עוזרים לייננים להשיג איכות ואחידות

חבית יין הנה ייחודית, תוצר של האש החשופה והחום ששימשו את החבתן לכיפוף וקליית לוחות העץ. עם השנים, פיתח כל יצרן חביות משטר קלייה משלו, עם אפיונים ספציפיים לתופי הקלייה, זמני כיפוף וקלייה ורמת החום. חשיפת עץ האלון לחום גורמת לשינויים כימיים ופיזיים במבנה העץ, ובנוסף משטר הקלייה, צפיפות הסיבים (קצב צמיחת עץ האלון), זמני הייבוש ומיני האלון, גורמים כולם להבדלים בין החביות של החבתנים השונים.

 

חברת World Cooperage פיתחה תוף קלייה ומשטר קלייה משלה, אשר הולידו את הקלייה המסורתית של החברה – קלייה איטית וממושכת על אש נמוכה עד בינונית. על אף שכל חבית מסורתית מתאפיינת בסגנון World Cooperage מסוים, כל חבית מעניקה גם מנעד ייחודי של טעמים. עם זאת, הייננים מחפשים מורכבות רבה יותר על ידי שימוש במגוון חביות ממספר חבתנים כדי ליצור משחקי טעם עדינים.

 

ביינות מאיכות גבוהה במיוחד, חביות מסוימות עשויות להקנות יותר טעמי וניל ופחות טעמים קלויים. חלק מהחביות עשויות להיות חריפות יותר או עשירות בטאנינים של עץ האלון, בעוד אחרות יוצרות יינות רכים יותר. לא משנה כמה החבתן ישקוד בעבודתו, כל חבית זוכה למידה שונה של חום, ושונות מסוימת בין חביות היא בלתי נמנעת. זאת, מכיוון ברוב המקרים, החבתנים מסתמכים על בחינה ויזואלית של התפתחות הצבע כדי להגיע למפרט הרצוי.

 

בשנת 2001, שאל פטריק אייזן, מהנדס עץ מהחטיבה הצרפתית בחברת World Cooperage, מדוע ממשיכים עוד לעשות שימוש בטכנולוגיה עתיקה כל כך לחימום. הוא טען כי ישנן דרכים טובות יותר לבקר את מידת קליית החבית מאשר הסתמכות פשוטה על התפתחות הצבע בפנים החבית (ובמיוחד מכיוון שאף אחת מהתרכובות הנמדדות ביינות המיושנים בחביות עץ אלון אינה בעלת צבע).

מדוע, שאל אייזן, בעידן זה של טכנולוגיה ממוחשבת, החברה אינה משתמשת בפרופיל זמן-טמפרטורה? חברת World Cooperage עדיין יכולה להשתמש בשיטת בעירת עץ אלון המוכרת והמוכחת ליצירת החום, אך תוכל לדגום את הטמפרטורה באמצעות חיישן מתוחכם, אשר ינחה את החבתן בעבודתו. כך, ניתן יהיה ליצור סגנונות שונים של חביות וגם ליצרן מדי יום ברמת דיוק שלא הייתה כמותה עד כה. כך, נולד רעיון "יצירת פרופיל החבית".

 

כדי ליצור את מידת האחידות האפשרית באמצעות יצירת פרופילים, וכדי שניתן יהיה ליצור חביות בעלות פרופילים מותאמים לדרישות היקבים, גיבשה החברה צוות מומחים. כישוריהם של מהנדסים, ייננים מיקב Kendall-Jackson Wine Estates (מסנטה רוזה, קליפורניה) וייננים וחבתנים מהמחוזות בורדו, בורגונדי, ברוסה ועמק נאפה מוזגו יחדיו. הצוות שנוצר כלל מומחיות בתחום פיתוח טעמים ותוכנות ובניית מכלולי קלייה חדשים, כמו גם מומחיות בכימיה שמאחורי תהליך הקלייה, ניתוחי מעבדה מפורטים וניתוח נתונים.

 

תחילה, נוצרו 20 חביות מכל סדרת חביות קונבנציונאלית, בזהירות ובדיוק המרביים. בכל מקרה, חיישני אינפרה-אדום מדדו את טמפרטורת החביות. בתהליך זה, סובבו תופי הקלייה, וחיישני האינפרה-אדום מדדו את הטמפרטורה על השטח הפנימי של חבית. אז, שימשו הנתונים לבניית עקומת זמן-טמפרטורה לכל סגנון של חבית. כך, נותרה רק עוד חתיכה אחת בפאזל טרם ניגש הצוות לשמוע את אשר חיפשו הייננים בתוכניות היין, וליצור חביות בעלות פרופיל מותאם שנועדו לענות על דרישות אלו. הקלייה משחררת בעץ כמות גדולה של תרכובות טעם הניתנות למיצוי, והיה צורך לדעת אילו תרכובות כימיות יצרו כל אחד מהטעמים הרצויים, וכיצד ניתן לייצר תרכובות אלו בזמן הקלייה. לשם כך, נדרש שיתוף פעולה צמוד עם הייננים מיקב Kendall-Jackson, ובמיוחד עם הייננים מתוכנית Vintner´s Reserve Chardonnay.

 

בעת קליית החביות, חלים שינויים כימיים ופיזיים נרחבים במבנה עץ האלון, הרבה מעבר לשינויים המתרחשים בהליך ייבוש העץ. הקשרים הכימיים שבין שלושת אבני הבניין הפולימריים – הצלולוז, ההמיצלולוז והליגנין – נשברים, ובפרט מתפרקים ההמיצלולוז והליגנין 1. שינויים גדולים חלים גם בטאנינים שבעץ האלון 2. תחילה, מתפרקים הטאנינים ליחידות קטנות יותר, ולאחר מכן, משחררות יחידות אלו חומצה אלגית וחומצה גאלית. ברם, חומצות אלו עשויות להיהרס אם החום חזק דיו.

בנוסף, גורם החום להיווצרות לקטוני עץ אלון, מאפיין ניכר במיצוי טעמים מעץ אלון אמריקאי 3,4. ישנם הבדלי טמפרטורה בתוך לוחות העץ עצמם, כך שהשינויים הכימיים שונים בנקודות שונות בתוך הלוחות, והתמציות הזמינות ליין משתנות בהתאם למידת חדירת היין אל עץ החבית 5עקומת הטמפרטורה בתוך לוח העץ בעל סימולציית קלייה שנערכה במעבדה (משך זמן ממושך של 50 דקות) של קליית חבית מסורתית של World Cooperage. טמפרטורת פני השטח תואמת את הטמפרטורה של חבית World Cooperage.

 לאחר פרקי זמן וטמפרטורות ספציפיים, משחרר עץ האלון כימיקלים מסוימים, ואלו זמינים למיצוי ביין; תרכובות אחרות, כמו טאנין, מתפרקות בחום.

 

את השפעת הטמפרטורה בתהליך הקלייה ניתן לחלק לשלושה שלבים – קלייה בחום נמוך, בינוני וגבוה. בשלב החום הנמוך (טמפרטורות מתחת ל-C º149), נוצרות מעט תמציות טעם, אך הטאנינים של עץ האלון מתפרקים. בשלב החום הבינוני (טמפרטורות מעל C º149), נוצרות תמציות עקב התקרמלות ההמיצלולוז, ואילו בשלב החום הגבוה (מעל C º193), הליגנין מתפרק ויוצר וניל, עשן ותרכובות דומות.

 

תהליך היווצרות ו/או הרס תרכובות הטעם המרכזיות: ישנו מתאם רב בין הזמנים והטמפרטורות, ומתייחסים אך ורק למשך הזמן הקצר יחסית הדרוש לכיפוף וקליית החבית. בקליית חביות, כמעט ואין חושפים את החבית לחום למשך יותר משעה. כאשר מחממים את לוחות העץ למשך פרקי זמן ארוכים יותר, הקשר בין הזמן והטמפרטורה עשוי להשתנות במידה ניכרת.

 

כפי שצוין קודם, הטאנינים מתחילים להתפרק בחום נמוך יחסית (מתחת ל-C º121). האלגי-טאנינים המורכבים, כמו למשל רובורינים מסוג A-E וגרנדינין, מתפרקים ואילו כמות האיזומרים ווסקלגין וקסטלגין עשויה לגדול, בדרך כלל באופן זמני בלבד, ככל שאלו מוסיפים ומתפרקים לכדי חומצה גאלית וחומצה אלגית.

 

ההמיצלולוז של עץ האלון (אשר מכונה בדרך כלל "סוכר העץ") מתקרמל ומשחרר כמות גדולה מאוד של תרכובות המתקבלות מפירוק סוכרים. למרבית התרכובות הללו כמעט ואין השפעה על הטעם, אך יחדיו, הן פועלות ליצירת טעמים "קלויים". תחילה, הטעמים קלילים ודומים לפאדג´ עשיר וקרמי.

ככל שעולה טמפרטורת הקלייה, הטעמים נעשים "כבדים" יותר, ופחות קרמיים, עד שלבסוף, עם הפירוק הנרחב של ההמיצלולוז (ובמידה פחותה בהרבה, של הצלולוז), מתקבלים טעמים המזכירים יותר סוכר שרוף. שלושת המקטעים הללו נפרדים למדי האחד מהשני, וניתן להשתמש בתרכובות 5-הידרוקסימתיל פורפורל hmf -מתיל פורפורל, ו-פורפורלדהיד (פורפורל) כסמנים כימיים. ביצירת פרופילים למוצרים, עוקבים אחר שלושת השלבים הללו בתהליך ההתקרמלות לצרכי בקרת איכות.

 

הוונילין הוא וודאי אחד הטעמים החשובים ביותר הנוצרים בעץ אלון. החומר נוצר עקב פירוק הליגנין, ומלווה תמיד ביצירת סירינגלדהיד, אשר יחדיו מהווים את שתי אבני הבניין של הליגנין בעץ הליבה. היחס בין שתי התרכובות (וונילין : סירינגלדהיד) בעץ אלון קלוי וביין משתנה בהתאם למידת החימום, ומצביע על כמות האנרגיה שהופעלה בתהליך 7.

 

הוונילין יכול להשתחרר מהליגנין בעץ האלון בטמפרטורות נמוכות למדי, אך בקליית חביות, יש צורך בטמפרטורות גבוהות יותר (C º218) מאלו שהוזכרו לעיל. אבל, אם הטמפרטורה תהיה גבוהה מדי (C º260), מקרו-מולקולת הליגנין מתפרקת אל מעבר לתרכובות הוונילין והסירינגלדהיד, ויוצרת פנולים פושטים הנדיפים באדי מים, המקנים ניחוח מעושן. למשל, התרכובת גויאקול מקנה ליין טען מעושן מתקתק, ואילו התרכובת 4-מתיל גויאקול חריפה ומזכירה ציפורן.

 

על ידי מדידת התרכובות הנ"ל ביחד עם תרכובות קשורות נוספות (ובסך הכל 19 תרכובות), ניתן ליצור תמונה של הכימיה מאחורי הטעמים הקשורים בתהליך הקלייה.

 

השפעתם של תרכובות אלו על הטעם תלויה ביין עצמו, כאשר דרושה כמות גדולה בהרבה של התרכובות כדי להשפיע על יין אדום עם גוף מלא מאשר על יין לבן יבש. עם זאת, ניכר כי לוונילין ההשפעה הרבה ביותר (רמת הסף הנמוכה ביותר). השפעתן היחסית של תרכובות האלדהיד הפנוליות והפנולים הנדיפים באדי מים, כאשר לוונילין נקבע הערך 1 באופן שרירותי. (המצע היה 20% אתנול: מים 10, 11)

 

הצופה התמים המבקר במפעל World Cooperage עם ידע בסיסי בלבד בחבתנות עשוי שלא להבחין בהבדל כלשהו מתהליכי קליית חביות המתבצעים במקומות אחרים. החבתנים יראו עסוקים בקליית חביות פתוחות מעל לתופי חימום בהם מובער עץ אלון. השוני הוא מסכי המגע המותקנים מעל לאזור הקלייה, חיישני החום המותקנים ליד תופי החימום, והשליטה הקפדנית על תופי החימום למניעת אזורים של חום מוגבר.

 

בתהליך יצירת הפרופיל, החבתן קולה את החבית בעוקבו אחר עקומת זמן-טמפרטורה אשר תניב את אותן התוצאות בדיוק בכל פעם, ואשר תבטיח מבנה כימי של הטעמים התואם באופן מדויק לרצוי. במחשב, כל עקומת טמפרטורה מציגה את העקומה האידיאלית, עם גבול עליון ותחתון, וכן את העקומה בפועל בזמן אמת – העקומה בפועל אותה יוצר החבתן.

 

השלב הראשון ביצירת חבית מותאמת ליקב הוא להקשיב לדרישות. ביקב Kendall-Jackson חיפשו שלושה סוגים שונים של חביות. הוגדרו המאפיינים הבאים ליין השרדונה מסדרת Monterey:

פרופיל מס´ 1 - חבית בעלת ניחוח קלוי, עם מעט טאנין, כמות בינונית של ונילין, חריפות קלילה ונגיעות של עישון.

פרופיל מס´ 2 - חבית בעלת ניחוח קלוי, עם מעט טאנין, כמות גדולה של ונילין, חריפות קלה עד בינונית ואופי מעושן משהו.

פרופיל מס´ 3 - חבית דלה בטאנינים, עם ניחוח עשיר וכהה של קלייה, כמות קטנה עד בינונית של ונילין, חריפות קלה ועוצמה בינונית של ניחוחות עישון.

 

השלב הבא היה לבקש דוגמיות יין, אשר המחישו מאפיינים אלו. אז, ערכו יצרני החביות פאנל טעימות ביחד עם יצרני היינות, תוך שימוש במינוחים מוסכמים, וניתחו את היינות כדי לקבוע איזו כמות דרושה מתרכובות "המפתח" מעניקות הטעם.

 

על ידי התאמת שלבים אלו, ובעזרת ידע כיצד ניתן ליצור את תרכובות "המפתח" בכמויות הנכונות בעת הקלייה, נוצרה עקומת פרופיל ניסיונית. עקומה זו שימשה להפקת סדרת חביות ניסיון (בדרך כלל 10 חביות מכל סוג). לאחר מכן, יושן היין בחביות, והתוצאות נקבעו בדרך של טעימה וניתוח מגבה.

 

בעוד יין השרדונה מסדרת Monterey של יקבי Kendall-Jackson שימש כיין המטרה העיקרי, ניסויים נוספים נערכו במקביל עם יינות אחרים. אחת המגבלות של השימוש ביין שרדונה שתסס בחביות הוא השימוש שעושים השמרים בונילין בזמן תהליך התסיסה בחבית. שימוש זה גורם לכמויות נמוכות מתמצית זו, שהיא החשובה מבין כל תמציות עץ האלון. כך, רמות הונילין תמיד יהיו נמוכות (אם כי הן בדרך כלל הרבה מעבר לסף הטעם). כדי לקבוע את רמת הונילין, שימשו החביות גם ליישון יין פינו נואר.

 

בפיתוח פרופיל מותאם, אין צורך שתבנית הטעימה המתארת את היין תהיה זהה בכל המקרים. עליה לשקף בדיוק מה רצוי מהיין ומה לא רצוי. נוהל הטעימה כלל שימוש בסולם לדירוג עוצמה בן 7 רמות. לסולם 7 הרמות בסיס פסיכולוגי; זאת מכיוון שהוא בעיקרו מחולק לרמות עוצמה נמוכות-בינוניות-גבוהות, עם חלוקות משנה בין רמות עיקריות אלו. השימוש בסולם זה דורש פאנל טועמים אשר הוכשר במיוחד בשימוש במונחים לתיאור יין. עם זאת, מכיוון שהסולם ביסודו הוא תהליך דירוג המתפתח בזמן הילדות, היכולת ללומדו מחדש בדרך כלל טובה, וניתנת להתאמה באמצעות דיון המתנהל לאחר כל טעימה.

 

תוצאות ההערכות החושיות מוצגות כאן כתרשימי עכביש של התכונות השונות ביותר. תרשימי העכביש מייצגים בצורה גרפית את התכונות הרצויות. על מנת ליצור חביות העונות על הדרישות הרצויות, נוצרו הפרופילים הבאים ליחסי זמן-טמפרטורה. הפרופילים התבססו על תהליכי השינוי הכימיים אשר אותרו מחקרית כמתקיימים בזמן קלייה (קצרה).

 

ההערכה החושית של הייננים את יינות Kendall-Jackson מכל אחד משלושת הפרופילים המותאמים העלתה את המסקנות הבאות: פרופיל 1 ו-2 ענו על הדרישות הרצויות, ואילו בפרופיל 3, רמות הטאנין הונילין והחריפות ענו על הדרישות, אך עוצמת ניחות הקלייה וסגנונו לא ענו על הדרישות.

 

בדיקת הניתוח הכימי מסביר את הצלחתם של פרופילים 1 ו-2, את כישלונו של פרופיל 3 ואת הפעולה המתקנת הדרושה. כמות החומצה הגאלית והחומצה האלגית ביינות הצביעה על התפרקות נרחבת של הטאנינים בכל הפרופילים – כנדרש. בפרופילים 1 ו-2, טעמי הקלייה, כפי שאלו נמדדו באמצעות התקרמלות ההמיצלולוז, הונילין, טעמי העישון והחריפות, היו כולם כנדרש.

 

פרופיל 3 לא ענה על הציפיות מבחינת רמה נמוכה של טעמי קלייה, ובעיקר סגנון כהה (תוך שימוש בפורפורל כסמן) ורמה נמוכה של ניחוחות עישון כפי שאלו נמדדו באמצעות פנול, גויאקול, ואוקרסול. שינויים קטנים עלולים לגרום להבדלים משמעותיים בחוויה החושית. בראיה לאחור, קל לראות מדוע. בדיקת עקומת הזמן-טמפרטורה של פרופיל 3 מראה כי משך הזמן בטווח הטמפרטורות בו נוצרים הטעם הקלוי וניחוחות העישון, היה קצר מדי. הארכת משך הזמן, מחמש לעשר דקות, הביאה לתיקון הליקויים.

 

פרויקט יצירת הפרופילים המותאמים שנערך בשיתוף World Cooperage ויקב Kendall-Jackson מראה כי יצירת פרופילי זמן-טמפרטורה לקליית חביות יין הוליד הזדמנויות חדשות ליצירת סגנונות העונים על דרישותיהם של יצרני היין. כמו כן, מתקבל גם שיפור באחידות המוצר. הליך חדשני זה משלב ארבע התפתחויות מתחומי ההנדסה, המחשבים ומדעי החושים, בפרט:

הניסיון בשימוש בשיטה החדשנית יגדל בעתיד, אך הדוגמאות המובאות בזאת מרמזות על כך שכבר כיום מדובר בטכנולוגיה מבוססת ויעילה. יצרני יין השואפים ליצור יינות איכותיים עבור לקוחות ההולכים ונעשים מתוחכמים יותר ויותר, יכולים כעת ליהנות מכלי עזר נוסף.