Tölgyboros hordó, mint aktív edény: A múltbeli és a jelenlegi ismeretek kritikai áttekintése

Vélemények

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Engedélyezés
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

ABSZTRAKT

Áttekintjük a tölgyfa hordó szerepét a bor érlelésének aktív edényeként. Történelmi hátteret mutatunk be annak kiemelésére, hogy a borral a tölgyfahordóban bekövetkező folyamatok korábban megállapított aspektusai még mindig nincsenek megerősítve. Azt állítjuk, hogy a közelmúltban közzétett új eredmények a témában meghatározó tényezők a tölgyfahordó borral való működésének meghatározásában. Számos tanulmány jelent meg arról, hogy a boroshordó hogyan működik aktív edényként, amely kémiai vegyületeket bocsát ki a borba, javítva annak fizikai, kémiai és érzékszervi tulajdonságait. Ennek ellenére alig akad olyan tanulmány, amely leírná, hogy a boros hordó hogyan működik aktív edényként. Jelen áttekintés részletezi a hordó gázcserélő képességét befolyásoló főbb tényezőket, mint például a hordón belül keletkező nyomásesés, a fejtér kialakulása, a fa anatómiájának hatása, a különböző oxigén bejutási útvonalak, a fa nedvességtartalmának szerepe és oldható ellagitanninok, valamint a hordós pirítás hatása a szövetkezetekre. Végül egy hipotézist javasolnak a hordó mint aktív edény funkciójára vonatkozóan, amely meghatározza, hogy milyen módon lép kölcsönhatásba a borral, amelyet az érlelés során tartalmaz.

Bevezetés

Online közzététel:

1. ábra (a). A fa iránya a csomagtartóban Quercus petraea. A fa anatómiai makrostruktúrájának vázlata, amelyben megkülönbözteti a késő, korai és medulláris sugarakat. (b) Az összetett sugarak azon részeinek keresztirányú metszete, amelyek az összetett sugarak hirtelen kiindulási módját mutatják: uniseriate (u), multiseriate (m) és vegyület (cr) sugarak; f, farostok; t, tracheidák; p, vékony falú parenchima, amely a növekedési gyűrűk közötti határt jelöli; × 200 (Langdon, 1918).

Tölgyfa porózus szilárd anyagként

A szövetkezetben az áteresztőképesség a fa azon képessége, hogy a folyadék áramlását átengedi rajta anélkül, hogy megváltoztatná a belső szerkezetét. Általánosságban elmondható, hogy a fán keresztüli folyadékáramlás kétféleképpen fordulhat elő, például egy porózus szilárd anyagban, Darcy törvénye szerint, amikor a fa szerkezetének egymással összekapcsolt üregein keresztül a statikus vagy kapilláris nyomásgradiens hatására a folyadékok tömegárama áramlik. Ilyen módon az átjárhatóság csak akkor lehetséges, ha az üregek összekapcsolódnak a nyílásokkal. Ha ezek a nyílások el vannak zárva vagy inkrustációval rendelkeznek, vagy ha a gödrök felszívódnak, akkor a fa zárt sejtszerkezetként működik, és permeabilitása közel lehet a nullához (Siau et al., 1995). A második út a diffúzió miatti permeabilitás (Siau, 1984), más néven permeáció, és az SI egység mol ·/m · s · Pa, míg a folyadékmechanikában a permeabilitás SI egysége m 2. Viszont a diffúzió előfordulhat intergáz diffúzióként, amely magában foglalja a vízgőz átvitelét a sejt lumenében lévő levegőn keresztül, és kötött víz diffúziót, amely a fa sejtfalain belül történik (Siau, 1984).

A tölgyfahordósütés összetett esetben a bor érlelése során mindkét jelenség egyszerre fordul elő. A bor ömlesztett áramlásként behatol a porózus szilárd anyagú fába a folyadék hidrosztatikus nyomása miatt, aminek következtében a bor borából származó vízgőz és etanol, a külső levegő oxigénje pedig a fán keresztül diffundál a koncentráció miatt különbség a hordó belseje és külseje között. Meg kell tehát különböztetnünk a folyadékok áteresztőképességét és a gázokba való behatolást, mint olyan fő jelenségeket, amelyek a hordót folyadékok számára áthatolhatatlanná teszik (Vivas, 1995), és nyilvánvaló ellentmondásban a gázok számára átjárhatók (Vivas és Glories, 1997; Moutounet et al., 1998; Vivas és mtsai, 2003; Ruiz de Adana és mtsai, 2005; del Alamo-Sanza és Nevares, 2015a, 2015b).

A tölgy anatómiájának hatása a folyadékok permeabilitására

A tölgy egy porózus gyűrűfaj, amely magában foglalja a tavaszi fa (korai fa) és a nyári fa (késő fa) változatait, nagyon egyértelmű szerkezeti differenciálódással, ami a fizikai tulajdonságok és a kémiai összetétel differenciálódását eredményezi. A tavaszi fa több (két vagy három) nagy vezető edényből áll, amelyek nagy, legfeljebb 320 μm átmérőjű pórusokat tartalmaznak (Vivas, 2000), ami alacsonyabb sűrűséget eredményez. A nyári fa viszont jóval kisebb edényekből áll, kevésbé porózus és ezért sűrűbb, ami megmagyarázza a gyorsan növő fa, vagyis a közepes vagy durva szemű fa nagyobb sűrűségét, a finom-, ill. nagyon finom szemcsés, lassan növő fa.

A nemzetség egyik sajátos szerkezeti eleme Quercus amely előnyt jelent a hordók gyártásában, a sugarak jelenléte. A fentiekben leírtak szerint a sugarak gátat képeznek a folyadékok számára, lehetővé téve a fa hajlítását a hordók gyártása során, és biztosítva a nagy méretstabilitást, ezért a sugárirányú zsugorodás kevesebb, mint 4% (Lindsay és Chalk, 1954; Skaar, 1988; Santos et al., 2012).

A quercus fának több- és egyszintű sugarai vannak. Ezt a fát azonban különlegessé teszi, hogy a többszintű sugarak különösen bőségesek (Santos és mtsai., 2012) és szélesek, sőt olyan vegyes vagy használaton kívüli sugaraknak nevezett speciális típusnak (Carlquist, 2015) tekinthetők, amelyek magassága nagyobb (eléri a legfeljebb 5 cm) a gabona mentén, mint az egyirányú sugarak. Ban ben Quercus alba L., a faanyag 28% -át teszik ki, ami sokkal több, mint más keményfáknál, és számuk olyan magas, hogy ha egy oszlop fel van osztva, akkor egy vízmolekulának több mint öt sugáron kell áthaladnia merőlegesen (Singleton, 1974) a hordó belsejétől kifelé.

Tölgy gázáteresztő képesség

Nagyon sok publikált adat található a fa gázokkal való áteresztő képességéről (Comstock, 1967, 1970; Kininmonth, 1971; Choong és mtsai, 1974; Tesoro és mtsai, 1974; Jinman és mtsai, 1991, 1994; Bao et al., 1999; Hansmann és mtsai, 2002), bár keveset tudunk a fa keresztirányú permeabilitásáról a gázokkal szemben, és a fa nedvességének e gázáramlásra gyakorolt hatásáról. Így Comstock (1975, publikálatlan eredmények) (Siau és mtsai, 1995) megállapította, hogy a keresztirányú permeabilitás sokkal alacsonyabb, mint a keményfák hosszanti permeabilitása, aránya 3 · 10 4: 1 és 4 · 10 8: 1 között mozog, a legnagyobb arány a gyűrűporózus vörös tölgyben van. Ezért a hosszanti permeabilitás sokkal nagyobb jelentőséggel bír, mint keresztirányban (Prak, 1970; Siau, 1971, 1984; Perré és Keey, 2015).

Az oxigénátadás sebessége a levegőből a borba a hordóban

Online közzététel:

1. táblázat: Különböző szerzők által közzétett hordó OTR értékek és mindegyik mérési körülményei.

Végül meg kell jegyezni Kelly és Wollan (2003) becslését. Ezek a szerzők elmagyarázták az oxigén bejutását a hordóba, a fára összpontosítva, és egy tölgyfa rúd viselkedését egy féligáteresztő membrán viselkedésével összefüggésben. Ehhez Fick diffúziós törvényét alkalmazták, amelyben a szilárd anyagon átáramló gáz a szilárd anyag vastagságától, a gáz koncentrációjának különbségétől a szilárd anyag mindkét oldalán és a szilárd anyag áteresztőképességétől függ. . Ily módon meghatározták a maximális oxigénáramot, amely áthaladhat egy tölgyfahordón. Számszerűsítve a fa áteresztőképességét 20 Barrer-nél (10 −10 cm 3 · cm · cm −2 · s −1 · cm-Hg −1), megállapították, hogy a 27 mm vastag tölgyfa rúd maximális oxigéndiffúziót tesz lehetővé 2,2 ml/l/hónap áramlás, ami 26 ml/l évi OTR-t jelent (1. táblázat).

E tekintetben a boros hordó feltöltésének folyamata vitathatatlan levegőbeáramlási forrást és következésképpen a bor oxigénellátását sugallja. Számos szerző számszerűsíti, hogy egy hordó feltöltése hozzávetőlegesen 4 mg/l-t ad a borhoz (Tiquet-Lavandier és Mirabel, 2014). Amikor csökkentett belső nyomású hordót nyitnak a feltöltésre, a nyomáskülönbség elvesztése a hordó eredeti térfogatának helyreállítását okozhatja a megfelelő térfogatnöveléssel. Ez a hatás kívülről szívja a levegőt, és ezért oxigén bejutást okoz, amelyet négy hordóban töltöttek fel, amely modellborral töltött, amelyben a folyadék DO-ját néhány cm-re mérték a felszíntől (del Alamo-Sanza és Nevares, 2015c). . A hordó kinyitásakor a nyomásmentesítés elveszett, aminek következtében a levegő bejutott, de amikor a hordót azonnal megtöltötték oxigénmentes borral, meggyőződtek arról, hogy a hordóban lévő minta bor DO szintje nem minden esetben változott jelentősen, és egyes esetekben még kissé csökkent is. Ezért a hordótöltési eljárás megfelelő irányítása nem feltétlenül jelenti a bor oxigenizációjának növekedését.

Figyelembe véve a korábban publikált tanulmányokat, elmondható, hogy az oxigén bejutása a hordóba az öregedés során dinamikusan történik, és hogy számos tényező határozza meg ezt a bejegyzést, amelyek mind közvetlenül kapcsolódnak. Ezek közül kiemelni kell a fa impregnálását, a hordóban belül a csökkent nyomás kialakulását, a tömítés típusát, a fát és a szövetkezetben végzett pirítást.

Azok a tényezők, amelyek meghatározzák az oxigén bejutását a hordóba

Fa impregnálás és borpárolgás

A boröregítés hordó feltöltésével kezdődik. A hordót bezárják, miután teljesen feltöltötték borral, ami úgy tehető meg, hogy egyszerűen behelyezik a bungát a bung furatába. A tömörség biztosítása érdekében a hordókat 45 ° -kal el lehet fordítani úgy, hogy a hordó tetején keresztül ne kerüljön levegő, és a bunga nedves maradjon. Az elterjedt lehetőség az élelmiszeripari gumiból vagy szilikonból készült szintetikus hengerek használata, amelyek jó szorosságot eredményeznek.

Abban az időszakban, amikor a borral teli hordót nem manipulálják, a bor csökkenésének vagy elvesztésének olyan jelensége következik be, amelyet több szerző is tanulmányozott annak elmagyarázására, hogyan történik. Feuillat et al. (1994) tanulmányozta a fadarab egyik oldalával érintkezve a folyadék térfogatának változását, és felvetette, hogy ez a veszteség két jelenségnek tudható be: a fa folyadékkal történő impregnálásából és az utóbbinak a fán keresztüli párologtatásából. Először is, a fa impregnálása gyorsan megtörténik, ez a jelenség 40 nap múlva stabilizálódik. Ezután következik egy késleltetési fázis, amelyet „retard à l’ párolgásnak” neveznek, majd a fa belsejéből kifelé irányuló tömegáram következik, amely hajlamos az idő lineáris függvényévé válni. Ilyen módon a Feuillat megállapította, hogy a fadarabbal érintkezve a folyadékvesztés két fázisban következett be: egy kezdeti fázisban vagy egy átmeneti állapotban, amelyben a fát impregnálják, amíg a stabil állapotot el nem érik, és egy második fázisban vagy egy állandó állapotban, amelyben az impregnálás áramlik vagy a folyadéknak a fába való bejutása ugyanolyan nagyságrendű, mint a párologtató kifelé történő kifolyása.