Trajtimi i verës me ultratinguj – Zbatime novatore të ultratingujve në kantinat e verës

Ultratingujt janë një metodë përpunimi jotermik, e cila tashmë përdoret gjerësisht në industrinë ushqimore për shkak të zbatimit të saj të butë, por me efekte të konsiderueshme mbi produktin. Për kantinat e verës, trajtimi me ultratinguj ofron zbatime të ndryshme, si nxjerrja e përbërësve të shijes, përbërjeve fenolike dhe ngjyruesve, maturimi dhe vjetrimi, trajtimi me dru lisi, si dhe degazimi.

Vera është një pije alkoolike, e prodhuar më së shpeshti nga rrushi, por edhe nga fruta të tjera (p.sh. verë molle, verë shtogu) ose nga lëndë me bazë niseshteje (p.sh. verë orizi, verë misri).
Vera është një mall konsumi i parapëlqyer, prodhimi i së cilës kërkon një proces të kushtueshëm. Prodhimi i verërave cilësore dhe me cilësi të lartë njihet si një veprimtari që kërkon shumë kohë dhe, për rrjedhojë, kosto të larta. Në fund të fundit, është në interesin e prodhuesit të verës të përshpejtojë fermentimin (shndërrimin në alkool) dhe maturimin (për t’i dhënë shije dhe aroma komplekse) dhe njëkohësisht të prodhojë një pije alkoolike me cilësi të lartë, me shijen, buqetën, ndjesinë në gojë dhe ngjyrën e dëshiruar.

Efektet e ndryshme të ultratingujve në përpunimin e verës

Ultratingujt me fuqi të lartë, të zbatuar në verë, ofrojnë shumë efekte të dobishme. Zbatimet më të rëndësishme përfshijnë intensifikimin e shijes së buqetës së verës përmes nxjerrjes së përbërësve të pasur me shije, si përbërjet fenolike dhe aromatike, trajtimin me dru lisi, dhe përshpejtimin e maturimit dhe vjetrimit.

Nxjerrja e përbërjeve aromatike dhe fenolike nga rrushi

Ultratingujt janë një mjet i njohur dhe i provuar për nxjerrjen e materialit bimor brendaqelizor dhe të përbërjeve aromatike. Veprimi mekanik i ultratingujve ndihmon difuzionin e tretësve në inde. Meqë ultratingujt e shpërbëjnë mekanikisht murin qelizor përmes forcave prerëse të kavitacionit, ata lehtësojnë transferimin nga qeliza në tretës. Zvogëlimi i madhësisë së grimcave nga kavitacioni ultrasonik rrit sipërfaqen e kontaktit ndërmjet fazës së ngurtë dhe asaj të lëngët.
Rrushi është i njohur dhe i kërkuar për pasurinë e tij në polifenole. Këto përbërje fenolike të rrushit (si flavanolet monomerike, procianidinat dimerike, trimerike dhe polimerike, si dhe acidet fenolike) njihen për vetitë e tyre antiradikalore dhe antioksiduese. Nga pikëpamja kimike, ato mund të ndahen në dy nënkategori: flavonoidet dhe joflavonoidet. Flavonoidet më të rëndësishme në verë janë antocianinat dhe taninet, të cilat kontribuojnë në ngjyrën, shijen dhe ndjesinë në gojë. Ndër joflavonoidet janë stilbenet, si resveratroli, dhe përbërjet acide, si acidi benzoik, kafeik dhe cinamik. Pjesa më e madhe e të gjitha këtyre përbërjeve fenolike gjendet në lëkurën dhe farat e rrushit. Forcat intensive ultrasonike janë në gjendje t’i nxjerrin me efikasitet përbërësit e vlefshëm nga farat dhe lëkura e rrushit.
Në studimin e Cocito et al. (1995), trajtimi me ultratinguj është treguar si një proces i shpejtë, i përsëritshëm dhe linear për nxjerrjen e përbërjeve aromatike nga mushti dhe vera. Përqendrimet e përbërjeve të përftuara me nxjerrje ultrasonike ishin më të larta se ato të përftuara me nxjerrje në kolonë C18 (nxjerrje me rrëshirë).
Duke përmbledhur përparësitë e nxjerrjes ultrasonike, ultratingujt janë një alternativë me kosto të ulët, e thjeshtë dhe efikase ndaj mjeteve konvencionale të nxjerrjes jotermike, si presioni i lartë hidrostatik (HP), dioksidi i karbonit i kompresuar (cCO2), dioksidi i karbonit superkritik (ScCO2) dhe impulset e fushës elektrike me intensitet të lartë (HELP). Një përparësi tjetër është fakti se nxjerrja ultrasonike – në krahasim me alternativat e përmendura më sipër – mund të testohet lehtësisht në laborator ose me pajisje tavoline. Këto prova japin rezultate të riprodhueshme, kështu që një kalim i mëvonshëm në shkallë më të madhe nuk kërkon përpjekje të mëtejshme për të gjetur parametrat optimalë. Për prodhimin tregtar në shkallë të plotë, ultrasonikatorët e besueshëm për punë të rënda me deri në 16 000 vat për njësi mundësojnë trajtimin me ultratinguj të rrjedhave me vëllim shumë të lartë.

Nxjerrja e asistuar nga ultratingujt për trajtimin e verës me dru lisi

Gjatë fazës së trajtimit me dru lisi, vera bie në kontakt me drurin e fuçive (trajtim tradicional me dru lisi) ose me ashkla druri, shkopinj druri/duela apo pluhur lisi të shtuar (trajtim alternativ me dru lisi). Druri më i zakonshëm për këtë trajtim (aromatizim) është – siç tregon edhe emërtimi i procedurës – lisi (quercus). Lloje të tjera druri që përdoren më rrallë janë, për shembull, gështenja, pisha, sekuoja, qershia ose akacia. Vetitë kimike të drurit shfrytëzohen për të arritur efekte të thella në shijen dhe buqetën aromatike të verës. Fenolet që përmban lisi bashkëveprojnë me verën duke prodhuar shije, si ato të vaniljes, karamelit, kremit, erëzave ose tokës. Një efekt shumë të rëndësishëm kanë elagitaninet (taninë e hidrolizueshme), të cilat rrjedhin nga strukturat e linjinës në dru, pasi ato e mbrojnë verën nga oksidimi dhe reduktimi.
Ekstraktimi me ultratinguj është i dobishëm për fazën e trajtimit të verës me dru lisi, sepse depërtimi i lëngut në strukturën drunore të pluhurit, ashklave, shkopinjve ose duelave përforcohet nga ciklet e presionit të lartë dhe të ulët të krijuara nga ultratingujt. Meqë kështu transferimi i masës rritet dukshëm, kjo sjell një periudhë më të shkurtër trajtimi me dru lisi dhe rezultate më të mira për sa i përket shijes. Nëse verës i shtohen pluhur lisi ose distilate aromatike druri (trajtim alternativ me dru lisi), forcat ultrasonike sigurojnë një shpërndarje shumë të imët të grimcave ose pikëzave në verë për të përmirësuar lagien dhe ekspozimin e sipërfaqes. Kjo është shumë e rëndësishme për të arritur një shije dhe ndjesi në gojë të një niveli të lartë dhe kontribuon në cilësinë e pijes alkoolike. Fakti që vendosja në fuçi dhe vjetrimi përbëjnë një faktor që kërkon shumë kohë dhe kosto në prodhimin e verës i bën ultratingujt një metodë përpunimi jashtëzakonisht interesante, pasi pajisjet ultrasonike Hielscher bindin me kostot e ulëta të investimit, zbatimin e lehtë dhe një efikasitet të jashtëzakonshëm energjetik.

Deaglomerimi i asistuar nga ultratingujt gjatë vjetrimit të verës

Gjatë procesit tradicional të vjetrimit të verës, i cili kërkon shumë kohë, në verë ndodhin reaksione të molekulave të ndryshme. Kjo do të thotë se molekulat ndryshojnë sipas bashkëveprimit me njëra-tjetrën. Koha dhe rezultati i këtij ndryshimi molekular varen nga përbërësit e verës dhe mjedisi i saj. Zakonisht, pranohet se alkooli është i shpërndarë në pijet alkoolike, por kjo nuk do të thotë se do të arrihet një përzierje e molekulave. Meqë në verë, në mënyrë natyrore, është e disponueshme vetëm pak energji për reaksione – si lidhja dhe përzierja – ndryshimet natyrore kryesisht mbeten të papërfunduara. Ndonëse përbërësit priren të bashkëveprojnë, të lidhen dhe të ndryshojnë vetitë molekulare, ata nuk mund të arrijnë një bashkëveprim, shndërrim ose lidhje të plotë në nivel molekular për shkak të energjisë së pakët të pranishme.
Kur vera trajtohet me ultratinguj (që do të thotë futje e energjisë në lëng), përbërësit shfaqin një shkallë më të qëndrueshme dhe më të njëtrajtshme shpërndarjeje. Nëpërmjet trajtimit me ultratinguj, vera bëhet një lëng homogjen me jetëgjatësi të shtuar të ruajtjes brenda një kohe shumë të shkurtër trajtimi. Homogjeniteti mundëson një bashkëveprim më të madh ndërmjet molekulave dhe, rrjedhimisht, një ndryshim molekular më të plotë. Kjo do të thotë përmirësim i shijes dhe cilësisë.

Shpërndarja: Para mbushjes në shishe, shumica e verërave trajtohen me aditivë, si konservues (p.sh. bisulfat kaliumi, bisulfat natriumi), agjentë pastrues, pluhura ngjyruese dhe agjentë të tjerë kthjellues e përmirësues. Këta aditivë përdoren për të shmangur nxirjen e parakohshme dhe prishjen, për të përmirësuar cilësinë e verës, për të eliminuar mangësitë ose për të mbështetur procesin e fermentimit. Nëpërmjet trajtimit me ultratinguj, këta aditivë mund të shpërndahen në verë në mënyrë shumë të njëtrajtshme, në mënyrë që të arrihen rezultate më të mira të përpunimit. Kjo çon përfundimisht në cilësi më të lartë dhe shije më të mirë – synimi i çdo prodhuesi vere.

Ekstraktimi i përbërjeve aktive me ultratinguj

Vera përmban një larmi të gjerë përbërjesh aktive të dobishme për shëndetin, si taninet, përbërjet fenolike, flavonoidet dhe të tjera, të cilat janë përbërës të vlefshëm që përdoren në industrinë farmaceutike, ushqimore dhe kozmetike.
Lexoni më shumë rreth ekstraktimit të fitokimikateve si polifenolet, antocianidinat, proantocianidina dhe përbërje të tjera bioaktive nga rrushi dhe nënproduktet e tij!

Trajtim plotësues

Vjetërimi i verës së orizit dhe verës së misrit: Chang et al. (2002) zbuluan në studimin e tyre mbi verën e orizit dhe verën e misrit se efektet e sonikimit në vjetërimin e verës varen nga lloji i verës. Kështu, vjetërimi me ultratinguj i verës së orizit ishte dukshëm më i mirë për sa i përket vlerës së pH-së, përmbajtjes së alkoolit, acetaldehidit, shijes dhe cilësive shqisore sesa vjetërimi i asistuar me ultratinguj i verës së misrit. Për të dyja, si për verën e orizit ashtu edhe për verën e misrit, koha e vjetërimit u reduktua ndjeshëm (nga 1 vit në 1 javë ose 3 ditë).

Pajisje industriale me ultratinguj me reaktorë me rrjedhje për sonikimin e verës dhe lëngut.

Procesorët me ultratinguj të Hielscher

Hielscher është furnizuesi kryesor i pajisjeve me ultratinguj me cilësi dhe performancë të lartë. Pajisjet me ultratinguj të prodhuara nga Hielscher përdoren për mostra laboratorike, përpunim në shkallë pilot ose prodhim në shkallë të plotë në shumë fusha të industrisë dhe kërkimit shkencor. Për performancë të përsosur dhe përshtatje me çdo proces, Hielscher ofron një gamë të gjerë pajisjesh me ultratinguj për sonikimin e çdo vëllimi lëngu, nga disa mikrolitra deri në qindra metra kub në orë. Pajisjet me ultratinguj mund të testohen lehtësisht në shkallë më të vogël për efikasitetin e tyre në proces. Zakonisht, UIP1000hd (1kW) përdoret për zhvillimin e procesit për prurje nga 0,5L deri në 1000L në orë. Në këtë shkallë, efikasiteti i përpunimit mund të optimizohet duke ndryshuar amplitudën, presionin dhe prurjen. Instalimi ose integrimi i mëvonshëm i një sistemi me ultratinguj në një linjë prodhimi, si edhe përdorimi dhe mirëmbajtja, janë të thjeshtë dhe pa vështirësi.

Ultratingujt në lëngje

Ultratingujt me fuqi të lartë gjenerojnë kavitacion në lëngje. Gjatë implozionit të flluskave të kavitacionit, lokalisht shfaqen forca jashtëzakonisht të larta: në “pikën e nxehtë” të kavitacionit arrihen temperatura shumë të larta (rreth 5 000K) dhe presione shumë të larta (rreth 2 000atm). Implozioni i flluskës së kavitacionit krijon gjithashtu rryma lëngu me shpejtësi deri në 280m/s. Kur këto forca të fuqishme veprojnë në lëng, ato shkaktojnë efekte të ndryshme. Në një lëng alkoolik, trajtimi me ultratinguj përshpejton oksidimin, polimerizimin dhe kondensimin e alkoolit, aldehideve, estereve dhe olefinave, duke formuar përbërje të reja që krijojnë shije dhe buqetë aromatike më të pasur dhe më të mirë.
Ndër aplikimet më interesante të ultratingujve për prodhimin e verës (vinifikimin) duhen përmendur veçanërisht ekstraktimi i asistuar me ultratinguj, aglomerimi dhe dispergimi . Këto efekte e bëjnë sonikimin një metodë kaq efikase për përpunimin e verës dhe pijeve të tjera.
Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të pajisjeve tona me ultratinguj: