DESARROLLO DE ESPUMANTE DE NARANJA - ESTUDIO DE LA FORMACIÓN DE BURBUJAS APLICANDO ANÁLISIS DE IMÁGENES

Abstract

[EN] Citrus production has had a great social, historic as well as economic impact in Salto Grande region. Many researches have been carried out on biotechnological transformations of orange juices. Thereby it has been developed the orange sparkling wine, obtained by second fermentation in bottle of a still orange wine, adjusting the traditional "champenoise" method. The main quality characteristic of this product is effervescence; bubbles form and ascend through the fluid mass when a bottle of sparkling wine is uncorked. The objectives of this thesis were to develop the "orange sparkling wine", to describe the kinetics of bubbles released in a glass of wine applying image analysis and to analyse physical, chemical and sensory characteristics of the final product, as well as processing conditions, that could affect foaming properties. The influence of length of time in contact with yeasts was studied, orange sparkling wines were kept 9, 12 and 18 months aging on lees. In addition, the effect of autholised yeasts addition in the tirage liquor to enhance foaming properties was analysed. In order to describe the orange sparkling wine, chemical characteristics were determined: alcoholic degree, pH, acidity, sugar content, glycerol, sulphur dioxide. Physical properties such as density, viscosity, surface tension were measured. A special test chart to describe effervescence, nucleation, ascend and collapse of bubbles was deisgned to develop sensorial description of foaming features. A sensorial panel was specially trained to evaluate these characteristics, focusing on foam and bubble trains. Digital videos were captured in real time, after pouring a glass of sparkling wine in similar conditions to those that a consumer experiments. The combination of process conditions and factors involved, allowed us to obtain orange sparkling wine with similar physicochemical characteristics to commercial sparkling wines obtained from grapes. Different aging time in contact with lees did not affect significantly most of the physicochemical characteristics studied in these wines as neither did the addition of autholised yeast. To deeply understand the influence of aging time on foaming properties, orange sparkling wine with shorter periods of time in contact with lees should be produced. Sensory evaluation results showed that effervescence is quite soft and the bubbles speed is moderate. All final products got a satisfactory global score. There were no significant differences between samples obtained from different treatments. The images obtained from the videos caught from a glass of sparkling wine, were processed, thus it was possible to follow foaming evolution as well as many other parameters. Persistence, size and critical radio before collapse were calculated to describe the foam ring formed at the periphery of a flute poured with the wine, the collar height; frequency of bubbles nucleation, as well as growing rates, that characterized each bubbles train, were measured. Using these parameters values, it was possible to modell kinetic flow regime at millimetric scale. An instrumental non-destructive technique, enabled us to investigate effervescence and foaming features, in conditions much closer to the real ones that a consumer enjoy while tasting a sparkling wine. The image analysis allowed us to quantify speed, frequency, growing rates, final size and persistence of foam. All these results were related to qualitative sensory attributes: velocity of bubbles, frequency of bubbles formation, size of bubbles, foam stability, thus enabling a thorough assessment of foaming properties that characterized the orange sparkling wine obtained. Image analysis results and the physicochemical determinations altogether allowed the thoroughly description of bubbles kinetic. These parameters will be used to describe the hydrodynamic of bubbles ascent, applying principles of molecular diffusion.

[ES] En la región de Salto Grande el desarrollo de la citricultura es de una gran significación histórica, social y económica. Se han estudiado las posibilidades de biotransformación de jugos de naranja, así se desarrolló el "espumante de naranja" obtenido a partir de vino base de naranja, adaptando el tradicional método "champenoise". La característica de identidad y calidad de este producto es la formación y liberación de burbujas al servir una copa de espumante. Los objetivos planteados en esta tesis fueron desarrollar el producto "espumante de naranja", describir la cinética de formación de burbujas aplicando técnicas de análisis de imágenes y analizar las características de calidad físicas, químicas y sensoriales del producto final, así como las condiciones de proceso, con la capacidad de formación de burbujas del producto "espumante de naranja". Se estudió la influencia del tiempo de añejamiento de los espumantes en contacto con las borras, obteniendo espumantes de 9, 12 y 18 meses; y el efecto del agregado de chips de levaduras en el licor de tirage. Para caracterizar el producto final se realizaron determinaciones químicas básicas: graduación alcohólica, pH, acidez, contenido de azúcares, glicerol, anhídrido sulfuroso, y se midieron propiedades físicas: densidad, viscosidad, tensión superficial. Para evaluar sensorialmente el espumante se diseñó una ficha de cata y se entrenó un panel sensorial, haciendo énfasis en las características de la espuma y de las burbujas. Se analizaron videos digitales capturados durante el llenado de copas de cristal con espumante de naranja, en condiciones similares a las de degustación. La combinación de variables de proceso permitió elaborar espumantes de naranja con características fisicoquímicas comparables a los vinos espumantes comerciales; los diferentes tiempos que se mantuvieron en contacto con las lías y la utilización de chips de levaduras en el licor de tirage, no afectaron significativamente la mayoría de las características fisicoquímicas estudiadas de estos espumantes. Se deberían elaborar nuevos espumantes y observar su evolución en tiempos más cortos en contacto con las lías, para observar si el agregado de chips provoca un acortamiento efectivo de los tiempos de añejamiento, y se logran mejores características espumantes. La velocidad de ascenso de las burbujas es moderada así como la efervescencia en boca, resultando un producto con una valoración global satisfactoria. Del procesamiento de las imágenes obtenidas al filmar la evolución de la espuma generada al servir una copa de espumante, se calcularon características de la corona (persistencia, tamaño, radio crítico antes de colapsar); la frecuencia con que se generan y ascienden burbujas, y tasas de crecimiento de los trenes de burbujas durante su ascenso y se calcularon valores casi instantáneos de los parámetros que definen el régimen de flujo y aproximarse así al comportamiento local, microscópico del fluído. Utilizando esta técnica instrumental no destructiva, se pudieron observar las propiedades espumantes en condiciones similares a las de degustación que experimenta un consumidor real, se lograron especificar parámetros que permiten describir las propiedades de las burbujas de espumante de naranja. El análisis de imágenes permitió obtener cuantitativamente valores de velocidad de ascenso de burbujas, frecuencia de generación, tasa de crecimiento, radios finales, tiempos de permanencia de la espuma que pueden relacionarse directamente con los atributos sensoriales velocidad de burbujas, efervescencia, tamaños de burbuja, corona, abundancia y persistencia de la espuma. Las propiedades fisicoquímicas analizadas en combinación con los resultados obtenidos del análisis de imágenes posibilitaron describir la cinética de ascenso de las burbujas de espumante. Estos resultados permitirán avanzar en la descripción de la hidrodinámica que controla

[CA] En la regió de Salto Grande (Argentina) el desenrotllament de la citricultura és d'una gran significació històrica, social i económica; s'han estudiat les possibilitats de biotransformación de sucs de taronja, així es va desenrotllar el "espumante de naranja" obtingut a partir de vi base de taronja, adaptant el tradicional mètode "champenoise". La característica d'identitat i qualitat d'este producte és la formació i alliberament de bambolles al servir una copa d'espumen-te. Els objectius plantejats en esta tesi van ser desenrotllar el producte "espumante de naranja", descriure la cinètica de formació de bambolles aplicant tècniques d'anàlisi d'imatges i analitzar les característiques de qualitat físiques, químiques i sensorials del producte final, així com les condicions de procés, amb la capacitat de formació de bambolles del producte "espumante de naranja". Es va estudiar la influència del temps d'envelliment dels espumantes en contacte amb les borres, obtenint espumantes de 9, 12 i 18 mesos; i l'efecte de l'agregat de xips de rents en el licor de tirage. Es van realitzar determinacions químiques bàsiques: graduació alcohòlica, pH, acidesa, contingut de sucres, glicerol, anhídrid sulfurós, i es van mesurar propietats físiques: densitat, viscositat, tensió superficial. Per a avaluar sensorialment l'espumen-te es va dissenyar una fitxa de tast i es va entrenar un panell sensorial, fent èmfasi en les característiques de la bromera i de les bambolles. Per a observar la formació de bambolles i estudiar la cinètica de desenrotllament de les mateixes, es van analitzar vídeos digitals capturats durant l'ompliment de copes de vidre, en condicions semblants a les de degustació. La combinació de variables de procés va permetre elaborar espumantes de taronja amb característiques fisicoquímiques comparables als vins espumantes comercials. Els diferents temps que es van mantindre en contacte amb les emboliques i la utilització de xips de rents en el licor de tirage, no van afectar significativament la majoria de les característiques fisicoquímiques estudiades d'estos espumantes. S'haurien d'elaborar nous espumantes i observar la seua evolució en temps més curts en contacte amb les emboliques, per a observar si l'agregat de xips provoca un acurtament efectiu dels temps d'envelliment, i s'aconseguixen millors característiques espumantes. L'avaluació sensorial van mostrar que la velocitat d'ascens de les bambolles és moderada així com l'efervescència en boca, resultant un producte amb una valoració global satisfactòria. Del processament de les imatges obtingudes, es van calcular característiques de la corona (persistència, grandària, ràdio crític abans de col·lapsar); la freqüència amb què es generen i ascendixen bambolles, i taxes de creixement dels trens de bambolles durant el seu ascens. Basant-se en estes dades es van calcular valors quasi instantanis dels paràmetres que definixen el règim de flux i aproximar-se així al comportament local, microscòpic del fluid. Utilitzant esta tècnica instrumental no destructiva, es poden observar les propietats espumantes en condicions semblants a les de degustació que experimenta un consumidor real, es van aconseguir especificar paràmetres que permeten descriure les propietats de les bambolles d'espumen-te de taronja. L'anàlisi d'imatges va permetre obtindre quantitativament valors de velocitat d'ascens de bambolles, freqüència de generació, taxa de creixement, ràdios finals, temps de permanència de la bromera que poden relacionar-se directament amb els atributs sensorials velocitat de bambolles, efervescència, grandàries de bambolla, corona, abundància i persistència de la bromera. Les propietats fisicoquímiques analitzades en combinació amb els resultats de l'anàlisi d'imatges van possibilitar descriure la cinètica d'ascens de les bambolles d'espumen-te. Estos resultats permetran avançar en la descripció de la hid