Wijn maken op microschaal

Een Amerikaanse professor ontwerpt samen met de Technische Universsiteit van Lausanne (EPFL) een miniatuur toestel voor het non-stop produceren van wijn en het beproeven van verschillende fermentatieprocessen. Het toestel is bedoeld voor wijnexperts en wijnmakers, die het kunnen gebruiken om de beste gisting en de juiste fermentatietemperatuur vast te stellen.

Fruitig, soepel, droog, levendig... wijn beschikt over heel subtiele smaken en karakteristieken, En die komen niet toevallig tot stand: het produceren van wijn is een zeer complexe onderneming. Vooral het fermentatieproces speelt een sleutelrol bij de ontwikkeling van de verschillende smaken.

 

Professor Daniel Attinger van de Iowa State University (VS) is uitgenodigd op het EPFL Microsystems Laboratory. Hij is de uitvinder van een ‘micro-wijnmaker' op een chip, om wijnexperts te helpen bij het beter begrijpen en verbeteren van het fermentatieproces. Een EPFL-team gaat ook werken aan het toestel , dat nonstop wijn kan produceren in een hoeveelheid van 1 milliliter per uur.  Deze aanpak trok al de aandacht van scholen voor wijnproducenten, zoals de Changins School in Zwitserland, een van de beste ter wereld.

 

Omgaan met klimaatverandering
Het idee kwam van  Attinger, voormalig  EPFL-student en bovendien wijnkenner. "De klimaatverandering heeft over de hele wereld gevolgen voor de kwaliteit van de druivenoogst", zegt hij. "Door de warmte rijpen sommige druiven te snel. De oogst moet vroeger plaatsvinden en de wijnen krijgen een hoger alcoholpercentage en een andere smaak. We moeten manieren vinden om te analyseren hoe de wijn is gemaakt."

Voortbouwend op zijn ervaring met multifase microfluidics kwam Attinger met het idee van een apparaatje met een microkanaal dat snel de beste temperaturen en gisten voor het fermentatieproces zou kunnen identificeren.

 

Wijnmakers voegen traditioneel gist toe aan vaten vol druivensap. Het gist absorbeert suiker en geeft alcohol en kooldioxide af. Dit proces, bekend als alcoholische fermentatie, duurt 7 tot 21 dagen en vereist een groot vloeistofvolume. Er zijn honderden soorten gist beschikbaar, elk geassocieerd met verschillende smaken. De selectie van de beste is een tijdrovende bezigheid.

 

Met Attinger's micro-wijnfabriekje  kunnen wijnmakers verschillende fermentatieprocessen testen. Het werkt met heel kleine hoeveelheden vloeistof en prduceert binnen een uur een resultaat. "Stel bijvoorbeeld dat een wijnmaker in de streek Lavaux in Zwitserland merkt dat een bepaald type gist of een bepaalde fermentatietemperatuur een te bittere wijn oplevert. Dan kunnen we snel alternatieven testen." Doordat het toestelletje zo klein is, kan de temperatuur zeer snel worden verhoogd of verlaagd.

Het toestel heeft een hoofdkanaal waardoor het druivensap zijn weg zoekt. Het gist wordt geplaatst in naastgelegen compartimenten , gescheiden van het hoofdkanaal door een heel dun membraan met gaatjes - nanoporiën genaamd. Het heeft iets weg van kleine theezakjes. Als het druivensap in aanraking komt met de gisten, absorberen die de suikers en geven alcohol en CO₂ af door het membraan.  Dit gebeurt heel snel omdat suiker en gist zich in zo'n kleine ruimte bevinden. Door het gebruik van compartimenten kan het fermentatieproces heel eenvoudig worden herhaald. "Bij een traditionele wijnmaker duurt het weken om het gist van de wijn te scheiden omdat ze gemengd zijn, Dat is hier geen probleem", zegt Attinger.

 

De rol van de EPFL is het monitoren van het gedrag van het gist in de bioreactoren. "We analyseren wat het gist produceert, als functie van de door ons bewaakte omstandigheden", zegt Philippe Renaud, hoofd van EPFL's microsysteemlaboratorium.

 

Project voor studenten

Professionals uit de wijnbranche zijn hevig geïnteresseerd in de miniatuur wijnmaker. "Het is prachtig", vindt  Ramón Mira de Orduña Heidinger, hoogleraar wijnchemie van de Changins school voor viticultuur en oenologie. "We kunnen hem gebruiken om verschillende typen gist te karakteriseren en te bestuderen of ze bestand zijn tegen sulfieten en azijnzuur."

 

Kunnen wijnliefhebbers het toestel gebruiken om thuis binnen enkele uren een voorraadje wijn aan te leggen?  "Waarom niet?", zegt Renaud glimlachend. "Maar dat is meer een gimmick. Het is een vereenvoudigd proces en het resultaat is gewoonlijk niet zo goed als normale wijn."

 

De partners zullen blijven samenwerken aan het project - enkelen bij EPFL en anderen in de VS. "Het is een heel mooi studie-onderwerp: het is leuk, maar het gaat ook om veel fundamentele concepten", zegt Renaud. "Farmaceutische bedrijven zijn ook geïnteresseerd in een dergelijk proces om bepaalde substanties te produceren. Dus de praktische toepassingen reiken verder dan het maken van wijn."

Laure-Anne Pessina, EPFL