SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.17 número1Determinação do Zinco em Vinhos por Espectrofotometria de Absorção Atómica com Chama índice de autoresíndice de assuntosPesquisa de artigos
Home Pagelista alfabética de periódicos  

Serviços Personalizados

Journal

Artigo

Indicadores

Links relacionados

  • Não possue artigos similaresSimilares em SciELO

Compartilhar


Ciência e Técnica Vitivinícola

versão impressa ISSN 0254-0223

Ciência Téc. Vitiv. v.17 n.1 Dois Portos  2002

 

Kinetics of Impregnation/Evaporation and Release of Phenolic Compounds from Wood to Brandy in Experimental Model

 

Sara Canas1, A. Pedro Belchior1, Ana M. Mateus1,2, M. Isabel Spranger1, R. Bruno-de-Sousa3

 

1 Estação Vitivinícola Nacional. INIA. 2565-191 DOIS PORTOS. Portugal. E-mail: inia.evn.quim@oninet.pt

2 Aquisição de serviços

3 Instituto Superior de Agronomia - Departamento de Química Agrícola e Ambiental. Tapada da Ajuda. LISBOA.Portugal E-mail: bruno@reitoria.utl.pt

(Manuscrito recebido em 09.04.02. Aceite para publicação em 10.05.02.)

 

 

SUMMARY

An essay was carried out under model conditions, simulating the natural ageing of brandies in 250 dm3 wooden barrels, to study the kinetics of impregnation/evaporation of brandy and the release of phenolic compounds from wood into the brandy. The influence of wood botanical species (Limousin oak and Portuguese chestnut), toasting level (light and strong) and ageing time (0, 42 and 250 days) was investigated. In parallel, a reduced essay with red wine was made to compare the kinetics of impregnation/evaporation of wine and brandy.

The great loss of wine or brandy and the highest extraction of phenolic compounds occur in the first month of the ageing process. Brandy and wine show different kinetics of impregnation/ evaporation that seem to be governed by the impregnation rate, in the beginning mostly dependent on water content (15 days) and then mainly determined by their non-volatile composition. The total loss of brandy per year is more pronounced than wine (5–15% versus 5-9%) and the corresponding impregnated layer is about two-fold thicker.

In spite of the significant effect of wood botanical species, toasting level and ageing time on total phenolic compounds and color intensity of wood and brandy, as verified in previous works, it is also evident the strong influence of wood intraspecific variability (differences between trees and in heartwood age) and toasting procedure variability.

Key words: brandy, woods, ageing, impregnation, physical and chemical characteristics

 

 

RESUMO

Cinéticas de impregnação/evaporação e transferência de compostos fenólicos da madeira para a aguardente em modelo experimental

Com o objectivo de estudar as cinéticas de impregnação/evaporação da aguardente e a transferência de compostos fenólicos da madeira foi realizado um ensaio em condições modelo, simulando o envelhecimento natural de aguardente em vasilhas de madeira de 250 dm3 . Foi analisada a influência da espécie botânica da madeira (carvalho Limousin e castanho português), do nível de queima (ligeiro ou forte) e do tempo de envelhecimento (0, 42 e 250 dias). Através de um ensaio paralelo, em pequena escala, utilizando vinho tinto, procurou-se comparar as cinéticas do vinho e da aguardente.

A grande perda de aguardente e de vinho e a maior extracção de compostos fenólicos da madeira pela aguardente ocorrem logo no primeiro mês de envelhecimento. A aguardente e o vinho apresentam cinéticas de impregnação/evaporação diferentes, que parecem ser determinadas pela taxa de impregnação, inicialmente dependente sobretudo do seu teor de água (15 dias) e depois principalmente condicionada pela sua composição não-volátil. A perda total anual de aguardente é mais acentuada que a de vinho (5–15% versus 5-9%) e a correspondente camada de madeira impregnada é cerca de duas vezes mais espessa.

Apesar do efeito significativo da espécie botânica, do nível de queima e do tempo de envelhecimento no teor de compostos fenólicos e na intensidade da cor de madeiras e aguardentes, como verificado em trabalhos anteriores, torna-se bastante evidente a influência da variabilidade intraespecífica da madeira (associada às diferenças entre árvores e à idade da madeira) e da variabilidade da queima.

Palavras-chave: aguardente; madeiras; envelhecimento; impregnação; características fisico-químicas

 

 

RÉSUMÉ

Cinétiques d’imprégnation/évaporation et transfert des composés phénoliques du bois pour l’eau-de-vie en modèle expérimental

Ce travail consiste en l’étude des cinétiques d’imprégnation/évaporation de l’eau-de-vie et le transfert de composés phénoliques du bois, en conditions modèle, avec un dispositif expérimental, simulant le vieillissement naturel de l’eau-de-vie en fût de bois de 250 dm3. L’influence de trois facteurs est analysée: l’espèce botanique (chêne Limousin et châtaignier portugais), le niveau de brûlage (léger et fort) et le temps de vieillissement (0, 42 et 250 jours). Un essai parallèle, moins complet, a été conduit sur du vin rouge pour comparer les cinétiques de ce vin et celles de l’eau-de-vie.

La plus grande perte en eau-de-vie et en vin et la plus grande extraction des composés phénoliques du bois par l’eau-de-vie ont lieu très rapidement pendant le premier mois de vieillissement. L’eau-de-vie et le vin présentent des cinétiques d’imprégnation/évaporation différentes qui semblent être déterminées par le taux d’imprégnation. L’imprégnation initiale dépend surtout de la teneur en eau (15 jours) et après de la fraction non volatile. La perte totale annuelle de l’eau-de-vie est plus importante que celle du vin (5-15% contre 5-9%), ce qui correspond a une couche de bois imprégnée environ deux fois plus importante.

Bien que l’effet de l’espèce botanique, du niveau de brûlage et du temps de vieillissement sur les composés phénoliques totaux et sur l’intensité de la couleur soit significatif, comme déjà vérifié dans des travaux précédents, les résultats sont également fortement influencés par la variabilité intra spécifique du bois (inter arbres et âge du bois de cœur) et par la variabilité du brûlage.

 

 

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text only available in PDF format.

 

 

REFERENCES

 

Artajona J., Barbero E., Llobet M., Marco J., Parente F., 1990. Influence du “bousinage” de la barrique sur les qualites organoleptiques des brandies vieillies en fûts de chêne. In: Les eaux-de-vie traditionnelles d’origine viticole. 197-205. Bertrand, A. (ed.), Lavoisier -Tec & Doc, Paris.         [ Links ]

Belchior A.P., Carvalho E., 1983. A cor em aguardentes vínicas envelhecidas: método espectrofotométrico de determinação e relação com os teores em fenólicas totais. Ciência. Tec. Vitiv., 2, 29-37.

Caldeira I., Canas S., Belchior A.P., 1996. Optimização das condições de extracção de aparas de madeira. Relatório interno, Secção de aguardentes, EVN -INIA.

Canas S., Belchior A. P., Caldeira I., Spranger M.I., Bruno de Sousa R., 2000a. La couleur et son évolution dans les eaux-de-vie Lourinhã pendant les trois premières années du vieillissement. Ciência. Tec. Vitiv., 15, 1-14.

Canas S., Grazina N., Spranger M.I., Belchior A.P., 2000b. Modelisation of heat treatment of Portuguese oak wood (Quercus pyrenaica L.). Analysis of the behaviour of low molecular weight phenolic compounds. Ciência. Tec. Vitiv., 15, 75-94.

Canas S., Leandro M.C., Spranger M.I., Belchior A.P., 2000c. Influence of botanical species and geographical origin on the content of low molecular weight phenolic compounds of woods used in Portuguese cooperage. Holzforschung, 54, 255-261.

Cantagrel R., Mazerolles G., Vidal J.P., Galy B., Boulesteix J.M., Lablanquie O., Gaschet J., 1992. Evolution analytique et organoleptique des eaux-de-vie de Cognac au cours du vieillissement. 2ª partie: Incidence de la température et de l’hygrométrie des lieux de stockage. In: Elaboration et connaissance des spiritueux. 573 -576. Cantagrel R. (ed.), Lavoisier -Tec & Doc, Paris.

Chatonnet P., 1999. Discrimination and control of toasting intensity and quality of oak wood barrels. Am. J. Enol. Vitic., 50, 479-494.

Chatonnet P., Boidron J.N., 1989. Incidence du traitement thermique du bois de chêne sur sa composition chimique. 1ere Partie: Définition des paramètres thermiques de la chauffe des fûts en tonnellerie. J. Intern. Sci. Vigne Vin, 23, 77-87.

Chatonnet P., Boidron J.N., Dubourdieu D., 1993. Maîtrise de la chauffe de brûlage en tonnellerie. Application à la vinification et à l’élevage des vins en barriques. Rev. Fr. Oenol., 144, 41-53.

Deret-Varcin E., 1983. Etude de la qualité du bois de trois types de chênes (rouvres, pédunculés et intermédiaires), en forêt de Morimond. Ann. Sci. For., 40, 373-398.

Feuillat F., Moio L., Guichard E., Marinov M., Fournier N., Puech J.-L., 1997. Variation in the concentration of ellagitannins and cis- and trans-β-methyl-γ-octalactone extracted from oak wood (Quercus robur L., Quercus petraea Liebl.) under model wine cask conditions. Am. J. Enol. Vit., 48(4), 509-515.

Feuillat F., Keller R. (1997). Variability of oak wood (Quercus robur L., Quercus petraea Liebl.). Anatomy relating to cask properties. Am. J. Enol. Vit., 48(4), 502-508.

Feuillat F., Perrin J.R., Keller R., 1994. Simulation expérimentale de “l’interface tonneau”: mesure des cinétiques d’imprégnation du liquide dans le bois et d’évaporation de surface. J. Int. Sci. Vigne Vin, 28, 227-245.

Guymon J.F., Crowell E.A., 1968. Separations of vanillin, syringaldehyde and other aromatic compounds in the extracts of French and American oak woods by brandy and aqueous alcohol solutions. Qual. Plant. Materiae, 16, 302-333.

Guymon J.F., Crowell E.A., 1970. Brandy aging. Some comparisons of American and French oak cooperage. Wines & vines, 23-25.

Hale M.D., McCafferty K., Larmie E., Newton J., Swan J.S., 1999. The influence of oak seasoning and toasting parameters on the composition and quality of wine. Am. J. Enol. Vitic., 50, 495-502.

Kadim D., Mannheim C.H., 1999. Kinetics of phenolic extraction during aging of model wine solution and white wine in oak barrels. Am. J. Enol. Vit., 50, 33-39.

Klumpers J., Scalbert A., Janin G., 1994. Ellagitannins in European oak wood: polymerization during wood ageing. Phytochem., 36, 1249-1252.

Marco J., Artajona J., Larremi M.S., Rius F.X., 1994. Relationship between geographical origin and chemical composition of wood of oak barrels. Am. J. Enol. Vitic., 45, 192-200.

Masson G., Moutounet M., Puech J.-L., 1995. Ellagitannin content of oak wood as a function of species and of sampling position in the tree. Am. J. Enol. Vit., 46, 262-268.

Miller D.P., Howell G.S., Michaelis C.S., Dickmann D.I., 1992. The content of phenolic acid and aldehyde flavor components of white oak as affected by site and species. Am. J. Enol. Vitic., 43, 333-338.

Mosedale J.R., 1995. Effects of oak wood on the maturation of alcoholic beverages with particular reference to whisky. Forestry, 68, 203-230.

Mosedale G., Charrier B., Crouch B., Janin G., Savill P.S., 1996a. Variation in the composition and content of ellagitannins in the heartwood of European oaks (Quercus robur and Quercus petraea). A comparison of two French forests and variation with heartwood age. Ann. Sci. For., 53, 1005-1018.

Mosedale J.R., Charrier B., Janin G., 1996b. Genetic control of wood colour, density and heartwood ellagitannin concentration in European oak (Quercus petraea and Q. robur). Forestry, 69, 111124.

Mosedale J.R., Ford A., 1996. Variation of the flavour and extractives of European oak wood from two French forests. J. Sci. Food Agric., 70, 273-287.

Mosedale J.R., Savill P.S., 1996. Variation of heartwood phenolics and oak lactones between the species and phenological types of Quercus petraea and Q .robur. Forestry, 69, 47-55.

Moutounet M., Rabier P., Puech J.-L., Varette E., Barillère J.-M., 1989. Analyse CLHP d’extractibles du bois de chêne. Application à un vin de Chardonnay. Sci. Aliments, 9, 35-51.

Nishimura K., Ohnishi M., Masahiro M., Kunimasa K., Ryuichi M., 1983. Reactions of wood components during maturation. In: Flavour of distilled beverages: origin and development. 241-255. Piggott, J.R. (ed.), Ellis Horwood Limited, Chichester.

OIV, 1994. Recueil des méthodes internationales d’analyse des boissons spiritueuses, des alcools et de la fraction arômatique des boissons, 311 p., OIV, Paris.

Peng S., Scalbert A., Monties B., 1991. Insoluble ellagitannins in Castanea sativa and Quercus petraea woods. Phytochem., 30, 775-778.

Polge H., Keller R., 1973. Qualité du bois et largeur d’accroissements en forêt de Tronçais. Ann. Sci. For., 30, 91-125.

Puech J.-L., Feuillat F., Mosedale J.R., Puech C., 1996. Extraction of ellagitannins from oak wood of model casks. Vitis, 35, 211-214.

Rabier P., Moutounet M., 1990. Evolution d’extractibles de bois de chêne dans une eau-de-vie de vin. Incidence du thermotraitement des barriques. In: Les eaux-de-vie traditionnelles d’origine viticole. 220-230. Bertrand, A. (ed.), Lavoisier -TEC & DOC, Paris.

Ribéreau-Gayon P., 1970. Le dosage des composés phénoliques totaux dans les vins rouges. Chim. Anal., 52, 627-631.

Ribéreau-Gayon J., Peynaud E., Ribéreau-Gayon P., Sudraud P., 1976. Traité d’oenologie. Siences et techniques du vin. Tome 3, 719 p., Dunod, Paris.

Rous C., Alderson B., 1983. Phenolic extraction curves for white wine aged in French and American oak barrels. Am. J. Enol. Vit., 34, 211-215.

Sarni F., Moutounet M., Puech J.-L., Rabier Ph., 1990. Effect of heat treatment of oak wood extractable compounds. Holzforschung, 44, 461-466.

Singleton V., 1995. Maturation of wines and spirits: comparisons, facts and hypotheses. Am. J. Enol. Vit., 46, 98-115.

Viriot C., Scalbert A., Hervé-du-Penhoat C.L.M., Moutounet M., 1994. Ellagitannins in woods of sessile oak and sweet chestnut. Dimerization and hydrolysis during wood ageing. Phytochem., 36,1253-1260.

Viriot C., Scalbert A., Lapierre C., Moutounet M., 1993. Ellagitannins and lignins in aging of spirits in oak barrels. J. Agric. Food Chem., 41, 1872-1879.

Vivas N. (2000). Apports récents à la connaissance du chêne de tonnellerie et à l’élevage des vins rouges en barrique. Bull. OIV, 827-828, 79-108.

 

 

ACKNOWLEDGEMENTS

We thank to Mr. Manuel Lopes for the technical support provided during the essay and to Ms. Amélia Soares and M. Deolinda Mota for their help in some analytical determinations.