Ultrason ile Şarapların Yaşlanması ve Meşelenmesi

Şarabın yıllandırılması ve meşelenmesi, şarabın nihai tadına ve kalitesine büyük ölçüde katkıda bulunur. Her iki sürecin de uzun zaman aldığı bilinmektedir, genellikle olgunlaşma süreci serval yıllardan geçer. Ultrason, şarap olgunlaşmasını yoğunlaştıran ve meşe bileşiklerinin ekstraksiyonu, mikro oksijenasyon ve kimyasal proses (örneğin polimerizasyon) gibi süreçleri önemli ölçüde hızlandıran oldukça etkili ve hızlı bir teknolojidir. Ultrasonikasyon ile, genç şaraplar, meşe fıçılarda birkaç yıl yıllandırma buketi ile olgunlaşmış şaraplara dakikalar içinde yaşlandırılabilir.

Ultrasonik Ekstraksiyon Kullanan Meşe Türevi Şarap Aromaları

Her ikisi de meşe ağacından türetilen burukluk ile ilgili fenolik bileşikler ve aromatik bileşikler, yıllandırma sırasında şarap sırasında sonikasyon uygulandığında son derece hızlı bir şekilde aktarılır. Ultrason, meşe bileşiklerinin ekstraksiyonunu birkaç dakikaya kadar hızlandırdı – şarapların birkaç yıllık geleneksel fıçıda yaşlanmasıyla karşılaştırıldığında.

Ultrason ile Şarabın Meşelenmesi

Yoğunlaştırılmış meşe için, meşe cipsleri veya çıtalar şarapta sonikleştirilir. Ultrason dalgaları ahşap malzemenin hücre duvarlarını açar ve bozar, böylece tanenler, fenoller, furonlar, laktonlar vb. gibi hücre içi bileşikler ultrasonik kavitasyon ile şaraba salınır. Ultrasonik salınım ve kavitasyon yoğun türbülanslar ve mikro akış yarattığından, hücre içi ile çevreleyen çözücü arasındaki kütle transferi büyük ölçüde yoğunlaştırılır, böylece biyomoleküller (yani aroma bileşikleri) verimli olur ve hızla salınır. Sonikasyon tamamen mekanik bir işlem olduğundan, şaraba herhangi bir kimyasal madde eklemez.

Şarapta geleneksel yıllandırma ve şarapta ultrasonik yıllandırma özelliklerinin karşılaştırılması. Ultrasonik olarak yıllanmış şarap, en yüksek kalitesine önemli ölçüde daha hızlı ulaşır.(grafik: ©Yıldırım ve Dündar, 2017, Leonhardt ve Morabito, 2007'den uyarlanmıştır).

Ultrason – Yalnızca Mekanik Kuvvetler

Yüksek yoğunluklu, düşük frekanslı ultrason, yüksek basınçlar, sıcaklıklar ve yüksek kesme kuvvetleri içeren enerji yoğun koşullar yaratır. Bu fiziksel kuvvetler, hücre içi bileşikleri ortama salmak için hücre yapılarının bozulmasını teşvik eder. Ek olarak, şarabın ultrasonik destekli yaşlanma süreci, mikro oksijenasyon ve oksidasyon süreçlerini destekler. Böylece, kontrollü ultrasonikasyon şaraptaki kimyasal reaksiyonları olumlu yönde etkileyebilir. Ultrasonik olarak yıllanmış şaraplar, geleneksel olarak yıllanmış şaraplardan önemli ölçüde daha hızlı bir şekilde kalite zirvesine ulaşır. Ayrıca, ultrasonik olarak yaşlandırılmış şaraplar daha yüksek bir koruma seviyesi gösterir, böylece sonikasyonlu şarap, standart yaşlanma işleminden daha uzun süre en yüksek kalitesini korur.

Hücre duvarı bozulma mekanizması (a) kavitasyon nedeniyle hücre duvarının kırılması. (b) çözücünün hücre yapısına difüzyonu.(Shirsath ve ark., 2012'den uyarlanan grafik)

Ultrasonik Şarap Yaşlanmasının Meşe Fıçı Yaşlanmasına Göre Avantajları

Meşe fıçılar, şarap yıllandırma için yaygın, geleneksel bir işlemdir. Meşe fıçılarda oksidasyon, fıçıda uzun bir depolama süresi boyunca küçük bir miktarda gerçekleşir. Birinci sınıf şarap fırınının saklama süresi birkaç yıl sürer, bu nedenle maliyetli bir süreçtir. Meşe fıçılarda olgunlaşma sırasında, şarap çok sayıda benzersiz aroma üretir. Yıllar süren uzun olgunlaşma süreci ve buna bağlı zaman kaybının yanı sıra, meşe fıçıların satın alınması ve bakımı pahalıdır. Maya türleri (örneğin Brettanomyces ve Dekkera) gibi istenmeyen mikroorganizmalar şarap fıçılarını kontamine edebilir. Maya şımarık şarabı, kötü tadı ve kokusu ile bilinir.
Geleneksel fıçı meşe işleminin bu dezavantajları nedeniyle, ultrasonik şarap yıllandırma ve meşe, fıçılarda geleneksel yaşlanmaya göre uygun maliyetli ve bilimsel olarak kanıtlanmış bir alternatiftir. Ultrasonication olgunlaşma süresini kısaltır ve şarabın çeşitli kalite faktörlerini geliştirir. Ultrasonikasyon, maserasyon, polifenol ekstraksiyonu, yaşlanma, olgunlaşma ve meşe dahil olmak üzere şarap yapım sürecinin çeşitli aşamalarında uygulanabilir. Bilimsel çalışmalar ve endüstriyel uygulamalar, kısaltılmış yaşlanma sürelerinde büyük gelişmeler ve yüksek kaliteli şarapların daha verimli üretimi ile şarap yapımında ultrasonikasyonun geçerliliğini kanıtlamaktadır.

Ultrasonik olarak hızlandırılmış şarap olgunlaşması: Prof. Th. Kleinschmidt'in çalışması, Amerikan Blend talaşlarının varlığında sonikasyon yapıldığında kırmızı şaraptaki 3-Metil-1Butanol aromasının faydalı değişimini göstermektedir. (Ultrasonicator UIP2000hdT, genlik 43μm, sonotrot yüzeyi 9cm2)

Şarapların Ultrasonik Yaşlandırılması Üzerine Bilimsel Çalışmalar

Nispeten ılımlı bir seviyede bir ultrasonik yoğunluk veya akustik enerji yoğunluğu seviyesi, fenoliklerin meşe cipslerinden şaraba hızlı bir şekilde ekstraksiyonunu ve sızmasını teşvik edebilir, böylece potansiyel olarak şarap lezzetini ve besin değerini önemli ölçüde kısaltılmış bir olgunlaşma süresi içinde artırabilir. Ayrıca, ultrason tedavisi, akustik kavitasyonun etkilerinden kaynaklandığı varsayılan şarabın bileşimini hızlı bir şekilde değiştirebilir. Bu nedenle, yüksek düzeyde bir akustik enerji yoğunluğunun, şarap bileşiminin ultrasonik modifikasyonunu teşvik etmesi beklenir. (bkz. Yang ve diğerleri, 2014)
Benzer yaşlanma etkileri Jiménez-Sánchez ve ark. (2020) meşe cipsi ve ultrason kullanarak şeri sirkesi için. Ultrasonication, geleneksel olgunlaşma ile karşılaştırıldığında olgunlaşma süresini önemli ölçüde azalttı.

Meşe Ağacından Aroma Bileşiklerinin Ultrasonik Salınımı

Breniaux ve meslektaşları, meşe şarap fıçısını temizlemek için yüksek güçlü ultrasonun etkilerini ve ardından fıçılar şarap yıllandırma işleminden sonra kullanıldığında polifenolik ve diğer bileşiklerin salınmasını araştırdılar. Polifenoller ve ellagitanninler, lignin ve aromatik öncüler gibi fitokimyasallar, şarabın olgunlaşmasına ve aromasına büyük ölçüde katkıda bulunur. Genel olarak, çalışma, ultrasonik tedavinin çok kısa bir tedavi süresi içinde daha yüksek polifenol ve diğer biyoaktif bileşikler verdiğini gösterdi. Örneğin, 8 aylık yaşlanma ve 12 aylık yaşlanmada ultrason tedavisi durumunda furfural konsantrasyonu daha yüksekti ve konsantrasyon alternatif buhar tedavisine kıyasla% 18.8 ile% 92.6 arasında artmıştır. 5-metilfurfural için, 1 yıllık fıçılar (12 aylık yaşlı şarap) ve 2 yıllık fıçılar (2, 8 ve 12 aylık yaşlı şarap) fıçıları için ultrasonik tedavi için konsantrasyon,% 20.5 ile% 97 arasında bir artışla önemli ölçüde daha yüksekti. Viski lakton diastereoizomerleri ile ilgili olarak, trans-viski laktonu, ultrasonik ile muamele edilmiş 3 yaşındaki fıçılar için önemli ölçüde daha yüksekti: 12 aylık yaşlanmadan sonra, şarabın konsantrasyonu 75.2 ± 5.6 μg/L'dir, bu da buharla muamele edilmiş bir fıçıda yıllandırılan şaraba kıyasla F.9'luk bir artışa neden olur. Vanilin ve siringaldehit konsantrasyonları için, şarapta ölçülen değerler de ultrasonik tedaviden sonra önemli ölçüde daha yüksekti. Varil buhar arıtımı ile karşılaştırıldığında, toplam enerji tüketimi güç ultrasonu için 0,38 kWh ve sulu buhar için 3 kWh idi, bu da 7,89 kat daha düşüktü.
(bkz. Breniaux ve diğerleri, 2021)

Şarapta Ultrasonik Olarak Teşvik Edilen Kimyasal Reaksiyonlar

Şarap yıllandırma sırasında çok sayıda kimyasal reaksiyon meydana gelir. Örneğin, proantosiyanidin bileşikleri polimerleşme, antosiyaninlerle yoğunlaşma ve proteinler ve polisakkaritler gibi diğer polimerlerle birleşme eğilimindedir. Antosiyaninlerle yapılan bu yoğuşma reaksiyonu, parlak kırmızıdan kahverengi tonlarda koyu kırmızıya değişen kırmızı şarabın renginin koyulaşması ve stabilizasyonunda yer alan ana kimyasal reaksiyondur.
Masuzawa ve ark., 2000 tarafından yapılan ilk çalışmalar, ultrasonun fenolik bileşiklerin polimerizasyonunu desteklediğini ve şarap olgunlaştıkça kırmızı şaraptaki polifenolik içeriği artırdığını göstermiştir.
Şarabın fıçılarda yıllandırılması sırasında, ahşaptan şaraba yüzlerce bileşik ekstrakte edilebilir, bu da nihai şarabın tadına, aromasına ve ağızda bıraktığı his duyumuna doğrudan katkıda bulunur. Meşe ağacının lif bileşimi, yaşlanma sürecinde önemli bir rol oynar, çünkü lignin'den uçucu fenoller ve fenolik aldehitler ve selüloz ve hemiselülozların şeker bozunmasından elde edilen furfural bileşikler ekstrakte edilir.
Geleneksel meşe fıçı yıllandırması yüzyıllardır yaygın olarak kullanılmasına rağmen, hala bazı doğal dezavantajlar vardır. İlk olarak, bir fıçıdaki yaşlanma süreci normalde birkaç aydan birkaç yıla kadar sürer ve bu çok zaman alıcıdır. İkincisi, fıçılar pahalıdır, şaraphanede çok yer kaplar ve zamanla değiştirilmeleri gerekir. Üçüncüsü, meşe fıçılar yaşlandıkça, Brettanomyces ve Dekkera cinsi mayalar gibi istenmeyen mikroorganizmalar tarafından kontamine olabilirler.
Ultrasonik sanitasyon ve şarap fıçılarının temizlenmesi hakkında daha fazla bilgi edinin!

Şarap Yaşlanması ve Olgunlaşması için Ultrasonik Ekipman

Birkaç on yıldan beri, Hielscher Ultrasonics, yiyecek ve içecek endüstrisine yüksek güçlü, düşük frekanslı ultrasonik işlemcilerin güvenilir tedarikçisidir. Şarap imalathaneleri ve içki fabrikaları, daha verimli koşullar altında yüksek kaliteli şaraplar ve alkollü içecekler üretmek, yani hızlandırılmış bir süreçte ve hassas bir şekilde kontrol edilebilir koşullar altında yüksek kaliteli sonuçlar elde etmek için ultrasonik teknolojiyi benimsemiştir.
Hielscher ultrasonicators, araştırma ve kalite kontrol için el laboratuar cihazından, butik üzüm bağları ve orta ölçekli şarap üreticileri için tezgah üstü ve pilot sistemlere ve büyük ticari şarap üreticileri için yüksek verimli ultrasonicators'a kadar her boyutta mevcuttur.
Tüm Hielscher ultrasonik işlemciler, dijital renkli ekran, gelişmiş yazılım, akıllı ayarlar, entegre SD kartta otomatik veri protokolü ve hassas çalışma, tekrarlanabilir ve tekrarlanabilir sonuçlar ve en yüksek kullanıcı dostu için tarayıcı uzaktan kumandası dahil olmak üzere en son teknolojiye sahiptir. Dünya çapındaki müşteriler, şarap imalathanelerinde ve içki fabrikalarında Hielscher Ultrasonik teknolojisini kullanıyor ve şarapları ve alkollü içecekleri yıllandırma, meşe ve demlemede harika sonuçlar elde ediyor.
Hemen bizimle iletişime geçin! İyi eğitimli ve uzun süreli deneyimli personelimiz, teknik bilgiler, ideal ultrasonicator hakkında öneriler ve bağlayıcı olmayan teklifler konusunda size yardımcı olacaktır!

Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir: