Витримка та дубування вин за допомогою ультразвуку

Витримка вина та дубування значною мірою впливають на кінцевий смак та якість вина. Відомо, що обидва процеси займають тривалий час, часто процес дозрівання проходить протягом сервалів. Ультразвук – це високоефективна та швидка технологія, яка інтенсифікує дозрівання вина та значно прискорює такі процеси, як екстракція дубових сполук, мікрооксигенація та хімічний процес (наприклад, полімеризація). За допомогою ультразвуку молоді вина можуть бути витримані за лічені хвилини до зрілих вин з букетом кількарічної витримки в дубових бочках.

Смаки вина, отримані з дуба, з використанням ультразвукової екстракції

Пов'язані з терпкістю фенольні сполуки та ароматичні сполуки, отримані з деревини дуба, передаються надзвичайно швидко при застосуванні ультразвуку під час витримки вина. Ультразвук прискорив екстракцію дубових сполук до декількох хвилин – порівняно з кількарічною традиційною бочковою витримкою вин.

Дубування вина за допомогою ультразвуку

Для посиленого дубовбивства дубові тріски або жердини піддають ультразвуку у вині. Ультразвукові хвилі відкривають і руйнують клітинні стінки дерев'яного матеріалу, так що внутрішньоклітинні сполуки, такі як дубильні речовини, феноли, фурони, лактони тощо, вивільняються шляхом ультразвукової кавітації у вино. Оскільки ультразвукові коливання та кавітація створюють інтенсивні турбулентності та мікропотоки, перенесення маси між внутрішньою частиною клітини та навколишнім розчинником різко посилюється, щоб біомолекули (тобто ароматичні сполуки) були ефективними та швидко вивільнялися. Оскільки ультразвук – це чисто механічна обробка, він не додає до вина жодних хімічних речовин.

Порівняння якостей при традиційній витримці у вині та ультразвуковій витримці у вині. Вино, витримане ультразвуковим способом, досягає своєї пікової якості значно швидше.
(графіка: ©Yıldırım and Dündar, 2017, адаптовано з Leonhardt and Morabito, 2007).

Ультразвук – Виключно механічні сили

Ультразвук високої інтенсивності та низької частоти створює енергоємні умови з високим тиском, температурою та великими силами зсуву. Ці фізичні сили сприяють руйнуванню клітинних структур з метою вивільнення внутрішньоклітинних сполук у середовище. Крім того, процес витримки вина за допомогою ультразвуку сприяє процесам мікрооксигенації та окислення. Таким чином, контрольований ультразвук може позитивно впливати на хімічні реакції у вині. Вина, витримані ультразвуком, досягають свого піку якості значно швидше, ніж вина з традиційною витримкою. Крім того, ультразвуково витримані вина демонструють вищий рівень збереження, завдяки чому ультразвукове вино зберігає свою пікову якість протягом більш тривалого часу, ніж стандартний процес витримки.

Механізм порушення клітинної стінки (а) розриву клітинної стінки внаслідок кавітації. б) дифузія розчинника в клітинну структуру.
(Графіка адаптована з Shirsath et al., 2012)

Переваги ультразвукової витримки вина перед витримкою в дубовій бочці

Дубові бочки є поширеним, традиційним процесом витримки вина. У дубових бочках окислення відбувається в невеликій кількості протягом тривалого часу зберігання в бочці. Час зберігання преміальної винної печі займає кілька років, тому є дорогим процесом. Під час дозрівання в дубових бочках вино видає численні неповторні аромати. Крім тривалого процесу дозрівання років і пов'язаних з цим втрат часу, дубові бочки дорогі в покупці та обслуговуванні. Небажані мікроорганізми, такі як види дріжджів (наприклад, Brettanomyces і Dekkera), можуть забруднювати бочки з вином. Дріжджове зіпсоване вино відоме поганим смаком і запахом.
Через ці недоліки традиційного дублення в бочках, ультразвукова витримка вина та дубування є економічно ефективною та науково доведеною альтернативою традиційній витримці в бочках. Ультразвук скорочує час дозрівання і покращує кілька якісних факторів вина. Ультразвук може застосовуватися на різних етапах процесу виноробства, включаючи мацерацію, екстракцію поліфенолів, а також витримку, дозрівання та дублювання. Наукові дослідження та промислові впровадження доводять обґрунтованість ультразвуку у виноробстві з серйозним удосконаленням скорочених термінів витримки та більш ефективного виробництва вин високої якості.

Ультразвуково прискорене дозрівання вина: дослідження професора Т. Кляйншмідта показує сприятливу зміну аромату 3-метил-1бутанолу в червоному вині при ультразвуковому покритті в присутності деревної тріски American Blend. (Ультразвуковий апарат UIP2000hdT, амплітуда 43 мкм, поверхня сонотроду 9см2)

Наукові дослідження ультразвукової витримки вин

Ультразвукова інтенсивність або рівень щільності акустичної енергії на відносно помірному рівні може сприяти швидкому вилученню та вимиванню фенолів з дубової тріски у вино, таким чином потенційно підвищуючи смак вина та поживну цінність за значно скорочений час дозрівання. Крім того, ультразвукова обробка здатна швидко змінювати склад вина, що, як передбачається, відбувається за рахунок впливу акустичної кавітації. Тим самим, передбачається, що високому рівню щільності акустичної енергії сприятиме ультразвукова модифікація складу вина. (пор. Ян та ін., 2014)
Про подібні ефекти старіння повідомили Jiménez-Sánchez et al. (2020) для хересного оцету з використанням дубової стружки та ультразвуку. Ультразвукове дослідження значно скоротило час дозрівання в порівнянні з традиційним дозріванням.

Ультразвукове виділення ароматичних сполук з дуба

Брено та його колеги досліджували вплив ультразвуку високої потужності для очищення дубової винної бочки та подальшого вивільнення поліфенольних та інших сполук, коли бочки використовувалися після обробки для витримки вина. Поліфеноли та фітохімічні речовини, такі як еллагітаніни, лігнін та ароматичні прекурсори, значною мірою сприяють дозріванню та смаку вина. Загалом дослідження показало, що ультразвукова обробка дала вищий вихід поліфенолів та інших біологічно активних сполук за дуже короткий час лікування. Наприклад, концентрація фурфуролу була вищою у разі лікування ультразвуком на 8 місяці старіння та 12 місяців старіння, при цьому концентрація збільшувалася від 18,8 до 92,6% порівняно з альтернативною паровою терапією. Для 5-метилфурфуролу концентрація була значно вищою при ультразвуковій обробці для бочок 1 рік (вино з 12-місячною витримкою) та 2-річної витримки (вино з витримкою 2, 8 та 12 місяців) зі збільшенням від 20,5 до 97%. Що стосується діастереоізомерів лактону віскі, то лактон транс-віскі був значно вищим у 3-річних бочках, оброблених ультразвуком: після 12 місяців витримки вино має концентрацію 75,2 ± 5,6 мкг/л, що призводить до збільшення на 46,9% порівняно з вином, витриманим у бочці, обробленій парою. Для концентрацій ваніліну та шприцингальдегіду значення, виміряні у вині, також були значно вищими після ультразвукової обробки. Якщо порівнювати з паровою обробкою бочки, то загальне енергоспоживання склало 0,38 кВт·год для потужного ультразвуку та 3 кВт·год для водного пара, що в 7,89 разів нижче.
(пор. Breniaux та ін., 2021)

Хімічні реакції у вині за допомогою ультразвуку

Під час витримки вина відбуваються численні хімічні реакції. Наприклад, сполуки проантоціанідину мають тенденцію полімеризуватися, конденсуватися з антоціанами та з'єднуватися з іншими полімерами, такими як білки та полісахариди. Ця реакція конденсації з антоціанами є основною хімічною реакцією, що бере участь у потемнінні та стабілізації кольору червоного вина, який змінюється з яскраво-червоного на темно-червоний з коричневими тонами.
Ранні дослідження Masuzawa et al., 2000 вже продемонстрували, що ультразвук сприяє полімеризації фенольних сполук і збільшує вміст поліфенолів у червоному вині в міру дозрівання вина.
Під час витримки вина в бочках з деревини до вина можна витягнути сотні сполук, що безпосередньо сприяє смаку, аромату та відчуттям у роті кінцевого вина. Волокнистий склад деревини дуба відіграє важливу роль у процесі старіння, оскільки з лігніну витягуються леткі феноли та фенольні альдегіди, а також фурфуронові сполуки з целюлози та геміцелюлози при деградації цукру.
Незважаючи на те, що традиційна витримка в дубових бочках широко використовується протягом століть, все ж є деякі внутрішні недоліки. По-перше, процес витримки в бочці зазвичай займає від декількох місяців до декількох років, що дуже трудомістко. По-друге, бочки коштують дорого, займають багато місця на виноробні і з часом потребують заміни. По-третє, у міру того, як дубові бочки старіють, вони можуть бути забруднені небажаними мікроорганізмами, такими як дріжджі родів Brettanomyces і Dekkera.
Дізнайтеся більше про ультразвукову санітарію та очищення винних бочок!

Ультразвукове обладнання для витримки та дозрівання вина

Протягом кількох десятиліть компанія Hielscher Ultrasonics є надійним постачальником потужних низькочастотних ультразвукових процесорів для харчової промисловості та виробництва напоїв. Виноробні та лікеро-горілчані заводи перейшли на ультразвукову технологію для виробництва високоякісних вин та алкогольних напоїв у більш ефективних умовах, тобто отримання високоякісних результатів у прискореному процесі та в точно контрольованих умовах.
Ультразвукові апарати Hielscher доступні в будь-якому розмірі, від ручного лабораторного пристрою для досліджень і контролю якості до настільних і пілотних систем для бутикових виноградників і виноробів середнього розміру, а також високопродуктивних ультразвукових пристроїв для великих комерційних виробників вина.
Всі ультразвукові процесори Hielscher оснащені найсучаснішими технологіями, включаючи цифровий кольоровий дисплей, складне програмне забезпечення, інтелектуальні налаштування, автоматичне протоколювання даних на вбудованій SD-карті та дистанційне керування браузером для точної роботи, повторюваних і відтворюваних результатів, а також найвищої зручності для користувача. Клієнти в усьому світі використовують технологію Hielscher Ultrasonics на виноробнях і лікеро-горілчаних заводах, досягаючи чудових результатів у витримці, дубуванні та настоєнні вин і спиртних напоїв.
Зв'яжіться з нами зараз! Наш добре навчений і досвідчений персонал допоможе вам технічною інформацією, рекомендаціями щодо ідеального ультразвукового апарату та необов'язковими пропозиціями!

Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів: