Вина, багаті на поліфеноли, за допомогою потужного ультразвуку

Ультразвукова обробка покращує екстракцію фенольних сполук із винограду в муст, що сприяє загальному вмісту поліфенолів – і, таким чином, покращує подальший процес витримки вина. Застосування потужного ультразвуку забезпечує вищі виходи екстракції та прискорює дозрівання вин. Тому потужний ультразвук є затвердженим методом обробки подрібненого винограду та застосовується для екстракції поліфенолів, витримки / дозрівання вина та дубової витримки.

Потужний ультразвук для екстракції поліфенолів та дозрівання вина

Механізми дії ультразвуку у виноробстві базуються на ультразвуковій / акустичній кавітації. Високі зсувні сили кавітації руйнують клітинні структури та розширюють пори в клітинних стінках. Це призводить до вивільнення внутрішньоклітинного матеріалу (наприклад, крохмалю, ферментів, білків, фенольних компонентів). Сономеханічні сили ультразвукових хвиль сприяють розподілу розчинника в тканині та проникненню розчинника в клітинний матеріал, що призводить до значного підвищення масопереносу. Крім того, ультразвукова обробка сприяє біохімічним реакціям, таким як полімеризація та конденсація поліфенолів, і викликає мікрооксигенацію. Усі ці ефекти ультразвуку сприяють витримці та дозріванню вин.

Ультразвукова екстракція поліфенолів із винограду

Поліфеноли у вині: у винах поліфеноли та якість вина тісно пов’язані між собою. Ці вторинні метаболіти винограду суттєво впливають на органолептичні характеристики вина та, таким чином, впливають на фактори якості, такі як колір, терпкість і гіркота. Ультразвукова обробка для екстракції поліфенолів під час процесу виноробства (наприклад, ультразвукова обробка мусту перед ферментацією) та під час витримки вина (з дерев’яною тарою або без неї) викликає безліч реакцій, що призводять до складних перетворень (мікрооксигенація, копигментація, циклоприєднання, полімеризація та окиснення) поліфенолів і танінів.

Ультразвукова обробка мусту перед ферментацією вина

Коли ультразвук застосовується до виноградного мусту, вивільнення поліфенолів із м’якоті винограду збільшується. Оскільки акустична кавітація – яка є робочим принципом ультразвукової обробки – дуже ефективно руйнує клітинні структури та відкриває внутрішньоклітинні структури, значно більше біоактивних сполук вивільняється з винограду та виноградної шкірки порівняно з традиційним пресуванням. Ці біоактивні сполуки включають ароматичні сполуки, пігменти та речовини, що сприяють здоров’ю, такі як таніни, антоціани, флаван-3-оли, проантоціанідіни та флавоноли; стилбеноїди, такі як ресвератрол; фенольні кислоти, такі як бензойна, кофеїнова та корична кислоти; катехіни, а також винна та яблучна кислоти, серед іншого. Крім того, екстрагуються природні цукри, такі як глюкоза та фруктоза, які є важливими для процесу ферментації при виробництві вина. Ультразвукову обробку можна застосовувати на різних етапах під час виноробства. García-Martín і Sun (2013) представляють ультразвук у своєму дослідженні як швидку техніку витримки, яка могла б забезпечити винам вищий вміст антоціанів і зменшення вмісту танінів, що вважається позитивним для виробництва високоякісних вин. Багато досліджень довели позитивні ефекти потужного ультразвуку під час виноробства. Тому ультразвукова обробка вважається однією з найбільш перспективних технологій для кількох цілей у процесах виноробства. Крім того, ультразвук є офіційно затвердженим методом для використання в подрібненому винограді. (пор. Natolino і Celotti, 2022)

Дослідження під керівництвом професора Томаса Кляйншмідта з університету Hochschule Anhalt, Інституту винних досліджень Центральної Німеччини, чітко демонструють значне збільшення поліфенолів у вині, обробленому ультразвуком. Наприклад, у німецькому червоному вині типу Blauer Zweigelt поліфенольний вміст був збільшений більш ніж на 40%. Для дослідження 1,5L червоного вина Blauer Zweigelt обробляли ультразвуком при налаштуванні амплітуди 100% (амплітуда 43 μm, поверхня сонотрода 9 cm²). Екстинкція вимірювалася при 520 nm для червоного забарвлення. Для вимірювання загального вмісту поліфенолів як катехінів використовувався аналіз за методом Фоліна-Чокальтеу, який показав збільшення загальних поліфенолів на 40%.

Ультразвук можна вважати однією з найбільш перспективних технологій для кількох цілей у процесах виноробства, і він офіційно затверджений для використання в обробці подрібненого винограду.
Інше дослідження Natolino і Celotti (2022) також продемонструвало вищу якість вина після ультразвукової обробки. Дослідники з Університету Удіне в Італії використовували ультразвуковий обробник Hielscher UP200St із сонотродом S26d14 для вивчення впливу ультразвукової обробки на червоне вино. 
Як демонструють наведені нижче графіки, ультразвук підвищує індекс HCl для всіх зразків, оброблених ультразвуком, з 68,06 ± 1,72 для незобробленого зразка до 73,78 ± 1,52 як середнього значення для оброблених зразків. Чіткої тенденції між збільшенням амплітуди та часом ультразвукової обробки виділити не вдалося, хоча можна спостерігати значне збільшення індексу HCl між зразками, обробленими ультразвуком при 30% та 2 хв (71,59 ± 1,06), і при 90% та 10 хв (74,25 ± 1,53). Водночас ультразвук знижує в’язкість з 91,8 ± 1,2 для незобробленого вина до 82,7 ± 3,7 як середнього значення для зразків, оброблених ультразвуком (див. графіки праворуч).
Розмір частинок колоїдних речовин, таких як таніни та полісахариди, зменшується внаслідок ультразвукової обробки, що сприяє покращенню стабільності та кінцевих сенсорних відчуттів.

Ультразвукове старіння та дозрівання вина

Ультразвукові хвилі прискорюють старіння вина, застосовуючи суто фізичні, так звані сономеханічні сили. Якщо налаштувати процес відповідно до типу винограду та вина, ультразвукова обробка може підвищити швидкість реакції конденсації між антоціанами та танінами, скорочуючи звичайні терміни природного розвитку кольору вина, тим самим зменшуючи час, необхідний для старіння вина.

Ультразвукове старіння вина з використанням енологічних танінів

Енологічні таніни, екстраговані з дубової деревини, виноградного насіння та шкірки, рослинних жовчаків, каштана, квебрахо, гамбіру та міробалану, можна додавати на різних етапах виробництва вина для покращення смакового профілю та стійкості кольору. Ультразвукова обробка може сприяти старінню вина з використанням енологічних танінів. Ультразвукове дубове витримування – це значно прискорений процес перенесення танінів та ароматичних сполук, отриманих з деревини, з дубових клепаків або стружки. Вина, витримані на дубі за допомогою ультразвуку, пропонують чудовий смаковий профіль, який формується протягом короткої обробки тривалістю кілька хвилин порівняно з кількома місяцями витримування в бочках. Ультразвукова екстракція вивільняє ароматичні сполуки дуба (наприклад, vanillan, евгенол, ізоєвгенол, фурфурол, 5-метилфурфурол, гваякол, 4-methulguaiacol) за рахунок підвищеного масопереносу.

Високопродуктивні ультразвукові гомогенізатори для промислового виноробства

Процесори Hielscher Ultrasonics добре зарекомендували себе у сфері виноробства та старіння напоїв. Винороби – як ексклюзивні бутикові виноградники, так і великі виробники вина – знаходять у широкому асортименті обладнання Hielscher ідеальне обладнання для ультразвукової обробки відповідно до своїх виробничих потреб у екстракції та дозріванні поліфенолів вина. Партійні та безперервні лінійні процесні конфігурації доступні негайно та можуть бути відправлені того ж дня.

Автоматичне протоколювання даних

Щоб відповідати виробничим стандартам для харчових продуктів та напоїв, виробничі процеси повинні детально моніторитися та записуватися. Цифрові ультразвукові пристрої Hielscher Ultrasonics мають функцію автоматичного протоколювання даних. Завдяки цій розумній функції всі важливі параметри процесу, такі як ультразвукова енергія (загальна та чиста енергія), температура, тиск та час, автоматично зберігаються на вбудованій SD-картці щойно пристрій вмикається. Моніторинг процесу та запис даних важливі для безперервної стандартизації процесу та якості продукту. Отримуючи доступ до автоматично записаних даних процесу, ви можете переглянути попередні цикли ультразвукової обробки та оцінити результати.
Ще однією зручною функцією є дистанційне керування через браузер наших цифрових ультразвукових систем. За допомогою дистанційного керування через браузер ви можете запускати, зупиняти, налаштовувати та моніторити ваш ультразвуковий процесор віддалено з будь-якого місця.

Відповідність найвищим стандартам якості – розроблено та виготовлено в Німеччині

Складне апаратне забезпечення та розумне програмне забезпечення ультразвукових екстракторів Hielscher розроблені для гарантування надійних результатів ультразвукової екстракції з вашої рослинної сировини з відтворюваними результатами та зручною, безпечною експлуатацією. Надійність, стабільність, робота 24/7 під повним навантаженням та простота експлуатації з точки зору оператора є додатковими факторами якості, які роблять ультразвукові екстрактори Hielscher вигідними.
Екстрактори Hielscher Ultrasonics використовуються у всьому світі для високоякісної екстракції харчових та напоїв. Доведено, що вони забезпечують високі виходи та вищу якість, тому ультразвукові екстрактори Hielscher використовуються не лише невеликими крафтовими виноробами, а переважно в промисловому виробництві комерційно розповсюджуваних вин. Завдяки своєму надійному апаратному забезпеченню та розумному програмному забезпеченню ультразвукові процесори Hielscher можуть легко експлуатуватися та контролюватися.
Hielscher Ultrasonics у Тельтові, Німеччина, є сімейним підприємством, керованим власниками. Hielscher Ultrasonics має сертифікат ISO. Звичайно, ультразвукові екстрактори Hielscher відповідають вимогам CE та вимогам UL, CSA і RoHs.

Нижче наведена таблиця дає уявлення про приблизну продуктивність наших ультразвукових екстракторів: