Staranje in hrast vin z ultrazvokom

Staranje vina in hrast močno prispevata h končnemu okusu in kakovosti vina. Znano je, da oba procesa trajata dolgo časa, pogosto proces zorenja traja več kot serval leta. Ultrazvok je zelo učinkovita in hitra tehnologija, ki intenzivira zorenje vina in znatno pospešuje procese, kot so ekstrakcija hrastovih spojin, mikrooksigenacija in kemični proces (npr. polimerizacija). Z ultrazvokom se lahko mlada vina v nekaj minutah zorijo do zorenih vin z večletnim staranjem v hrastovih sodih.

Okusi vina iz hrasta z uporabo ultrazvočne ekstrakcije

Fenolne spojine, povezane z adstrigentnostjo, in aromatske spojine, pridobljene iz hrastovega lesa, se prenašajo izjemno hitro, ko se ultrazvočna razbijanje uporablja med vinom med staranjem. Ultrazvok je pospešil ekstrakcijo hrastovih spojin na nekaj minut – v primerjavi z večletnim tradicionalnim staranjem vin v sodih.

Hrast vina z ultrazvokom

Za intenzivno hrast se hrastovi čipi ali palice sonikirajo v vinu. Ultrazvočni valovi se odprejo in prekinejo celične stene lesenega materiala, tako da se znotrajcelične spojine, kot so tanini, fenoli, furoni, laktoni itd., Sproščajo z ultrazvočno kavitacijo v vino. Ker ultrazvočna nihanja in kavitacija ustvarjata intenzivne turbulence in mikro-tokove, se prenos mase med notranjostjo celice in okoliškim topilom drastično okrepi, tako da so biomolekule (tj. Aromatične spojine) učinkovite in se hitro sproščajo. Ker je ultrazvočna obdelava povsem mehanska obdelava, vinu ne dodaja nobenih kemikalij.

Primerjava lastnosti tradicionalnega staranja v vinu in ultrazvočnega staranja v vinu. Ultrazvočno starano vino doseže vrhunsko kakovost bistveno hitreje.
(grafika: ©Yıldırım in Dündar, 2017, prirejeno po Leonhardt in Morabito, 2007).

Ultrazvok – Samo mehanske sile

Visokointenzivni, nizkofrekvenčni ultrazvok ustvarja energetsko goste pogoje, ki imajo visoke tlake, temperature in visoke strižne sile. Te fizikalne sile spodbujajo motnje celičnih struktur, da bi sprostile znotrajcelične spojine v medij. Poleg tega ultrazvočno podprt proces staranja vina spodbuja mikrooksigenacijo in oksidacijske procese. S tem lahko nadzorovana ultrazvočna razglasitev pozitivno vpliva na kemične reakcije v vinu. Ultrazvočno starana vina dosežejo vrhunec kakovosti bistveno hitreje kot tradicionalno starana vina. Poleg tega ultrazvočno starana vina kažejo višjo stopnjo konzerviranja, tako da ultrazvočno vino ohranja svojo vrhunsko kakovost dlje časa kot standardni postopek staranja.

Mehanizem motenj celične stene (a) zlom celične stene zaradi kavitacije. (b) difuzija topila v celično strukturo.
(Grafika, prilagojena po Shirsath et al., 2012)

Prednosti ultrazvočnega staranja vina pred staranjem hrastovih sodov

Hrastovi sodi so običajen, tradicionalen postopek staranja vina. V hrastovih sodih oksidacija poteka v majhni količini v daljšem času skladiščenja v sodu. Čas skladiščenja vrhunske vinske peči traja več let, zato je drag proces. Med zorenjem v hrastovih sodih vino proizvaja številne edinstvene arome. Poleg dolgega procesa zorenja v letih in s tem povezane izgube časa so hrastovi sodi dragi za nakup in vzdrževanje. Neželeni mikroorganizmi, kot so vrste kvasovk (npr. Brettanomyces in Dekkera), lahko kontaminirajo vinske sode. Pokvarjeno vino s kvasom je znano po slabem okusu in vonju.
Zaradi teh pomanjkljivosti tradicionalnega hrasta je ultrazvočno staranje vina in hrast stroškovno učinkovita in znanstveno dokazana alternativa tradicionalnemu staranju v sodih. Ultrasonication skrajša čas zorenja in izboljša več dejavnikov kakovosti vina. Ultrasonication se lahko uporablja v različnih fazah postopka pridelave vina, vključno z maceracijo, ekstrakcijo polifenolov, pa tudi staranje, zorenje in hrast. Znanstvene študije in industrijske izvedbe dokazujejo veljavnost ultrasonication v vinarstvu z velikimi izboljšavami v skrajšanih obdobjih staranja in učinkovitejšo proizvodnjo visokokakovostnih vin.

Ultrazvočno pospešeno zorenje vina: Študija prof. Th. Kleinschmidta kaže koristno spremembo arome 3-metil-1butanola v rdečem vinu, ko je sonikiran v prisotnosti lesnih sekancev American Blend. (Ultrazvočni aparat UIP2000hdT, amplituda 43μm, sonotrodna površina 9cm2)

Znanstvene študije o ultrazvočnem staranju vin

Ultrazvočna intenzivnost ali raven zvočne energijske gostote na razmeroma zmerni ravni lahko spodbudi hitro ekstrakcijo in izpiranje fenolov iz hrastovih čipov v vino, s čimer se lahko poveča okus vina in hranilna vrednost v znatno krajšem času zorenja. Poleg tega lahko ultrazvočna obdelava hitro spremeni sestavo vina, za katero se domneva, da je posledica učinkov akustične kavitacije. S tem naj bi visoka stopnja gostote akustične energije spodbujala ultrazvočno spremembo sestave vina. (prim. Yang et al., 2014)
O podobnih učinkih staranja so poročali Jiménez-Sánchez et al. (2020) za sherry kis z uporabo hrastovih čipov in ultrazvoka. Ultrasonication je znatno skrajšal čas zorenja v primerjavi s tradicionalnim zorenjem.

Ultrazvočno sproščanje aromatičnih spojin iz hrasta

Breniaux in sodelavci so raziskali učinke ultrazvoka visoke moči za čiščenje soda za hrastovo vino in kasnejše sproščanje polifenolnih in drugih spojin, ko so bili sodi uporabljeni po obdelavi za staranje vina. Polifenoli in fitokemikalije, kot so elagitanini, lignin in aromatični predhodniki, močno prispevajo k zorenju in okusu vina. Na splošno je študija pokazala, da je ultrazvočna obdelava v zelo kratkem času zdravljenja dala višje donose polifenolov in drugih bioaktivnih spojin. Na primer, koncentracija furfurala je bila višja v primeru ultrazvočnega zdravljenja po 8 mesecih staranja in 12 mesecih staranja, pri čemer se je koncentracija povečala med 18,8 in 92,6 % v primerjavi z alternativnim zdravljenjem s paro. Za 5-metilfurfural je bila koncentracija bistveno višja pri ultrazvočni obdelavi za sode 1-letnih sodčkov (12-mesečno vino) in 2-letnih sodčkov (2, 8 in 12 mesecev staro vino) s povečanjem med 20,5 in 97%. Kar zadeva diastereoizomere viskija laktona, je bil trans-viski lakton bistveno višji pri 3-letnih sodih, obdelanih z ultrazvokom: po 12 mesecih staranja ima vino koncentracijo 75,2 ± 5,6 μg/l, kar pomeni povečanje za 46,9 % v primerjavi z vinom, starim v sodu, obdelanem s paro. Za koncentracije vanilina in siringaldehida so bile po ultrazvočni obdelavi tudi vrednosti, izmerjene v vinu, bistveno višje. V primerjavi s parno obdelavo sodov je bila skupna poraba energije 0,38 kWh za ultrazvok in 3 kWh za vodno paro, kar je 7,89-krat nižje.
(prim. Breniaux et al., 2021)

Ultrazvočno spodbujane kemične reakcije v vinu

Med staranjem vina potekajo številne kemijske reakcije. Na primer, proantocianidine spojine se nagibajo k polimerizaciji, kondenzaciji z antociani in združevanju z drugimi polimeri, kot so beljakovine in polisaharidi. Ta kondenzacijska reakcija z antociani je glavna kemična reakcija, ki sodeluje pri zatemnitvi in stabilizaciji barve rdečega vina, ki se spremeni iz svetlo rdeče v temno rdečo z rjavimi odtenki.
Zgodnje študije Masuzawa et al., 2000 so že pokazale, da ultrazvok spodbuja polimerizacijo fenolnih spojin in povečuje vsebnost polifenolov v rdečem vinu, ko vino zori.
Med staranjem vina v sodih se lahko iz lesa v vino ekstrahira na stotine spojin, kar neposredno prispeva k okusu, aromi in občutkom v ustih končnega vina. Surovinska sestava hrastovega lesa ima pomembno vlogo v procesu staranja, saj se pridobivajo hlapni fenoli in fenolni aldehidi iz lignina ter furfuralne spojine iz celuloze in hemiceluloze pri razgradnji sladkorja.
Čeprav se tradicionalno staranje v hrastovih sodih že stoletja v veliki meri uporablja, še vedno obstajajo nekatere pomanjkljivosti. Prvič, proces staranja v sodu običajno traja od nekaj mesecev do nekaj let, kar je zelo dolgotrajno. Drugič, sodi so dragi, zavzemajo veliko prostora v vinski kleti in jih je treba sčasoma zamenjati. Tretjič, ko se hrastovi sodi starajo, so lahko kontaminirani z nezaželenimi mikroorganizmi, kot so kvasovke rodov Brettanomyces in Dekkera.
Preberite več o ultrazvočni sanaciji in čiščenju vinskih sodov!

Ultrazvočna oprema za staranje in zorenje vina

Že več desetletij je Hielscher Ultrasonics zaupanja vreden dobavitelj visokozmogljivih, nizkofrekvenčnih ultrazvočnih procesorjev za industrijo hrane in pijače. Vinske kleti in destilarne so sprejele ultrazvočno tehnologijo za proizvodnjo visokokakovostnih vin in alkoholnih pijač v učinkovitejših pogojih, tj. Pridobivanje kakovostnih rezultatov v pospešenem procesu in pod natančno nadzorovanimi pogoji.
Hielscher ultrazvočni aparati so na voljo v vseh velikostih, od ročne laboratorijske naprave za raziskave in nadzor kakovosti do klopnih in pilotnih sistemov za butične vinograde in srednje velike vinarje ter visoko zmogljive ultrazvočne aparate za velike komercialne proizvajalce vina.
Vsi Hielscher ultrazvočni procesorji imajo najsodobnejšo tehnologijo, vključno z digitalnim barvnim zaslonom, prefinjeno programsko opremo, pametnimi nastavitvami, samodejnim protokoliranjem podatkov na integrirani kartici SD in daljinskim upravljalnikom brskalnika za natančno delovanje, ponovljive in ponovljive rezultate ter najvišjo prijaznost do uporabnika. Kupci po vsem svetu uporabljajo tehnologijo Hielscher Ultrasonics v vinskih kleteh in destilarnah ter dosegajo odlične rezultate pri staranju, hrastu in infundiranju vin in žganih pijač.
Kontaktirajte nas zdaj! Naše dobro usposobljeno in dolgoletno izkušeno osebje vam bo pomagalo s tehničnimi informacijami, priporočili o idealnem ultrazvočnem aparatu in nezavezujočimi ponudbami!

Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov: