Transcript weit - Schneider

Ausbau von Rotwein
Sauerstoffmanagement:
Reaktionen von Tannin und Sauerstoff
und ihr Einfluss auf die Sensorik
Gesamtphenolgehalt verschiedener Weinarten
(in mg/L Catechin)
Nichtflavonoide
Flavonoide
Gesamtphenol, mg/l (als Catechin)
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Weißwein, optimal
Weißwein, mit
Gerbstoff belastet
Rosé
leichter Rotwein
schwerer Rotwein
Der relativ hohe Gesamtphenolgehalt der Rotweine ist auf das ihnen eigene Tannin
einschließlich der Anthocyane zurückzuführen, welches Weißweinen fehlt. Daher ist der
Gesamtphenolgehalt ein Indikator für die Intensität der Rotweinart.
Gesamtphenole in Rotwein.
Fraktionierung zur Qualitätskontrolle.
Gesamtphenol
1000 – 4000 mg/l
hydrolysierbare Phenole
(Ellagtannin)
aus Holz etc.
(0 – 100 mg/l)
nicht-flavonoide Phenole aus
Trauben
(Phenolcarbonsäuren)
(200 – 300 mg/l)
flavonoide Phenole
aus Trauben
(700 – 3500 mg/l)
farblose Flavonoide
(400 – 3000 mg/l)
monomere Anthocyane
(50 – 1000 mg/l)
Polymerisation
farblose Flavonoide,
monomer
(200 – 1000 mg/l)
Co-Polymerisation
Flavonoide
polymer und gerbend
braun oder rot
(200 – 2000 mg/l)
Korrelationskoeffizienten (r) zwischen phenolanalytischen
und gustativen Parametern bei Rotweinen (nur r > 0,7)
(deutsche Rotweine, 1999)
Gesamtphenole
Adstringens
Bittere
0,79
0,70
Mundfülle
0,83
Anthocyane
flavonoide Phenole
0,77
0,73
monomere flavonoide
Phenole
0,82
0,72
gerbende flavonoide
Phenole
0,77
0,72
Gesamtphenolgehalt, gesamte flavonoide Phenole, monomere flavonoide Phenole und
gerbende flavonoide Phenole beschreiben die Adstringens mit annähernd gleicher
Präzision.
Zusammenhang zwischen Adstringens und
Gesamtphenolgehalt bei 18 deutschen Rotweinen
(21 Prüfer)
Adstringens, 1-10
7
6
R2 = 0,63
5
4
3
2
1
0
0
500
1000
1500
Gesamtphenol, mg/l Catechin
2000
2500
Der Gesamtphenolgehalt der Rotweine gibt eine weit reichende Information über die
Intensität der Adstringens (hier 63 %) – ähnlich wie die Gesamtsäure eine Information über
den sauren Geschmack gibt.
Zusammenhang zwischen Adstringens und Bittere bei
18 deutschen Rotweinen unterschiedlicher Rebsorten
Adstringenz, 0-10
(21 Prüfer)
7
6
5
4
3
2
1
0
R2 = 0,67
0
1
2
3
4
5
6
Bittere, 0-10
In diesem Datensatz korrelierte die wahrgenommene Bittere zu 67 % mit der Adstringens;
Bittere und Adstringens werden in der deskriptiven Sensorik oft beliebig ausgetauscht.
Bittere durch Chininchlorid, Adstringens durch Aluminiumkaliumsulfat modelliert.
Gängige Methoden zur Bestimmung des
Gesamtphenolgehalts in der Betriebskontrolle
1.
Photometrisch mittels Folin-Ciocalteu-Reagenz bei 720 nm
Auch anwendbar auf einzelne phenolische Fraktionen nach Fällungsgängen.
Die Ergebnisse werden in mg/l Catechin oder mg/l Gallussäure ausgedrückt
(Kalibration!). – 1 mg Gallussäure ≈ 1,4 mg Catechin.
2.
Photometrisch als A 280 nm
Weniger spezifisch und reproduzierbar als 1., da Absorptionsmaximum
variabel, in deutschen Rotweinen bei ca. 285 nm. Problem der
Vergleichbarkeit.
Die Ergebnisse werden als A 280 bei 10 mm Lichtdurchgang ausgedrückt.
3.
Mittels FTIR
Kalibriert mittels der Methoden 1. und 2.
Gängige Methoden zur Bestimmung des
Anthocyangehaltes in der Betriebskontrolle
1.
Photometrisch bei 520 nm vor und nach Zugabe eines
Überschusses von SO2.
2.
Photometrisch bei 520 nm vor und nach Ansäuerung auf pH 0,6.
Die Ergebnisse werden üblicherweise in Form von mg/L Malvidindiglucosid
ausgedrückt.
Zusammenfassung
Analytische Beurteilung von Tannin- und Anthocyangehalt
•
Der Gesamtphenolgehalt gibt die Summe von Tanninen und Anthocyanen
wieder.
•
Er beschreibt auf einfache Weise die Intensität der Rotweinart, jedoch nicht die
sensorische Qualität des Tannins.
•
Ohne gleichzeitige Kenntnis des Anthocyangehaltes ist er nur beschränkt
verwertbar.
•
Der Quotient Gesamtphenol : Anthocyan stellt einen Index für das TanninAnthocyan-Verhältnis dar.
•
Leichte Rotweine weisen 1200-1800 mg/L Gesamtphenol (als Catechin) auf,
kräftige Rotweine bis über 3000 mg/L.
•
Helle Rotweine (Spätburgunder) weisen im jungen Stadium 150-200 mg/L
Anthocyane auf, dunkle Rotweine (Regent, Dornfelder usw.) bis über 1000
mg/L.
Zieht man die Analytik zur Unterstützung der Sensorik heran, kommt dem
Gesamtphenolgehalt in Rotwein die gleiche Bedeutung wie der Bestimmung von Alkohol,
Zucker, Säure usw.
Extraktionskinetik des Tannins bei der Maischestandzeit zweier unterschiedlicher Rebsorten bei 25° C.
Gesamtphenol, mg/l
monomere Flavonoide, mg/l
4500
polymere Pigmente, mg/l
4500
Dornfelder
4000
mg/l
Anthocyane, mg/l
3500
3500
3000
3000
2500
2500
2000
2000
1500
1500
1000
1000
500
500
0
0
0
10
Spätburgunder
4000
20
Tage
30
40
0
10
20
30
40
Tage
Die Extraktion der Anthocyane ist bei der Maischegärung nach 5-7 Tagen beendet, während
die des Tannins bis zu über sechs Wochen dauern kann (nicht muss).
Extraktion von Gesamtphenol während der
Maischestandzeit unterschiedlichen Leseguts bei 25° C
5000
Spätburgunder, Nahe
4500
Gesamtphenol, mg/l Catechin
4000
Cab. Dorsa, Rheinhessen
Zweigelt I, Steiermark
3500
Cab. Sauvignon, Alicante
3000
Dornfelder II, Rheinhessen
2500
Dornfelder I, Rheinhessen
2000
1500
Cab. Sauvignon, Rheinhessen
1000
500
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Tage
- Der extrahierbare Gesamtphenol ist von der phenolischen Reife (nicht vom Mostgewicht) der
Trauben vorgegeben.
- Seine Extraktion während der Maischestandzeit erfolgt unter vergleichbaren Bedingungen mit
unterschiedlicher Geschwindigkeit und steht in keinem Zusammenhang mit dem Vergärungsgrad.
- Gesamtphenol ist ein brauchbarer Parameter zur Optimierung des Zeitpunkts des Abpressens.
Zusammenfassung
Gewinnung von Tannin und Anthocyanen bei Maischegärung
•
Tanningehalt und Extrahierbarkeit des Tannins ist von der phenolischen Reife
der Trauben vorgegeben und steht in keinem Zusammenhang mit der
alkoholischen Reife (Mostgewicht).
•
Die Extraktion von Farbe (Anthocyanen) ist bei der Maischegärung nach 5-7
Tagen beendet, danach wird nur noch Tannin extrahiert.
•
Aus der Länge der Maischestandzeit kann nicht auf den extrahierten
Tanningehalt geschlossen werden.
•
Bei den meisten Rebsorten werden 85 % der phenolischen Substanz (Tannin)
innerhalb von 10 Tagen extrahiert (25° C, 3 x Umpumpen per Tag).
•
Nachmazeration (nach Gärende) kann zusätzliches Tannin extrahieren, muss es
aber nicht.
Warum Sauerstoffmanagement in Rotwein?
•
•
•
•
Die Zufuhr von Sauerstoff zu Rotwein dient seiner geschmacklichen Reifung
und aromatischen Komplexierung.
Primärer Sauerstoffakzeptor ist das Tannin, welches sich qualitativ verändern
soll.
Passive Zufuhr von Sauerstoff während Lagerung in Holz, PVC, in Flasche
durch Flaschenverschluss, über Weinoberfläche, während Behandlungsmaßnahmen.
Aktive Zufuhr von Sauerstoff z. B. durch belüftendes Umpumpen, MikroOxygenierung….
Ziel ist, die Zufuhr von Sauerstoff so zu beherrschen wie die Dosage von SO2.
Strukturen monomerer flavonoider Phenole
Monomere flavonoide Phenole, welche die Basis des traubenbürtigen Tannins bilden, sind
der Grundstruktur C6-C3-C6
Tannine in Rotwein sind mehr als Flavonoid-Polymerisate unterschiedlicher Kettenlänge;
sie sind auch mit anderen Makromolekülen wie Mannoproteinen assoziiert.
Polymerisationsreaktionen in Rotwein in Abhängigkeit
vom Weintyp
Art
Weintyp
sensorische Folgen
Tannin – Tannin
Rotwein mit wenig Farbe
und viel Tannin,
z. B. Spätburgunder
Altersfirne (“trockene
Kräuter”), Intensivierung der
Adstringens bei Alterung, im
Extremfall Bräunung.
Anthocyan – Anthocyan
Rotwein mit viel Farbe und
wenig Tannin,
z. B. Dornfelder, Regent
Abbau von Mundfülle durch
Verlust von Anthocyanen,
im Extremfall Ausflockung
von Farbe
Tannin – Anthocyan
Rotweine mit
ausgeglichenem TanninAnthocyan-Verhältnis
(GP : A = 3:1 – 5:1),
z. B. Cabernet Sauvignon,
Portugieser
Relativ stabil in Geruch und
Geschmack während
Lagerung, gut
alterungsfähig.
Dem Tannin-Anthocyan-Verhältnis kommt eine entscheidene Rolle beim Ausbau der
Rotweine zu und entscheidet über sensorische Effekte von Sauerstoffzufuhr und
Alterung. - Anthocyane machen das Tannin geschmacklich weicher und verbessern
seine Löslichkeit.
Chemische Mechanismen der Polymerisation
1.
Kondensation von “Tannin + Anthocyan” oder “Tannin + Tannin”;
ohne Sauerstoff.
2.
Direkte Addition von “Tannin + Anthocyan”; erfordert Sauerstoff,
sehr langsam.
3.
Addition von Ethanal oder Pyruvat an C4 der Anthocyane
→ sehr stabile Addukte.
4.
Ethylbrücke des Typs “Phenol-Ethyl-Phenol”;
- Erforder Sauerstoff zur Bildung von Ethanal durch gekoppelte Oxidation von
Phenolen und Ethanol
- Fünfmal schneller als Polymerisation des Typs 1 und 2.
- Polymerisation mit einem Anthocyan setzt der Polymerisationskette ein Ende
→ geringer Polymerisationsgrad in Anthocyan-reichen Weinen.
1. Die Oxygenierung fördert die Bildung von Polymerisaten des Typs “PhenolEthyl-Phenol”, z. B. “Tannin – Ethyl – Tannin - Ethyl – Tannin - Ethyl – Anthocyan”.
2. Sauerstoff ist zur geschmacklichen Reifung von Rotwein nicht unbedingt
erforderlich, beschleunigt sie aber.
Oxidation und regenerative Polymerisation von Phenolen
OH
Phenol
OH
R
O2
H2SO4
H2SO3
H2SO3
Ethanol
höhere Alkohole,
H2O2
O
OH
O
OH
R
H2SO4
Chinon
R
OH
Dimer
HO
R
Anthocyane
R
OH
höhere Aldehyde
=Produkte der Altersfirne
regenerative
Polymerisation
Phenol
Acetaldehyd
1.
Chemische Oxidation von Phenol zum entsprechenden Chinon.
2.
Reduktion des entstehenden Peroxids durch SO2 , Ethanol, höhere
Alkohole, Aromastoffe, Phenole selbst…..
3.
Entstehende höhere Aldehyde (Altersfirne!) können analog zu Acetaldehyd
in die Polymerisation einbezogen werden, während sie in Weißweinen
akkumulieren. Deshalb ist das Aroma der Rotweine stabiler gegen
Oxidation.
4.
Reduktion der Chinone durch SO2 oder durch regenerative Polymerisation.
OH
etc.
Polymerisate,
braun-rot
Momentane Konzentration an Peroxiden (als H2O2) bei der
Oxygenierung von Rotweinen (ohne freie SO2) in
Abhängigkeit vom Gesamtphenolgehalt.
Bestimmung enzymatisch mittels NADP-Peroxidase.
0,50
Peroxide, mg/L H2O2
0,45
0,40
0,35
R2 = 0,4101
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Gesamtphenol, mg/L
Die Oxidation von Phenolen führt zur Bildung von Peroxiden. Bei der Oxygenierung von
Rotweinen in Abwesenheit von SO2 können intermediäre Peroxide zu nachweisbaren
Konzentrationen akkumulieren. Unter vergleichbaren Bedingungen korreliert ihre
momentane Konzentration mit dem Gehalt an Gesamtphenol.
Bindung von Ethanal in Rotwein unter Luftabschluss
(Gesamtphenol = 3200 mg/l, freie SO2 = 0 mg/l)
160
140
starke Ausfällung von Tannin
Ethanal, mg/L
120
100
80
60
40
20
0
0
25
50
75
100
125
150
175
200
Tage
Freier Ethanal wird allmählich an das Tannin gebunden und verschwindet. Starke
Akkumulation von Ethanal unter oxidativen Bedingungen (keine SO2) führt zu einer
Ausfällung von Tannin, sobald ein gewisser Polymerisationsgrad überschritten wird.
Zusammenfassung:
Oxidation und regenerative Polymerisation von Phenolen
•
Bei der regenerativen Polymerisation werden die durch Oxidation verloren
gegangenen OH-Gruppen der Phenole wieder hergestellt (regeneriert).
•
Die regenerierten Phenole sind erneut der Oxidation zugänglich. Dadurch kann das
Tannin der Rotweine ungleich mehr Sauerstoff binden, als sich aus der
Stöchiometrie ergibt.
•
Die Fähigkeit der Rotweine zur Sauerstoffaufnahme kennt daher keinen festen
Endpunkt und ist unbegrenzt.
•
Die Fähigkeit der Sauerstoffumsetzung findet ihre praktische Grenze im vorliegenden Phenolgehalt (evtl. Ausflockung, oxidative Zerstörung der Farbe) und der
oxidativen Zerstörung des Aromas durch temporäre Akkumulation intermediärer
Peroxide.
•
Bei der Oxidation von Phenolen entstehen intermediäre Peroxide, welche durch SO2,
Ethanol (→ Acetaldehyd), Aromastoffe und Phenole selbst reduziert werden.
•
Entstehender Acetaldehyd wird an Tannin gebunden (Ethyl-Brücke!)
Sauerstoffzehrung verschiedener Inhaltsstoffe
unfiltrierter Rotweine. Beispiel eines typischen Rotweins
Alkohol, 13 %
Acetaldehy
d
freie SO2, 50 mg/l
Sulfat
sensorische
Konsequenzen
Mannoproteine aus Hefe,
400 mg/l
Tannin, 2000 mg/l
Peroxide
Anthocyane, 350 mg/l
Hefe in Suspension, 35-350
NTU
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
mg/l O2 pro Stunde
Phenole sind die wichtigsten, aber nicht alleinigen Sauerstoffakzeptoren in Rotwein.
In Rotweinen mit geringem Gesamtphenol nimmt die Bedeutung nichtphenolischer
Sauerstoffakzeptoren wie SO2 zu.
Einfluss von Feinhefe und Filtration auf die Reaktionen
des Sauerstoffs mit den Inhaltsstoffen des Rotweins
mit Hefe
ohne Hefe
Tannin
SO2
SO2
Mannoproteine
Tannin
Mannoproteine
Alkohol
Hefe
Anthocyane
Alkohol
Anthocyane
Der Anteil des Sauerstoffs, die mit dem Tannin reagiert, ist ganz erheblich von Menge und
biochemischem Status der suspendierten Feinhefe abhängig.
Zehrung von Sauerstoff (mg/l O2 in 100 h) durch Hefe
in einem ungeschwefelten jungen Weißwein in Abhängigkeit von Trübungsgrad bzw.
Hefezellzahl bei nicht limitiertem Sauerstoffangebot.
60
O2, mg/L
50
40
30
20
10
0
350
175
35
3,5
0
NTU
Bereits geringe Mengen an suspendierter Feinhefe (35 NTU, Opaleszenz !) genügen
zur Aufrechterhaltung ihrer O2-zehrenden Wirkung.
Eigenschaften der Feinhefe
1. Oxidationsschutz √
(nur durch in Schwebe befindliche Hefezellen, wenig abhängig von Menge der Hefe)
2. Adsorption von Schwermetallionen (Cu bei Böckserbehandlung!) (nur
durch in Schwebe befindliche Hefezellen, stark abhängig von Menge der Hefe)
3. Adsorption von Anthocyanen und Tanninen bis zur Sättigung
(nur durch in Schwebe befindliche Hefezellen, stark abhängig von Menge der Hefe)
4. Sekretion von Mannoproteinen (→ Mundfülle, Schutzkolloide)
(durch suspendierte und sedimentierte Hefe, stark abhängig von Menge der Hefe)
5. Sekretion von Aminosäuren, u. a. reduzierende Aminosäuren
(durch suspendierte und sedimentierte Hefe, stark abhängig von Menge der Hefe)
Die Anwesenheit von Feinhefe verlangsamt die oxidative Polymerisation des
Tannins.
Ein geschmacklicher Effekt “sur lie” durch Anreicherung hefebürtiger
Mannoproteine tritt nur bei hohen Hefemengen auf.
Mannoproteine binden sich an das Tannin und mindern seine Adstringens.
Einfluss von SO2 auf die Oxidation (2 x 8,5 mg/L O2) von
Portugieser Rotwein nach Filtration.
Daten in % vom Mittelwert = 100 %.
Standard
17 mg/l O2 mit SO2
Farbintensität
trockene Kräuter
160
140
120
100
80
60
40
20
0
17 mg/l O2 ohne SO2
Gesamtphenol: 1080 mg/l
Anthocyane: 164 mg/l
Bräunungsindex
Buntfrüchte
Adstringens
polymere Pigmente
Bittere
In Rotweinen mit geringem Gesamtphenolgehalt führt die Umsetzung von Sauerstoff
zu starken Aromaschäden durch Überoxidation, wenn keine freie SO2 anwesend ist.
SO2 spielt hier eine wesentliche Rolle als Sauerstoffakzeptor und unterstützt die
reduzierende Wirkung des Tannins.
Einfluss von SO2 auf die Oxidation (2 x 8,5 mg/L O2) von
Dornfelder nach Filtration.
Daten in % vom Mittelwert = 100 %.
Standard
17 mg/l O2 mit SO2
17 mg/l O2 ohne SO2
---
Farbintensität
140
Gesamtphenol: 1890 mg/l
Anthocyane: 964 mg/l
120
trockene Kräuter
100
Bräunungsindex
80
60
40
20
0
Buntfrüchte
Adstringens
polymere Pigmente
Bittere
Unter vergleichbaren Bedingungen spielt die SO2 eine geringere Rolle als Sauerstoffakzeptor, wenn der Wein mehr Gesamtphenole und Anthocyane aufweist. Insgesamt
führt die Umsetzung von Sauerstoff hier zu geringen Verlusten an Fruchtaroma.
Einfluss des Gesamtphenol-Anthocyan-Verhältnisses auf die
Veränderung der Adstringens bei Sauerstoffaufnahme
Portugieser: Gesamtphenol (GP) = 1080 mg/l, Anthocyane (A) = 165 mg/l, GP:A = 6,6.
Dornfelder: Gesamtphenol (GP) = 1890 mg/l, Anthocyane (A) = 964 mg/l, GP:A = 2,0.
5,38
Intensität Adstringens, 0-10
6
4,25
5
3,71
4
2,88
3,93
4,07
3
2
1
Portugieser
0
0 mg/l O2
Dornfelder
10 mg/l O2
20 mg/l O2
Rotweine mit hohem Anthocyan-Anteil am Gesamtphenol (geringes Tannin-AnthocyanVerhältnis) sprechen geschmacklich (Adstringens) kaum auf Sauerstoff an.
In keinem der beiden Weine führte die Umsetzung von Sauerstoff zu einer Minderung der
Adstringens.
Dornfelder: Principal Component Analysis analytischer
und sensorischer Daten.
Beispiel für eine Rebsorte mit geringem Sauerstoffbedarf.
Bei Dornfelder nimmt die Qualitätszahl zu in dem Maße, wie Gesamtphenol und alle
Anthocyan-abhängigen Parameter (Farbe, A 520, Gesamt- und ionisierte Anthocyane)
zunehmen. Chemisches Alter und Polymerisation des Tannins (und damit O2-Zufuhr) sind
bei dieser Rebsorte von geringem Einfluss, da wenig Tannin und viel Anthocyan. Säure
und Bräunung sind der Qualität gegenläufig.
Einfluss von Ellagtannin auf die Oxidation (1 x 8,5 mg/L O2) von
Portugieser Rotwein nach Filtration und SO2.
Daten in % vom Mittelwert = 100 %.
Standard
8,5 mg/l O2 mit Ellagtannin (150 mg/l)
Farbintensität
trockene Kräuter
140
120
100
80
60
40
20
0
8,5 mg/l O2 ohne Ellagtannin
Gesamtphenol: 1080 mg/l
Anthocyane: 164 mg/l
Bräunungsindex
Buntfrüchte
Adstringens
polymere Pigmente
Bittere
Die Anwesenheit von Ellagtannin vermag Weine mit geringem Gesamtphenol- und
Anthocyangehalt vor Aromaschäden durch Überoxidation zu schützen.
Aber: Zusatz handelsüblicher Tannine kann solche dünnen Weine jedoch
geschmacklich entstellen durch schlecht integrierte Adstringens.
Einfluss von Schwefelungszeitpunkt (60 mg/L SO2) und
Oxygenierung (8 mg/L O2) auf Spätburgunder nach Filtration.
Daten in % vom Mittelwert = 100 %.
Buntfrüchte
130
120
110
polymere Pigmente
100
trockene Kräuter
90
80
SO2 früh (nach 1 Woche), ohne O2
70
SO2 spät (nach 11 Wochen), ohne O2
Bräunungsindex
Adstringens
SO2 früh (nach 1 Woche) + 8 mg/l O2
8 mg/l O2 + SO2 spät (nach 11 Wochen)
Farbintensität (A 520)
- SO2 früh, kein O2 → schwächste Aromatik und hellste Farbe, höchste Adstringens.
- O2 vor SO2 spät → höchste Farbintensität, starke Aromaschäden.
- SO2 früh und O2 danach → stärkste Fruchtaromatik mit geringster Adstringens und Farbe.
Die zeitlich Abfolge von SO2 und Belüftung hat erheblichen Einfluss auf das
sensorische Profil. Dieser Einfluss nimmt zu in dem Maße, wie die Gehalte an
Gesamtphenol und Hefe abnehmen.
-
Sauerstoff-Sensibilität
Mikrooxygenierung von Rotweinen: Zusammenhang
zwischen Gesamtphenolgehalt und Sauerstoff-Sensibilität.
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Spätburgunder,
Mittelrhein
Portugieser,
Rheinhessen
St. Laurent, Pfalz
Spätburgunder,
Pfalz
Dornfelder,
Pfalz
Sauerstoff-Sensibilität:
Syrah, Pfalz
Cab. Sauvignon,
Pfalz
Merlot, Pfalz
Summe der relativen Standardabweichungen
aller sens. Parameter zwischen den O2Varianten (0, 10 und 20 mg/L O2) nach drei
Monaten.
0
500
1000
R2 = 0,774
Sangiovese,
Umbria
1500
2000
2500
3000
Gesamtphenol (mg/l Catechin)
Je höher der Gesamtphenolgehalt, desto weniger spricht der Wein auf eine bestimmte
Menge Sauerstoff sensorisch an und desto mehr Sauerstoff benötigt er zu seiner Reifung.
Der Gesamtphenolgehalt informiert darüber, wie viel Sauerstoff ein Rotwein zu seiner
Reifung benötigt bzw. verträgt.
Zusammenfassung:
Sensorische Folgen der Umsetzung von Sauerstoff und
der Polymerisation von Phenolen
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Die Oxidation zu Beginn der Maischegärung ist enzymatischer Natur
(Nebenprodukt = H2O), im Wein ist sie chemischer Natur (Nebenprodukt =
H2O2)..
Im geklären Rotwein sind Tannin, Anthocyane und SO2 die bevorzugten
Sauerstoffakzeptoren.
Im trüben Rotwein konsumiert Feinhefe einen erheblichen Anteil des
Sauerstoffs ohne sensorische Konsequenzen.
Durch Oxidation des Tannins wird seine Polymerisation beschleunigt.
Die Polymerisation verändert die geschmacklichen Eigenschaften des Weins
(Reifung), führt aber nicht zwangsläufig zu einer Minderung der Adstringens.
Der Einfluss der Weinmatrix (Mannoproteine!) ist entscheidend.
Der Bedarf eines Rotweins an O2 und seine Widerstandsfähigkeit gegenüber
Oxidation wird in erster Linie durch seinen Gehalt an Gesamtphenol (GP)
vorgegeben.
Dieser Grundsatz erfährt eine weitere Differenzierung durch den AnthocyanAnteil am GP bzw. das Tannin-Anthocyan-Verhältnis.
Ellagtannin, Hefe und SO2 wirken als zusätzliche und variable
Sauerstoffakzeptoren, welche O2 der Reaktion mit Tannin entziehen und den
sensorischen Effekt der Sauerstoffaufnahme abpuffern.
Überoxidation führt zu einer temporären Akkumulation von Peroxiden, die
bleibende Veränderungen in der Aromatik hervorrufen (Altersfirne?)
Durchschnittliche passive O2-Aufnahme bei
kellertechnischen Behandlungen im Klein- und
Mittelbetrieb
Vorgang
Umlagerung, Einlauf unten
O2 , mg/L
0,5 – 1,0
Umlagerung mit gelockerter Saugleitung
5-8
Umlagerung, Einlauf oben, über Auslaufbogen
2-4
Umlagerung, Einlauf oben, ober Reißrohr
7-8
Zentrifugation
3-4
Kieselgurfiltration
2-4
Cross-Flow-Filtration, offener Vorlaufbehälter
3-5
Rühren
1-4
Transport in teilbefüllten Tanks
5-8
Abfüllung
1-2
Lagerung im Holzfass, pro Jahr
10
Lagerung im Barrique, pro Jahr
20-40
Je größer die Gebindeeinheiten, desto geringer ist der Sauerstoffeintrag in mg/L
→ Problem der Behandlung kleiner Gebinde.
Bis die in Rotwein störende CO2 ausgetrieben ist, hat der Wein bereits eine gewisse
Menge an Sauerstoff aufgenommen !
Verfahren aktiver Sauerstoffzufuhr
Vor- und Nachteile
Verfahren
Wirkung
Abzug / Umpumpen über Luft
- Hohe O2 -Aufnahme beim Ablassen über offenes
Zwischengefäß.
- Hohe O2-Aufnahme bei allen weiteren Umlagerungen in
Verbindung mit Befüllung von oben.
- Aber: Geringe O2-Aufnahme durch Befüllen von oben beim 1.
Abzug durch CO2-Entbindung aus dem Jungwein.
Ansaugen von Luft über
Saugstutzen der Pumpe
Variabel, eher hohe O2-Aufnahme, schwer zu regulieren.
Sensorisches Ergebnis schwer kalkulierbar.
Ansaugen von Luft durch poröses
Belüftungsrohr saugseitig Pumpe
Variable, eher hohe O2-Aufnahme.
Sensorisches Ergebnis schwer kalkulierbar.
Mikrooxygenierung
Dosage (mg / L / Monat) variabel einstellbar.
Durch Sensorik zu kontrollieren.
Kontrolliertes Hohlliegenlassen
Aus mikrobiologischen Gründen nur bei unter 10° C, eventuell
Rühren.
Durch Sensorik zu kontrollieren.
Holzfass, Barrique
Langsame O2-Aufnahme Holz und Kopfraum.
Durch Sensorik zu kontrollieren.
Flex- (PVC)-Tanks
Rapide O2-Aufnahme durch gasdurchlässigen Kunststoff,
abhängig von Größe.
Durch Sensorik zu kontrollieren.
Aufnahme und Bindung des Sauerstoffs im Wein:
Oder: Was passiert mit dem Sauerstoff im Wein ?
2 Phasen :
1. Lösung atmosphärischen
Sauerstoffs im Wein:
Keine sensorischen Konsequenzen;
der als Gas gelöste Sauerstoff kann
analytisch erfasst werden.
2. Bindung des gelösten Sauerstoffs
an Weininhaltsstoffe:
Der gebundene Sauerstoff ist
verschwunden und entzieht sich der
Messung; sensorische
Konsequenzen stellen sich ein.
2 Reaktionsmodelle :
-
Die Lösung des Sauerstoffs im Wein ist
schneller als seine Bindung
→ Zunahme des gelösten Sauerstoffs.
-
Die Lösung des Sauerstoffs ist
langsamer als seine Bindung
→ kein gelöster Sauerstoff messbar.
Der analytisch gemessene Gehalt an gelöstem Sauerstoff entspricht dem momentanen
Nettowert zwischen Lösung und Bindung.
Typischer Verlauf der Bindung von gelöstem Sauerstoff
in Rotwein
(Luftabschluss, kein
Kopfraum)
8
7
gelöster O2, mg/L
6
5
4
3
2
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tage
Gelöster Sauerstoff wird mit einer Geschwindigkeit von ca. 1 mg/Tag gebunden und ist nach
einer Woche zu 90 % verschwunden, sofern kein weiterer Sauerstoff über die Oberfläche
aufgenommen wird.
Mikro- vs. Makro-Oxygenierung
Makro-Oxygenierung:
Mikro-Oxygenierung:
Langsame Oxygenierung der Art
5 mg / L / Monat, kontinuierlich.
Schnelle Oxygenierung der Art
5 mg / L / Tag, einmalig.
→
regenerative Polymerisation läuft der
Oxidation hinterher
→ Akkumulation von gelöstem O2
→
oxidierbare Phenole werden rasch
aufgebraucht
→
O2-Bindung schneller als O2-Zufuhr
→
kein gelöster O2 nachweisbar
→
Polymerisation hebt Effekt der Oxidation
auf
→ Anthocyane und Aromastoffe können
irreversibel zerstört werden
Die O2-Aufnahme in Rahmen gängiger kellertechnischer Behandlungsmaßnahmen
entspricht eher einer Makro-Oxygenierung.
Die Mikro-Oxygenierung erfordert erhebliche handwerkliche Erfahrung, um die O2Dosage (1-10 mg/L ▪ Monat) auf die Menge und Vielfalt der beteiligten
Sauerstoffakzeptoren abzustimmen. Ziel: O2-Zufuhr < O2-Bindung → kein gelöster O2.
Typische Umsatzraten von Sauerstoff in filtrierten
Weinen unter turbulenter Oberfläche (100 cm2/L) bei
20° C unter Luft, Normaldruck
25
Weißweine,
turbulent
mg/L O2
20
15
Rotweine,
turbulent
10
5
statisch
0
0
10
20
30
40
50
Stunden
Permanentes Rühren teilbefüllter Gebinde führt zu einer Makrooxygenation. Die
turbulente Oberfläche erhöht die Sauerstoffaufnahme um einen Faktor von ca. 10
gegenüber statischer Oberfläche.
60
Schema mehrerer aufeinander folgenden Sättigungen
mit Sauerstoff
O2, mg/L
8,5
0
Tage
Ein Wein kann bei Kellertemperatur bis zu 8,5 g/l O2 aufnehmen (Sättigung). Erst nach
dessen Minderung bzw. Verschwinden durch Bindung kann es zu einer erneuten
Aufnahme von O2 kommen.
Überoxidation, Szenarium I:
Bindungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs (mg/L O2 / h) bei aufeinander
folgenden Sättigungen (8,5 mg/L O2) bei Spätburgunder Rotwein.
Eine Sättigung erfolgt, direkt nachdem der O2 aus der vorhergehenden Sättigung gebunden ist.
Sauerstoff-Bindungsgeschwindigkeit
(mg/l O2 pro Stunde)
2,50
2,00
1,50
1,00
4.
Sättigung
4 Wochen
später
0,50
0,00
1. Sättigung
2. Sättigung
3. Sättigung
4. Sättigung
5. Sättigung
Anzahl aufeinander folgender Sauerstoff-Sättigungen
Überoxidation bei nicht limitiertem O2 –Angebot ist auto-katalytisch, d.h., ihre
Geschwindigkeit nimmt exponential zu. Grund: Entstehende Polymerisate binden
Sauerstoff schneller als ihre niedermolekularen Precursor.
Überoxidation, Szenarium II:
Schnelle vs. langsame Zufuhr von Sauerstoff.
Einfluss der Intensität der Oxygenierung bei Dornfelder.
Mittelwert
1 x 42,5 mg/l O2
5 x 8,5 mg/l O2
Gesamtphenol: 1840 mg/l
Anthocyane: 734 mg/l
Farbinensität
150
trockene Kräuter
100
Bräunungsindex
50
0
Buntfrüchte
Adstringens
polymere Pigmente
Bittere
Bezogen auf die gleiche Gesamtmenge (mg/L) von Sauerstoff führt seine Zufuhr in
Form zeitlich versetzter Teilmengen zu qualitativ besseren Resultaten als die einmalige
Dosage der Gesamtmenge.
Grund: Regenerative Polymerisation läuft der Oxidation der Phenole hinterher.
Lösung: Mikrooxygenierung - sofern der Wein überhaupt zusätzlichen Bedarf an
Sauerstoff aufweist.
Experimentelle Ermittlung des Sauerstoffbedarfs
1.
Zwei Flaschen von 0,75 L (rv-Volumen = 785 mL) mit Schlauch unterschichtig
und randvoll befüllen.
Ziel: Keine O2-Aufnahme beim Befüllen.
2.
Eine Flasche sofort zuschrauben → Standard.
3.
Aus zweiter Flasche mit Pipette 20 mL entnehmen und zuschrauben. Im
Kopfraum steht eine O2-Menge von 7,7 mg/L O2 zur Verfügung.
Berechnungsgrundlage: Luft enthält 20,8 %-vol. Sauerstoff, 1 mL O2 = 1,4 mg O2.
4.
Täglich umschütteln, ohne Flaschen zu öffnen.
5.
Verkostung gegen Standard nach 1-2 Wochen, ggf. nach Korrektur der freien
SO2.
Wirkung kurzfristiger Belüftung (Dekantieren, 1-2 Stunden)
•
Das Tannin der Rotweine liegt im Konzentrationsbereich von mg/L bzw. g/L vor.
Seine chemische Veränderung erfordert die Bindung von mehreren mg/L
Sauerstoff, welche mehrere Tage in Anspruch nimmt.
→ Dekantieren bei Konsumanlass verändert nicht die Qualität des Tannins.
•
Die Aromastoffe liegen im Konzentrationsbereich von µg/L vor. Ihre chemische
Veränderung erfordert die Bindung von weniger als 0,1 mg/L Sauerstoff, welche
weniger als eine Stunde in Anspruch nimmt
→ Dekantieren bei Konsumanlass verändert kurzfristig die Aromatik.
•
Dekantieren entfernt störende CO2; die gustative Veränderung wird
fälschlicherweise dem Tannin zugeschrieben.
Problematik der SO2-Stabilisierung vor dem Abfüllen
•
Zur Herstellung der Füllbereitschaft (“Füllfertigmachen”) werden die Weine
gerührt, gepumpt, filtriert, geschönt……
•
Dabei nehmen sie atmosphärischen Sauerstoff auf über die Oberfläche im
Gebinde, in den Leitungen und Filtern.
•
Mengen von 3-5 mg/L mit Spitzen bis 7 mg/L O2 sind in der Praxis gängig,
realistisch…. und unkontrolliert. Sie entsprechen einer Makro-Oxygenierung.
•
Der gelöste Sauerstoff geht hier annähernd stöchiometrisch zu Lasten der SO2
(1 mg/L O2 = 4 mg/L SO2).
•
Grund: Akkumulation intermediärer Chinone, welche SO2 oxidieren, bevor sie
durch renerative Polymerisation wieder zu Phenolen reduziert werden; sie
agieren als Sauerstoffüberträger.
•
Folge: Variable und oft starke Verluste freier SO2 kurz nach dem Abfüllen.
Konklusion: Die Kenntnis der freien SO2 ist nur so viel wert, wie man auch den
momentan vorliegenden, gelösten Sauerstoff kennt.
Der Sauerstoff in der Flasche.
Der Begriff des "total package oxygen“
Nach der Abfüllung unterliegt der Wein dem Einfluss von
Sauerstoff, der aus 4 Quellen resultiert.:
- Sauerstoff, der durch den Kork diffundiert (im Allgemeinen hohe
Diffusion für synthetische Korken, sehr variable Diffusion für
Naturkorken, und gleichmäßig geringe Diffusion für Schrauber).
- Sauerstoff, der im Gewebe des Korks enthalten ist.
- Sauerstoff, der im Kopfraum der Flasche enthalten ist.
- Sauerstoff, der bei der Abfüllung bereits gelöst ist oder wird.
∑ = total package oxygen (TPO), in mg
. = Gesamtmenge des in der Flasche enthaltenen O2, in mg
Aus dem TPO ergibt sich die Abnahme der SO2 in der Flasche. Wenn die freie SO2
vollständig durch Oxidation verschwunden ist, tritt i. A. ein Luftton (freier Acetaldehyd) auf.
Gerät zur nicht-invasiven Messung des gasförmigen (im Kopfraum)
und gelösten (im Wein) Sauerstoffs mittels Lumineszenz-Technik.
Zusammenfassung:
Aktive und passive Zufuhr von Sauerstoff
•
Die passive O2-Aufnahme während Ausbau und Behandlungsmaßnahmen bis
zum vollständigen Austreiben störender CO2 kann für Rotweine mit geringem
Gehalt an Gesamtphenol genügen, sodass weiterer Sauerstoff kontraproduktiv
wirkt.
•
Die passive O2-Aufnahme bei Behandlungen ist stark von der Gebindegröße
und eventuell entweichender CO2 abhängig.
•
Die passive O2-Aufnahme kann beim 1. Abzug sehr gering sein, da CO2Entbindung
•
Die Mikro-Oxygenierung ergibt nur Vorteile bei zufrieden stellend hohem
Tannin- (nicht GP!)-gehalt und ausgeglichenem GP:A-Verhältnis (5:1 – 3:1).
•
Zur Herstellung der SO2-Stabilität muss die Sauerstoffaufnahme spätestens
fünf Tage vor dem Abfüllen unterbunden werden, damit noch gelöster
Sauerstoff vor der Abfüllung abreagieren und ggf. nachgeschwefelt werden
kann.
•
Durch die Wahl des Flaschenverschlusses mit seiner spezifischen OTR kann
die Entwicklung des Rotweins erheblich beeinflusst werden.
Minderung von Gesamtphenol, flavonoiden und gerbenden
Phenolen bei der Schönung eines Rotweins mit Gelatine
Phenole (mg/l Catechin)
Gesamtphenol
gerb. Phenole
flavonoide Phenole, mg/l
2500
2000
1500
1000
500
0
0
25
50
75
100
Gelatine, g/hl
Bei der Schönung korelliert die Abnahme der gerbenden und flavonoiden Phenole
annähernd mit der Abnahme des Gesamtphenolgehaltes.
Minderung des Gesamtphenolgehaltes von zwei
Rotweinen durch Gelatine (Mittelwerte aus drei
Präparaten) und PVPP
4000
Gesamtphenol, mg/L Catechin
3500
Spätburgunder, PVPP
3000
Spätburgunder, Gelatine
2500
2000
Dornfelder, PVPP
1500
Dornfelder,
1000
500
0
0
20
40
60
80
100
120
Dosage, g/hL
Zur Ausfällung einer bestimmten Menge von Gesamtphenol ist eine bestimmte Menge an
Eiweiß (oder PVPP) erforderlich, welches in Form von Gelatine am konzentriertesten und
billigsten zur Verfügung steht. PVPP wirkt schlechter als Gelatine. Hühnereiweiß ergibt nur
marginale Effekte.
Wirkung von zwei Gelatinen (A und B) auf
Gesamtphenol und Adstringens bei Spätburgunder
Adstringens, Gelatine B
Gesamtphenol, Gelatine B
9
3500
8
3400
7
3300
6
3200
5
3100
4
3000
3
2900
2
2800
1
2700
0
2600
0 g/hL
10 g/hL
20 g/hL
40 g/hL
Gesamtphenol, mg/L Catechin
Intensität Adstringens, 0-10
Adstringens, Gelatine A
Gesamtphenol, Gelatine A
60 g/hL
Dosage
Wird zu Minderung der Adstringens eines Rotweins mit einem eiweißhaltigem
Schönungsmittel wie Gelatine geschönt, besteht ein enger Zusammenhang zwischen
Aufwandmenge des Schönungsmittels, Minderung des Gesamtphenolgehalts und
Minderung der Adstringens.
Wechselwirkung von Tannin und Säure:
Beeinflussung des sauren Geschmacks durch Tannin und
andere Inhaltsstoffe von Rotwein
ALKOHOL
geringe
phenolische
Reife
hohe phenolische Reife
süss
TANNIN
sauer
SÄURE
ZUCKER
Tannin aus reifem Lesegut kann einen süßen, solches aus unreifem Lesegut einen sauren
Beigeschmack aufweisen. Die sensorische Beurteilung des Tannins ist erst möglich,
nachdem der saure Geschmack unter Kontrolle gebracht wurde (Ansätze mit KHCO3).
Säuremanagement in Rotweinen unter "cool-climate“
Ausgangssituation :




BSA ist in Rotweinen unabdingbar
Unter "cool climate“-Bedingungen genügt der BSA oft nicht zur nötigen Säureminderung
Überschüssige Säure maskiert Tannin, verstärkt Adstringens und mindert Vollmundigkeit
Nach BSA kann eine zusätzliche chemische Entsäuerung notwendig werden.
Spezifische Bedingungen in Rotwein :
 Hoher pH wird weiter erhöht (3.7 - 4.01) → mikrobiologische Risiken im unfiltrierten Wein
bei hohen Temperaturen > 12° C.
 Tannine erhöhen Löslichkeit von K+ bzw. Weinstein.
 Über KHCO3 eingebrachtes Kalium bleibt weitgehend in Lösung – im Gegensatz zu Ca++.
 Risiko geschmacklich nachteilig hoher Kaliumgehalte.
 Zur Minderung um 1 g/l Säure sind 1,34 g/l statt 0,67 g/l KHCO3 erforderlich.
Lösungen :
 Chemische Entsäuerung erst nach Schwefelung und Filtration
 Auswahl des Entsäuerungsmittels (KHCO3 vs. CaCO3) in Abhängigkeit von notwendiger
Entsäuerungsspanne und Kaliumgehalt.
Unter "cool-climate“-Bedingungen vertragen große Rotweine selten mehr als 5,0 g/l
Gesamtsäure, abhängig von Qualität und Menge des Tannins. Eine höhere
Gesamtsäure erfordert ein Tannin des Typs “hot climate”.
Geschmackliche Ausdrucksformen des Tannins;
Wechselwirkung mit anderen Weininhaltsstoffen
KALIUM
ANTHOCYANE
maskiert
maskiert
SÄURE
MANNOPROTEINE
m a s k i e r e n
verstärkt
verstärkt
adstringierend
ALKOHOL
Verwechselung
(pH)
verstärkt
Die Wahrnehmung von Tannin und
Adstringens wird durch eine
Vielfalt anderer Weininhaltsstoffe
beeinflusst –
quantitativ als auch qualitativ.
süss
gering polymerisiert
bitter
maskiert
sauer
TANNIN
hohe phenol. Reife
phenolische Unreife
ZUCKER
brandig
Zusammenfassung
Minderung der Adstringens durch Schönung und / oder Entsäuerung
•
Eine störend hohe Adstringens kann durch zu viel Tannin, Tannin schlechter
Qualität oder zu viel Säure hervorgerufen werden.
•
Das Tannin kann erst nach Einstellung der Säure sensorisch definitiv beurteilt
werden.
•
Vor Schönungen sollte zuerst versucht werden, die Säure nach unten zu
korrigieren, da Säure die Adstringens verstärkt und die Mundfülle mindert
(Vorversuche mit KHCO3).
•
Gelatine ist am effizientesten zur Minderung hoher Tanningehalte; andere
Präparate erfordern ungleich höhere Aufwandmengen - bezogen auf die gleiche
Wirkung.
•
Gelatine-Dosagen ab 10 g/hl ergeben sensorisch signifikante Unterschiede,
Dosagen um 20 g/hl sind oft sinnvoll bei rauhen Rotweinen.
•
Im Einzelfall kann die Adstringens gemindert und das Tannin besser integriert
werden, wenn der Gehalt an Mannoproteinen erhöht wird.
•
Zufuhr von Sauerstoff ist keine geeignete Maßnahme zur kurzfristigen
Minderung von Adstringens.
Praktische Sensorik
Dornfelder – Standard:
Varianten:
vorhandener Alkohol = 12,9 %-vol
Zucker = 1,3 g/l
zuckerfreier Extrakt = 21,1 g/l
pH = 3,52
Gesamtsäure = 5,3 g/l
Äpfelsäure = 0,0 g/l
Kalium = 1180 mg/l
Gesamtphenol = 1310 mg/L
Anthocyane = 245 mg/l
1.
Standard
2.
+ 1,5 g/l Eichenchips
3.
+ 1,34 g/l KHCO3
4.
+ 15 % Regent (Anthocyane!)
5.
+ 100 mg/l Tannin