Витримка та дублювання вин ультразвуком

Витримка вина і дублювання значною мірою сприяють кінцевому смаку і якості вина. Відомо, що обидва процеси відбуваються довго, часто процес дозрівання йде за сервалові роки. Ультразвук - це високоефективна та швидка технологія, яка інтенсифікує дозрівання вина та значно прискорює такі процеси, як екстракція сполук дуба, мікрооксигенація та хімічний процес (наприклад, полімеризація). За допомогою ультразвуку молоді вина можна витримати протягом декількох хвилин до зрілих вин з букетом декількох років витримки в дубових бочках.

Аромати вина, отримані з дуба, з використанням ультразвукової екстракції

Фенольні сполуки та ароматичні сполуки, пов'язані з тергенцією, як отримані з деревини дуба, переносяться надзвичайно швидко, коли ультразвук застосовується під час вина під час старіння. Ультразвук прискорив екстракцію сполук дуба до декількох хвилин – порівняно з кількома роками традиційного бочкового витримки вин.

Дублювання вина ультразвуком

Для інтенсифікованого дублювання дубову тріску або стави обшивають ультразвуком у вині. Ультразвукові хвилі відкривають і порушують клітинні стінки дерев'яного матеріалу, так що внутрішньоклітинні сполуки, такі як дубильні речовини, феноли, фурони, лактони тощо, вивільняються шляхом ультразвукової кавітації у вино. Оскільки ультразвукове коливання та кавітація створюють інтенсивні турбулентності та мікропоток, масообмін між внутрішньою частиною клітини та навколишнім розчинником різко посилюється, так що біомолекули (тобто ароматичні сполуки) ефективні та швидко вивільняються. Оскільки ультразвукова обробка є чисто механічною обробкою, вона не додає до вина жодних хімічних речовин.

Порівняння якостей традиційного витримки у вині та ультразвукового витримки у вині. Ультразвукове витримане вино значно швидше досягає своєї пікової якості.
(графіка: ©Yıldırım and Dündar, 2017, адаптовано з Леонгардта і Морабіто, 2007).

Ультразвук – Виключно механічні сили

Високоінтенсивний, низькочастотний ультразвук створює енергоємні умови, відрізняючись високим тиском, температурами і високими силами зсуву. Ці фізичні сили сприяють порушенню клітинних структур з метою вивільнення внутрішньоклітинних сполук в середу. Крім того, ультразвуковий процес старіння вина сприяє процесам мікрооксигенації та окислення. Таким чином, контрольоване ультразвукове дослідження може позитивно вплинути на хімічні реакції у вині. Ультразвуково витримані вина досягають свого піку якості значно швидше, ніж традиційно витримані вина. Крім того, ультразвуково витримані вина показують більш високий рівень збереження, так що ультразвукове вино зберігає свою пікову якість протягом більш тривалого часу, ніж стандартний процес старіння.

Механізм порушення клітинної стінки (а) розрив клітинної стінки внаслідок кавітації. (b) дифузія розчинника в структуру клітини.
(Графіка адаптована з Shirsath et al., 2012)

Переваги ультразвукового витримки вина перед витримкою дубової бочки

Дубові бочки є поширеним, традиційним процесом витримки вина. У дубових бочках окислення відбувається в невеликій кількості протягом тривалого часу зберігання в бочці. Час зберігання винної печі преміум-класу займає кілька років, тим самим, є дорогим процесом. Під час дозрівання в дубових бочках вино видає численні неповторні аромати. Окрім тривалого багаторічного процесу дозрівання та пов'язаних з цим втрат часу, дубові бочки дорогі у придбанні 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.
Завдяки цим недолікам традиційного бочкового дублювання, ультразвукового витримки вина та дубування є економічно ефективною та науково доведеною альтернативою традиційному старінню в бочках. Ультразвук скорочує час дозрівання і покращує кілька факторів якості вина. Ультразвук може застосовуватися на різних етапах процесу виноробства, включаючи мацерацію, видалення поліфенолів, а також старіння, дозрівання та дублювання. Наукові дослідження та промислові впровадження доводять справедливість ультразвуку у виноробстві з серйозними поліпшеннями скорочених періодів витримки та більш ефективним виробництвом високоякісних вин.

Ультразвуково прискорене дозрівання вина: Дослідження професора Th. Kleinschmidt показує корисну зміну аромату 3-метил-1бутанолу в червоному вині при ультразвуковій обробці в присутності деревної тріски American Blend. (Ультразвуковий пристрій UIP2000hdT, амплітуда 43μm, сонотродова поверхня 9cm2)

Наукові дослідження з ультразвукового старіння вин

Ультразвукова інтенсивність або рівень щільності акустичної енергії на відносно помірному рівні може сприяти швидкому видобутку та вимиванню фенолів з дубової стружки у вино, тим самим потенційно збільшуючи смак вина та харчову цінність протягом значно скороченого часу дозрівання. Крім того, ультразвукове лікування здатне швидко змінювати склад вина, що, як передбачається, пов'язано з ефектами акустичної кавітації. Таким чином, високий рівень щільності акустичної енергії повинен сприяти ультразвукової модифікації складу вина. (пор. Ян та ін., 2014)
Подібні ефекти старіння були повідомлені Jiménez-Sánchez et al. (2020) для хересного оцту з використанням дубових чіпсів та ультразвуку. Ультразвук значно скоротив час дозрівання в порівнянні з традиційним дозріванням.

Ультразвукове вивільнення ароматичних сполук з дуба

Бреньо з колегами досліджували вплив ультразвуку високої потужності для очищення бочки дубового вина і подальшого виділення поліфенольних та інших сполук, коли бочки використовувалися після обробки для витримки вина. Поліфеноли та фітохімічні речовини, такі як еллагітанніни, лігнін та ароматичні попередники, значною мірою сприяють дозріванню та аромату вина. Загалом, дослідження показало, що ультразвукове лікування дало більш високі врожаї поліфенолів та інших біологічно активних сполук протягом дуже короткого часу лікування. Наприклад, концентрація фурфуролу була вищою у випадку ультразвукового лікування у віці 8 місяців та 12 місяців старіння, при цьому концентрація зростала від 18,8 до 92,6% порівняно з альтернативним паровим лікуванням. Для 5-метилфурфурола концентрація була значно вищою для ультразвукової обробки для бочок 1-річної бочки (12-місячне витримане вино) і 2-річних бочок (2, 8 і 12 місяців витриманого вина) зі збільшенням від 20,5 до 97%. Що стосується діастереоізомерів лактону віскі, то лактон транс-віскі був значно вищим для 3-річних бочок, оброблених ультразвуком: після 12 місяців витримки вино має концентрацію 75,2 ± 5,6 мкг/л, що призводить до збільшення на 46,9% порівняно з витриманим у паровій банці. Для концентрацій ваніліну і сирінгальдегіду значення, виміряні у вині, також були значно вище після ультразвукової обробки. Якщо порівнювати з обробкою бочкової парою, то загальне енергоспоживання склало 0,38 кВт*год на ультразвук потужності і 3 кВт*год на водну пару, що в 7,89 рази нижче.
(пор. Бреньо та ін., 2021)

Ультразвукові хімічні реакції у вині

Під час витримки вина відбуваються численні хімічні реакції. Наприклад, сполуки проантоціанідину мають тенденцію до полімеризації, конденсації з антоціанами та з'єднання з іншими полімерами, такими як білки та полісахариди. Ця реакція конденсації з антоціанами є основною хімічною реакцією, що бере участь в потемнінні і стабілізації кольору червоного вина, який змінюється від яскраво-червоного до темно-червоного 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 дерева у вино можна витягти сотні сполук, що безпосередньо сприяє аромату, аромату та відчуттям у роті кінцевого вина. Склад волокон деревини дуба відіграє важливу роль в процесі старіння, так як з лігніну витягуються летючі феноли і фенольні альдегіди, а з целюлози і геміцелюлози - сполуки цукру.
Хоча традиційне дубово-бочкове старіння широко використовується протягом століть, все ж є деякі притаманні недоліки. По-перше, процес витримки в бочці в нормі 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 дорослішання дубових бочок 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

З декількох десятиліть Hielscher Ultrasonics є надійним постачальником потужних, низькочастотних ультразвукових процесорів для харчової промисловості та напоїв. Виноробні та лікеро-горілчані заводи прийняли 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 пристрої Hielscher доступні в будь-якому розмірі, від ручного лабораторного пристрою для досліджень та контролю якості до стендових та пілотних систем для бутикових виноградників та виноробів середнього розміру, а також ультразвукових засобів високої пропускної здатності для великих комерційних виробників вина.
Усі ультразвукові процесори Hielscher оснащені найсучаснішими технологіями, включаючи цифровий кольоровий дисплей, складне програмне забезпечення, розумні налаштування, автоматичне протоколювання даних на інтегрованій SD-карті та дистанційне керування браузером для точної роботи, повторюваних та відтворюваних результатів, а також найвищої зручності користування. Клієнти по всьому світу використовують технологію Hielscher Ultrasonics на виноробнях і лікеро-горілчаних заводах, досягаючи великих результатів у старінні, дублюванні та інфузії вин і спиртних напоїв.
Зв'яжіться з нами зараз! Наш добре навчений і багаторічний досвідчений персонал допоможе вам з технічною інформацією, рекомендаціями щодо ідеального ультразвуковика та відв'язування котирувань!

У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв: