Ultrason ile Şarapların Yıllandırılması ve Meşe ile İşlenmesi

Şarabın yıllandırılması ve meşe ile işlenmesi, şarabın nihai tadına ve kalitesine büyük katkıda bulunur. Her iki işlemin de uzun zaman aldığı bilinmektedir; olgunlaşma süreci çoğu zaman birkaç yıl sürer. Ultrason, şarabın olgunlaşmasını yoğunlaştıran ve meşe bileşiklerinin ekstraksiyonu, mikrooksijenasyon ve kimyasal süreçler (ör. polimerizasyon) gibi işlemleri önemli ölçüde hızlandıran, son derece etkili ve hızlı bir teknolojidir. Ultrasonikasyon ile genç şaraplar, dakikalar içinde meşe fıçılarda birkaç yıl yıllandırılmış şarapların bukesine sahip olgun şaraplara dönüştürülebilir.

Ultrasonik Ekstraksiyon ile Meşe Kaynaklı Şarap Aromaları

Şarabın yıllandırılması sırasında sonikasyon uygulandığında, her ikisi de meşe odunundan kaynaklanan buruklukla ilişkili fenolik bileşikler ve aromatik bileşikler son derece hızlı aktarılır. Ultrason, meşe bileşiklerinin ekstraksiyonunu birkaç dakikaya indirmiştir – buna karşılık şarapların geleneksel fıçıda yıllandırılması birkaç yıl sürer.

Ultrason ile Şarabın Meşe ile İşlenmesi

Meşe ile işlemenin yoğunlaştırılması için meşe yongaları veya fıçı tahtaları şarap içinde sonikasyona tabi tutulur. Ultrason dalgaları odun malzemesinin hücre duvarlarını açar ve parçalar; böylece tanenler, fenoller, furones, laktonlar vb. hücre içi bileşikler ultrasonik kavitasyon yoluyla şaraba salınır. Ultrasonik salınım ve kavitasyon yoğun türbülans ve mikroakışlar oluşturduğundan, hücre içi ile çevresindeki çözücü arasındaki kütle aktarımı büyük ölçüde yoğunlaşır ve biyomoleküller (yani aroma bileşikleri) verimli ve hızlı bir şekilde salınır. Sonikasyon tamamen mekanik bir işlem olduğundan şaraba herhangi bir kimyasal madde eklemez.

Şarabın geleneksel yıllandırılması ile ultrasonik yıllandırılmasında kalitenin karşılaştırılması. Ultrasonik olarak yıllandırılan 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 oluşturur. Bu fiziksel kuvvetler, hücre içi bileşiklerin ortama salınması için hücre yapılarının parçalanmasını destekler. Ayrıca şarabın ultrason destekli yıllandırılma süreci, mikrooksijenasyon ve oksidasyon süreçlerini destekler. Böylece kontrollü ultrasonikasyon, şaraptaki kimyasal reaksiyonları olumlu etkileyebilir. Ultrasonik olarak yıllandırılan şaraplar, geleneksel olarak yıllandırılan şaraplara göre en yüksek kalitelerine önemli ölçüde daha hızlı ulaşır. Ayrıca ultrasonik olarak yıllandırılan şaraplar daha yüksek bir korunma düzeyi gösterir; böylece sonikasyona tabi tutulan şarap, standart yıllandırma sürecine kıyasla en yüksek kalitesini daha uzun süre korur.

Hücre duvarının parçalanma mekanizması: (a) kavitasyon nedeniyle hücre duvarının kırılması. (b) çözücünün hücre yapısına difüzyonu.
(Grafik Shirsath et al., 2012’den uyarlanmıştır)

Ultrasonik Şarap Yıllandırmanın Meşe Fıçıda Yıllandırmaya Göre Avantajları

Meşe fıçılar, şarabın yıllandırılmasında yaygın ve geleneksel yöntemdir. Meşe fıçılarda, fıçı içindeki uzun depolama süresi boyunca az miktarda oksidasyon gerçekleşir. Üstün kaliteli şarapların depolama süresi çoğu zaman birkaç yıl sürer ve bu nedenle maliyetli bir süreçtir. Meşe fıçılarda olgunlaşma sırasında şarap çok sayıda benzersiz aroma üretir. Yıllar süren uzun olgunlaşma sürecine ve bununla ilişkili zaman kaybına ek olarak, meşe fıçıların satın alınması ve bakımı pahalıdır. Maya türleri (ör. Brettanomyces ve Dekkera) gibi istenmeyen mikroorganizmalar şarap fıçılarını kontamine edebilir. Mayaların bozduğu şarap, kötü tadı ve kokusuyla bilinir.
Geleneksel fıçıda meşe ile işlemenin bu dezavantajları nedeniyle, ultrasonik şarap yıllandırma ve meşe ile işleme, geleneksel fıçıda yıllandırmaya uygun maliyetli ve bilimsel olarak kanıtlanmış bir alternatiftir. Ultrasonikasyon, olgunlaşma süresini kısaltır ve şarabın çeşitli kalite faktörlerini iyileştirir. Ultrasonikasyon, maserasyon, polifenol ekstraksiyonu, yıllandırma, olgunlaştırma ve meşe ile işleme dahil olmak üzere şarap yapım sürecinin çeşitli aşamalarında uygulanabilir. Bilimsel çalışmalar ve endüstriyel uygulamalar, yıllandırma sürelerinin kısaltılmasında ve yüksek kaliteli şarapların daha verimli üretilmesinde büyük iyileştirmeler sağlayarak ultrasonikasyonun şarap yapımındaki geçerliliğini kanıtlamaktadır.

Ultrasonik olarak hızlandırılan şarap olgunlaşması: Prof. Th. Kleinschmidt’in çalışması, American Blend odun yongalarının varlığında sonikasyona tabi tutulan kırmızı şarapta 3-Methyl-1Butanol aromasındaki olumlu değişimi göstermektedir. (UIP2000hdT sonikatörü, genlik 43µm, sonotrot yüzeyi 9cm2)

Şarapların Ultrasonik Yıllandırılması Üzerine Bilimsel Çalışmalar

Nispeten orta düzeydeki bir ultrasonik yoğunluk veya akustik enerji yoğunluğu seviyesi, fenolik bileşiklerin meşe yongalarından şaraba hızlı ekstraksiyonunu ve özütlenmesini destekleyebilir; böylece önemli ölçüde kısaltılmış bir olgunlaşma süresi içinde şarabın lezzetini ve besin değerini potansiyel olarak artırabilir. Ayrıca ultrason işlemi, şarabın bileşimini hızla değiştirebilir; bunun akustik kavitasyonun etkilerinden kaynaklandığı varsayılmaktadır. Bu nedenle yüksek bir akustik enerji yoğunluğu seviyesinin, şarap bileşiminin ultrasonik olarak değiştirilmesini desteklediği düşünülmektedir. (bkz. Yang et al., 2014)
Benzer yıllandırma etkileri, meşe yongaları ve ultrason kullanılan şeri sirkesi için Jiménez-Sánchez et al. (2020) tarafından bildirilmiştir. Ultrasonikasyon, geleneksel olgunlaştırmaya kıyasla olgunlaşma süresini önemli ölçüde azaltmıştır.

Aroma Bileşiklerinin Meşeden Ultrasonik Salınımı

Breniaux ve çalışma arkadaşları, meşe şarap fıçılarının temizlenmesinde yüksek güçlü ultrasonun etkilerini ve fıçıların işlem sonrasında şarap yıllandırmak için kullanılmasıyla polifenolik ve diğer bileşiklerin salınımını araştırmıştır. Polifenoller ile ellajitanenler, lignin ve aromatik öncüller gibi fitokimyasallar, şarabın olgunlaşmasına ve lezzetine büyük katkıda bulunur. Genel olarak çalışma, ultrasonik işlemin çok kısa bir işlem süresi içinde daha yüksek polifenol ve diğer biyoaktif bileşik verimleri sağladığını göstermiştir. Örneğin, ultrason işlemi uygulandığında 8 aylık ve 12 aylık yıllandırmada furfural konsantrasyonu daha yüksek olmuş; alternatif buhar işlemine kıyasla konsantrasyon %18,8–92,6 artmıştır. 5-metilfurfural için, 1 yıllık fıçılarda (12 ay yıllandırılmış şarap) ve 2 yıllık fıçılarda (2, 8 ve 12 ay yıllandırılmış şarap) ultrasonik işlem uygulandığında konsantrasyon %20,5–97 artışla önemli ölçüde daha yüksek olmuştur. Viski laktonu diastereoizomerleri açısından, ultrasonik işlem uygulanmış 3 yıllık fıçılarda trans-viski laktonu önemli ölçüde daha yüksek olmuştur: 12 aylık yıllandırmadan sonra şaraptaki konsantrasyon 75,2 ± 5,6 μg/L olmuş ve buharla işlem görmüş bir fıçıda yıllandırılan şaraba kıyasla %46,9 artış göstermiştir. Vanilin ve siringaldehit konsantrasyonları için de şarapta ölçülen değerler ultrasonik işlemden sonra önemli ölçüde daha yüksek olmuştur. Fıçılara uygulanan buhar işlemiyle karşılaştırıldığında toplam enerji tüketimi, yüksek güçlü ultrason için 0,38 kWh ve su buharı için 3 kWh olmuştur; bu, 7,89 kat daha düşüktür.
(bkz. Breniaux et al., 2021)

Şarapta Ultrasonik Olarak Desteklenen Kimyasal Reaksiyonlar

Şarabın yıllandırılması sırasında çok sayıda kimyasal reaksiyon gerçekleşir. Örneğin proantosiyanidin bileşikleri polimerleşme, antosiyaninlerle kondenzasyona girme ve proteinler ile polisakkaritler gibi diğer polimerlerle birleşme eğilimindedir. Antosiyaninlerle gerçekleşen bu kondenzasyon reaksiyonu, parlak kırmızıdan kahverengi tonları içeren koyu kırmızıya dönüşen kırmızı şarap renginin koyulaşmasında ve stabilizasyonunda rol oynayan başlıca kimyasal reaksiyondur.
Masuzawa et al., 2000 tarafından yapılan ilk çalışmalar, ultrasonun fenolik bileşiklerin polimerleşmesini desteklediğini ve şarap olgunlaştıkça kırmızı şarabın polifenolik içeriğini artırdığını o dönemde göstermiştir.
Şarabın fıçılarda yıllandırılması sırasında odundan şaraba yüzlerce bileşik ekstrakte edilebilir; bu, nihai şarabın lezzetine, aromasına ve ağızda bıraktığı hislere doğrudan katkıda bulunur. Ligninden uçucu fenoller ve fenolik aldehitler, selüloz ve hemiselülozların şekerlerinin bozunmasından ise furfural bileşikleri ekstrakte edildiğinden, meşe odununun lif bileşimi yıllandırma sürecinde önemli bir rol oynar.
Geleneksel meşe fıçıda yıllandırma yüzyıllardır yaygın olarak uygulanmasına rağmen, yöntemin doğasından kaynaklanan bazı dezavantajlar hâlâ vardır. Birincisi, fıçıda yıllandırma süreci normalde birkaç aydan birkaç yıla kadar sürer ve bu çok zaman alır. İkincisi, fıçılar pahalıdır, şaraphanede çok yer kaplar ve zamanla değiştirilmeleri gerekir. Üçüncüsü, meşe fıçılar yaşlandıkça Brettanomyces ve Dekkera maya cinsleri gibi istenmeyen mikroorganizmalarla kontamine olabilir.
Şarap fıçılarının ultrasonik sanitasyonu ve temizliği hakkında daha fazla bilgi edinin!

Şarap Yıllandırma ve Olgunlaştırma için Ultrasonik Ekipman

Hielscher Ultrasonics, onlarca yıldır gıda ve içecek endüstrisine yüksek güçlü, düşük frekanslı ultrasonik işlemciler sağlayan güvenilir bir tedarikçidir. Şaraphaneler ve damıtımevleri, yüksek kaliteli şarapları ve alkollü içecekleri daha verimli koşullarda üretmek, yani hızlandırılmış bir süreçte ve hassas biçimde kontrol edilebilen koşullarda yüksek kaliteli sonuçlar elde etmek için ultrasonik teknolojiyi benimsemiştir.
Hielscher sonikatörleri, araştırma ve kalite kontrol için elde kullanılan laboratuvar cihazından butik bağlar ve orta ölçekli şarap üreticileri için tezgâh üstü ve pilot sistemlere ve büyük ticari şarap üreticileri için yüksek işleme kapasiteli sonikatörlere kadar her boyutta mevcuttur.
Tüm Hielscher ultrasonik işlemcileri, hassas çalışma, tekrarlanabilir ve yeniden üretilebilir sonuçlar ve en yüksek kullanıcı dostluğu için dijital renkli ekran, gelişmiş yazılım, akıllı ayarlar, entegre SD karta otomatik veri kaydı ve tarayıcı üzerinden uzaktan kontrol dahil olmak üzere en son teknolojiye sahiptir. Dünya çapındaki müşteriler, şaraphanelerde ve damıtımevlerinde Hielscher Ultrasonics teknolojisini kullanarak şarapların ve distile alkollü içkilerin yıllandırılmasında, meşe ile işlenmesinde ve infüzyonunda mükemmel sonuçlar elde etmektedir.
Hemen bizimle iletişime geçin! İyi eğitimli ve uzun yıllara dayanan deneyime sahip personelimiz, teknik bilgiler, ideal sonikatöre ilişkin öneriler ve bağlayıcı olmayan fiyat teklifleriyle size yardımcı olacaktır!

Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında bir fikir vermektedir: