การบ่มไวน์และการโอ๊คมีส่วนอย่างมากต่อรสชาติและคุณภาพของไวน์ขั้นสุดท้าย กระบวนการทั้งสองเป็นที่ทราบกันดีว่าใช้เวลานานบ่อยครั้งที่กระบวนการสุกงอมดําเนินไปในช่วงหลายปีที่ผ่านมา อัลตร้าซาวด์เป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพสูงและรวดเร็วซึ่งทวีความรุนแรงขึ้นในการสุกของไวน์และเร่งกระบวนการต่างๆเช่นการสกัดสารประกอบโอ๊กการให้ออกซิเจนขนาดเล็กและกระบวนการทางเคมี (เช่นพอลิเมอไรเซชัน) อย่างมีนัยสําคัญ ด้วย ultrasonication ไวน์หนุ่มสามารถบ่มได้ภายในไม่กี่นาทีเพื่อดื่มไวน์ที่สุกแล้วด้วยช่อที่บ่มหลายปีในถังไม้โอ๊ค

รสชาติไวน์ที่ได้จากโอ๊คโดยใช้การสกัดด้วยอัลตราโซนิก

สารประกอบฟีนอลิกที่เกี่ยวข้องกับยาสมานแผลและสารประกอบอะโรมาติกทั้งสองที่ได้จากไม้โอ๊คจะถูกถ่ายโอนอย่างรวดเร็วมากเมื่อใช้ sonication ในระหว่างการบ่มไวน์ อัลตร้าซาวด์เร่งการสกัดสารประกอบโอ๊กให้เร็วขึ้นเหลือไม่กี่นาที – เมื่อเทียบกับการบ่มไวน์แบบดั้งเดิมเป็นเวลาหลายปี

โอ๊คไวน์กับอัลตร้าซาวด์

สําหรับการโอ๊กที่เข้มข้นขึ้นโอ๊คชิปหรือไม้เท้าจะถูก sonicated ในไวน์ คลื่นอัลตร้าซาวด์เปิดและทําลายผนังเซลล์ของวัสดุไม้เพื่อให้สารประกอบภายในเซลล์เช่นแทนนินฟีนอลฟูโรนแลคโตน ฯลฯ ถูกปล่อยออกมาโดย cavitation ล้ําเสียงลงในไวน์ เนื่องจากการสั่นอัลตราโซนิกและ cavitation สร้างความปั่นป่วนที่รุนแรงและไมโครสตรีมมิ่งการถ่ายโอนมวลระหว่างภายในเซลล์และตัวทําละลายโดยรอบจะทวีความรุนแรงขึ้นอย่างมากเพื่อให้ biomolecules (เช่นสารประกอบอโรมา) มีประสิทธิภาพและปล่อยออกมาอย่างรวดเร็ว เนื่องจาก sonication เป็นการรักษาเชิงกลอย่างหมดจดจึงไม่เพิ่มสารเคมีใด ๆ ลงในไวน์

การเปรียบเทียบคุณภาพในการบ่มแบบดั้งเดิมในไวน์และการบ่มด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงในไวน์ ไวน์อายุ ultrasonically บรรลุคุณภาพสูงสุดได้เร็วขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ
(กราฟิก: ©Yıldırım and Dündar, 2017, ดัดแปลงมาจาก Leonhardt และ Morabito, 2007)

เสียงพ้น – แรงทางกลเพียงอย่างเดียว

อัลตร้าซาวด์ความถี่ต่ําความเข้มสูงสร้างสภาวะที่มีพลังงานหนาแน่นซึ่งมีแรงดันสูงอุณหภูมิและแรงเฉือนสูง แรงทางกายภาพเหล่านี้ส่งเสริมการหยุดชะงักของโครงสร้างเซลล์เพื่อปล่อยสารประกอบภายในเซลล์เข้าสู่ตัวกลาง นอกจากนี้กระบวนการบ่มไวน์ช่วย ultrasonically ส่งเสริมกระบวนการออกซิเจนขนาดเล็กและออกซิเดชัน ดังนั้น ultrasonication ควบคุมสามารถส่งผลกระทบในเชิงบวกต่อปฏิกิริยาทางเคมีในไวน์ ไวน์ที่มีอายุ ultrasonically ถึงจุดสูงสุดที่มีคุณภาพของพวกเขาอย่างมีนัยสําคัญเร็วกว่าไวน์อายุแบบดั้งเดิม นอกจากนี้ไวน์อายุ ultrasonically แสดงระดับการเก็บรักษาที่สูงขึ้นเพื่อให้ไวน์ sonicated รักษาคุณภาพสูงสุดเป็นเวลานานกว่ากระบวนการบ่มมาตรฐาน

กลไกการหยุดชะงักของผนังเซลล์ (ก) การแตกของผนังเซลล์เนื่องจากการเกิดโพรงอากาศ (b) การแพร่กระจายของตัวทําละลายเข้าสู่โครงสร้างเซลล์
(กราฟิกดัดแปลงมาจาก Shirsath et al., 2012)

ข้อดีของการบ่มไวน์อัลตราโซนิกมากกว่าการบ่มถังโอ๊ค

ถังไม้โอ๊คเป็นกระบวนการดั้งเดิมทั่วไปสําหรับการบ่มไวน์ ในถังไม้โอ๊คการเกิดออกซิเดชันจะเกิดขึ้นในปริมาณเล็กน้อยในช่วงเวลาการเก็บรักษาที่ยาวนานในถัง เวลาในการจัดเก็บสําหรับเตาอบไวน์ระดับพรีเมียมใช้เวลาหลายปีจึงเป็นกระบวนการที่มีค่าใช้จ่ายสูง ในระหว่างการสุกในถังไม้โอ๊คไวน์จะผลิตกลิ่นหอมที่เป็นเอกลักษณ์มากมาย นอกจากกระบวนการสุกที่ยาวนานของปีและการสูญเสียเวลาที่เกี่ยวข้องแล้วถังไม้โอ๊คยังมีราคาแพงในการซื้อและบํารุงรักษา จุลินทรีย์ที่ไม่พึงประสงค์เช่นสายพันธุ์ยีสต์ (เช่น Brettanomyces และ Dekkera) อาจปนเปื้อนถังไวน์ ไวน์บูดยีสต์ขึ้นชื่อเรื่องรสชาติและกลิ่นที่ไม่ดี
เนื่องจากข้อเสียของการโอ๊คบาร์เรลแบบดั้งเดิมการบ่มไวน์อัลตราโซนิกและการโอ๊คเป็นทางเลือกที่คุ้มค่าและได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์แล้วสําหรับการบ่มแบบดั้งเดิมในถัง Ultrasonication ช่วยลดระยะเวลาในการบ่มและปรับปรุงปัจจัยคุณภาพหลายประการของไวน์ Ultrasonication สามารถนํามาใช้ในขั้นตอนต่าง ๆ ของกระบวนการผลิตไวน์รวมทั้ง maceration, การสกัดโพลีฟีนอลเช่นเดียวกับริ้วรอยสุกและ oaking การศึกษาทางวิทยาศาสตร์และการดําเนินการทางอุตสาหกรรมพิสูจน์ความถูกต้องของ ultrasonication ในการผลิตไวน์ที่มีการปรับปรุงที่สําคัญในช่วงเวลาอายุสั้นลงและการผลิตที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นของไวน์ที่มีคุณภาพสูง

การสุกของไวน์เร่ง ultrasonically: การศึกษาของ Prof. Th. Kleinschmidt แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงที่เป็นประโยชน์ของกลิ่น 3-Methyl-1Butanol ในไวน์แดงเมื่อ sonicated ในที่ที่มีเศษไม้ American Blend (อัลตราโซนิก UIP2000hdT, แอมพลิจูด 43μm, พื้นผิว sonotrode 9cm2)

การศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับอายุอัลตราโซนิกของไวน์

ความเข้มอัลตราโซนิกหรือระดับความหนาแน่นของพลังงานอะคูสติกในระดับที่ค่อนข้างปานกลางสามารถส่งเสริมการสกัดอย่างรวดเร็วและชะล้างฟีนอลิกจากโอ๊คชิปเป็นไวน์จึงอาจเพิ่มรสชาติไวน์และคุณค่าทางโภชนาการภายในระยะเวลาการเจริญเติบโตที่สั้นลงอย่างมีนัยสําคัญ นอกจากนี้การรักษาด้วยอัลตร้าซาวด์ยังสามารถปรับเปลี่ยนองค์ประกอบของไวน์ได้อย่างรวดเร็วซึ่งสันนิษฐานว่าเกิดจากผลกระทบของการเกิดโพรงอากาศอะคูสติก ดังนั้นความหนาแน่นของพลังงานอะคูสติกในระดับสูงควรจะส่งเสริมการปรับเปลี่ยนอัลตราโซนิกขององค์ประกอบไวน์ (cf เลย ยางและคณะ, 2014)
ผลการแก่ชราที่คล้ายกันได้รับการรายงานโดย Jiménez-Sánchez et al. (2020) สําหรับน้ําส้มสายชูเชอร์รี่โดยใช้ชิปโอ๊คและอัลตร้าซาวด์ Ultrasonication ลดเวลาการเจริญเติบโตอย่างมีนัยสําคัญเมื่อเทียบกับการเจริญเติบโตแบบดั้งเดิม

อัลตราโซนิกปล่อยสารประกอบอโรมาจากต้นโอ๊ก

Breniaux และเพื่อนร่วมงานได้ตรวจสอบผลกระทบของอัลตร้าซาวด์กําลังสูงสําหรับการทําความสะอาดถังไวน์ oaken และการปล่อยโพลีฟีนอลและสารประกอบอื่น ๆ ที่ตามมาเมื่อถังถูกใช้หลังจากการรักษาสําหรับบ่มไวน์ โพลีฟีนอลและไฟโตเคมิคอลเช่นเอลลากิแทนนินลิกนินและสารตั้งต้นที่มีกลิ่นหอมมีส่วนอย่างมากต่อการสุกและรสชาติของไวน์ โดยรวมแล้วการศึกษาพบว่าการรักษาด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงให้ผลผลิตที่สูงขึ้นของโพลีฟีนอลและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ ภายในเวลาอันสั้น ตัวอย่างเช่นความเข้มข้นของ furfural สูงขึ้นในกรณีของการรักษาด้วยอัลตร้าซาวด์ที่อายุ 8 เดือนและอายุ 12 เดือนโดยมีความเข้มข้นเพิ่มขึ้นระหว่าง 18.8 ถึง 92.6% เมื่อเทียบกับการรักษาด้วยไอน้ําทางเลือก สําหรับ 5-methylfurfural ความเข้มข้นสูงขึ้นอย่างมีนัยสําคัญสําหรับการรักษาอัลตราโซนิกสําหรับบาร์เรลอายุ 1 ปี (ไวน์อายุ 12 เดือน) และถังอายุ 2 ปี (ไวน์อายุ 2, 8 และ 12 เดือน) โดยเพิ่มขึ้นระหว่าง 20.5 ถึง 97% เกี่ยวกับวิสกี้แลคโตน diastereoisomers, ทรานส์วิสกี้แลคโตนสูงขึ้นอย่างมีนัยสําคัญสําหรับถังอายุ 3 ปีรับการรักษาด้วย ultrasonics: หลังจาก 12 เดือนของอายุไวน์มีความเข้มข้นที่ 75.2 ± 5.6 μg / L ส่งผลให้เพิ่มขึ้น 46.9% เมื่อเทียบกับไวน์ที่มีอายุในถังอบไอน้ํา สําหรับความเข้มข้นของวานิลลินและ syringaldehyde ค่าที่วัดได้ในไวน์ก็สูงขึ้นอย่างมีนัยสําคัญหลังจากการรักษาอัลตราโซนิก เมื่อเปรียบเทียบกับการอบชุบไอน้ําบาร์เรลการใช้พลังงานทั้งหมดอยู่ที่ 0.38 kWh สําหรับอัลตร้าซาวด์พลังงานและ 3 kWh สําหรับไอน้ําในน้ําซึ่งต่ํากว่า 7.89 เท่า
(cf เลย Breniaux et al., 2021)

ปฏิกิริยาทางเคมีที่ส่งเสริม ultrasonically ในไวน์

ในระหว่างการบ่มไวน์ปฏิกิริยาทางเคมีจํานวนมากเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่นสารประกอบโปรแอนโธไซยานิดินมีแนวโน้มที่จะเกิดพอลิเมอไรซ์ควบแน่นด้วยแอนโธไซยานินและรวมกับโพลีเมอร์อื่น ๆ เช่นโปรตีนและโพลีแซคคาไรด์ ปฏิกิริยาการควบแน่นกับแอนโธไซยานินนี้เป็นปฏิกิริยาทางเคมีหลักที่เกี่ยวข้องกับการทําให้สีเข้มขึ้นและความเสถียรของสีของไวน์แดงซึ่งเปลี่ยนจากสีแดงสดเป็นสีแดงเข้มด้วยโทนสีน้ําตาล
การศึกษาในช่วงต้นโดย Masuzawa et al., 2000 ได้แสดงให้เห็นแล้วว่าอัลตร้าซาวด์ส่งเสริมการเกิดพอลิเมอไรเซชันของสารประกอบฟีนอลิกและเพิ่มปริมาณโพลีฟีนอลในไวน์แดงเมื่อไวน์โตเต็มที่
ในระหว่างการบ่มไวน์ในถังสารประกอบหลายร้อยชนิดสามารถสกัดจากไม้สู่ไวน์ซึ่งก่อให้เกิดรสชาติกลิ่นและความรู้สึกปากของไวน์ขั้นสุดท้ายโดยตรง องค์ประกอบเส้นใยของไม้โอ๊คมีบทบาทสําคัญในกระบวนการบ่มเนื่องจากฟีนอลระเหยง่ายและฟีนอลิกอัลดีไฮด์จากลิกนินและสารประกอบเฟอร์ฟูรัลจากการย่อยสลายน้ําตาลเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลสจะถูกสกัดออกมา
แม้ว่าการบ่มถังไม้โอ๊คแบบดั้งเดิมจะได้รับการว่าจ้างอย่างกว้างขวางมานานหลายศตวรรษ แต่ก็ยังมีข้อเสียโดยธรรมชาติอยู่บ้าง ประการแรกกระบวนการชราภาพในถังโดยปกติจะใช้เวลาไม่กี่เดือนถึงหลายปีซึ่งใช้เวลานานมาก ประการที่สองถังมีราคาแพงใช้พื้นที่มากในโรงกลั่นเหล้าองุ่นและจําเป็นต้องถูกแทนที่ด้วยเวลา ประการที่สามเมื่อถังไม้โอ๊คมีอายุมากขึ้นพวกมันอาจถูกปนเปื้อนโดยจุลินทรีย์ที่ไม่พึงประสงค์เช่นยีสต์จําพวก Brettanomyces และ Dekkera
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสุขาภิบาลอัลตราโซนิกและการทําความสะอาดถังไวน์!

อุปกรณ์อัลตราโซนิกสําหรับไวน์บ่มและการสุก

ตั้งแต่หลายทศวรรษที่ผ่านมา Hielscher Ultrasonics เป็นผู้จัดจําหน่ายที่เชื่อถือได้ของพลังงานสูงโปรเซสเซอร์ล้ําเสียงความถี่ต่ําเพื่ออุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม โรงบ่มไวน์และโรงกลั่นได้นําเทคโนโลยีอัลตราโซนิกมาใช้ในการผลิตไวน์คุณภาพสูงและเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ภายใต้เงื่อนไขที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเช่นได้รับผลลัพธ์ที่มีคุณภาพสูงในกระบวนการเร่งและภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมได้อย่างแม่นยํา
เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher มีให้เลือกทุกขนาดตั้งแต่อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการมือถือสําหรับการวิจัยและการควบคุมคุณภาพไปจนถึงระบบตั้งโต๊ะและระบบนําร่องสําหรับไร่องุ่นบูติกและผู้ผลิตไวน์ขนาดกลางรวมถึง ultrasonicators ที่มีปริมาณงานสูงสําหรับผู้ผลิตไวน์เชิงพาณิชย์รายใหญ่
โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก Hielscher ทั้งหมดมีเทคโนโลยีล้ําสมัยรวมถึงการแสดงผลสีดิจิตอลซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนการตั้งค่าอัจฉริยะโปรโตคอลข้อมูลอัตโนมัติบนการ์ด SD ในตัวและรีโมทคอนโทรลของเบราว์เซอร์เพื่อการทํางานที่แม่นยําผลลัพธ์ที่ทําซ้ําได้และทําซ้ําได้รวมถึงความเป็นมิตรต่อผู้ใช้สูงสุด ลูกค้าทั่วโลกใช้เทคโนโลยี Hielscher Ultrasonics ในโรงบ่มไวน์และโรงกลั่นที่บรรลุผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมในการบ่มการโอ๊คและการผสมไวน์และสุรา
ติดต่อเราตอนนี้! พนักงานที่ผ่านการฝึกอบรมมาเป็นอย่างดีและมีประสบการณ์ยาวนานของเราจะช่วยคุณด้วยข้อมูลทางเทคนิคคําแนะนําเกี่ยวกับ ultrasonicator ในอุดมคติและใบเสนอราคาที่ไม่ผูกมัด!

ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา: