sú okamžite k dispozícii a môžu byť expedované ešte v ten istý deň.

Automatické zaznamenávanie údajov

Na splnenie výrobných noriem pre potravinárske a nápojové výrobky sa musia výrobné procesy podrobne monitorovať a zaznamenávať. Digitálne ultrazvukové zariadenia Hielscher Ultrasonics sú vybavené automatickým zaznamenávaním údajov. Vďaka tejto inteligentnej funkcii sa všetky dôležité procesné parametre, ako sú ultrazvuková energia (celková a čistá energia), teplota, tlak a čas, automaticky ukladajú na zabudovanú SD kartu hneď po zapnutí zariadenia. Monitorovanie procesov a zaznamenávanie údajov sú dôležité pre priebežnú štandardizáciu procesov a kvalitu výrobkov. Prístup k automaticky zaznamenaným procesným údajom vám umožňuje preskúmať predchádzajúce cykly ultrazvukového ošetrenia a vyhodnotiť výsledky.
Ďalšou používateľsky prívetivou funkciou je diaľkové ovládanie našich digitálnych ultrazvukových systémov cez prehliadač. Pomocou diaľkového ovládania cez prehliadač môžete svoj ultrazvukový procesor odkiaľkoľvek na diaľku spustiť, zastaviť, nastaviť a monitorovať.

Spĺňajú najvyššie štandardy kvality – navrhnuté a vyrobené v Nemecku

Sofistikovaný hardvér a inteligentný softvér ultrazvukových zariadení Hielscher sú navrhnuté tak, aby zaručovali spoľahlivé výsledky ultrazvukovej extrakcie z vašich rastlinných surovín s reprodukovateľnými výsledkami a používateľsky prívetivou, bezpečnou prevádzkou. Robustnosť, spoľahlivosť, nepretržitá prevádzka 24/7 pri plnom zaťažení a jednoduchá obsluha z pohľadu pracovníka sú ďalšími faktormi kvality, vďaka ktorým sú ultrazvukové zariadenia Hielscher výhodnou voľbou.
Extraktory Hielscher Ultrasonics sa používajú na celom svete na vysokokvalitnú extrakciu pri výrobe potravín a nápojov. Ultrazvukové zariadenia Hielscher preukázateľne poskytujú vysoké výťažky a špičkovú kvalitu, a preto ich využívajú nielen menší butikové vinárstva, ale predovšetkým priemyselní výrobcovia komerčne distribuovaných vín. Vďaka robustnému hardvéru a inteligentnému softvéru možno ultrazvukové procesory Hielscher jednoducho obsluhovať a monitorovať.
Hielscher Ultrasonics v nemeckom Teltowe je rodinný podnik riadený majiteľmi. Hielscher Ultrasonics má certifikáciu ISO. Ultrazvukové zariadenia Hielscher samozrejme spĺňajú požiadavky CE aj požiadavky UL, CSA a RoHs.

Nasledujúca tabuľka poskytuje prehľad o približnej spracovateľskej kapacite našich ultrazvukových zariadení: