In Weinen vorhandene und an ihrem wahrgenommenen Geschmack beteiligte Säuren

Organische Säuren sind ein wichtiger Inhaltsstoff von Weinen. Sie weisen einen säuerlichen/sauren Geschmack auf und beeinflussen Stabilität, Farbe und pH-Wert von Wein und haben große Bedeutung für die Qualität des Mundgefühls. Die Säurezusammensetzung und Konzentration von Weinen hängt von zahlreichen Faktoren ab, wie z.B. von der Rebsorte und den klimatischen Bedingungen bis zum Gärungsprozess und der Hefe. Einige der Säuren werden in den Trauben während ihrer Entwicklung gebildet, während andere bei der alkoholischen Gärung (AG) und der malolaktischen Gärung (MLG) entstehen. Während dieser biologischen Prozesse empfiehlt es sich, den Gehalt organischer Säuren zu überwachen und man unterscheidet zwischen Säuren, die direkt in den Trauben gebildet werden (Weinsäure, Apfelsäure und Zitronensäure) und solchen, die bei AG und MLG gebildet werden (unter anderem Bernsteinsäure, Milchsäure und Essigsäure), Tabelle 1.

Nicht-Saccharomyces Hefen und Regulierung des Säuregehalts von Wein

Die wesentlichen flüchtigen Bestandteile und die von nicht-Saccharomyces Hefen während der Trauben-Most-Gärung gebildeten/umgesetzten organischen Säuren werden in Tabelle 2 beschrieben.

Während der MLG kann der Oenococcus oeni Stoffwechsel die sensorischen Qualitäten von Wein verbessern, indem er die Säure verringert. Allerdings hängt der Erfolg der MLG von önologischen Parametern ab, wie unter anderem Temperatur, pH-Wert, Alkoholgehalt und SO₂-Konzentration. Eine Alternative zur MLG wurde von Benito et al.¹ untersucht, die sich besonders in warmen Weinbauregionen praktizieren lässt, wie etwa Südspanien, wo aufgrund des hohen Most-pH eine höhere Risiko besteht, dass der Prozess der MLG entgleist, was zur Bildung von Weinen mit viel flüchtiger Säure und hohen biogenen Aminwerten beiträgt. Die genannten Autoren verwendeten als Alternative zur MLG zwei nicht-Saccharomyces Hefen. Die Apfelsäure wurde von Schizosaccharomyces pombe durch Umsetzung zu Ethanol und CO₂ abgebaut (Abbildung 1), während Lachancea thermotolerans Milchsäure produziert, um das Säuregleichgewicht des Weins zu erhalten, insbesondere bei aus Most mit geringem Säuregehalt erzeugten Weinen.

Abbildung 1. Schematische Darstellung der alkoholischen Malatgärung mit Schizosaccharomyces pombe. Modifiziert nach Vilela.

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Ein anderer Apfelsäure umsetzender Stamm, der noch nicht kommerziell vertrieben oder industriell produziert wird, ist Issatchenkia orientalis/Pichia kudriavzevii. 2014 entdeckten del Mónaco et al.² ein P. kudriavzevii Isolat, das in Mikro-Weinbereitungsversuchen in der Lage war, l-Apfelsäure abzubauen und dadurch den pH-Wert um 0,2–0,3 Einheiten zu erhöhen. Außerdem bildete dieser Hefestamm geringe Mengen Ethanol und erhebliche Mengen Glyzerin.

L. thermotolerans kann während der Gärung Milchsäure und Glyzerin bilden und all diese interessanten Merkmale können eine Möglichkeit darstellen, der Problematik von erhöhtem Alkoholgehalt/verringertem Säuregehalt in Wein in Zusammenhang mit der globalen Klimaveränderung zu begegnen. Darüber hinaus ist L. thermotolerans in Anwesenheit von etwas O₂ in der Lage, seinen Stoffwechsel von der Gärung mehr zur Atmung umzusteuern und so den Gehalt flüchtiger Säuren im Wein zu verringern³.

Zu Beginn der AG können viele Arten gleichzeitig im Traubenmost wachsen und bei diesem Gärungsschritt sind Candida stellata spp. beschrieben worden. Eine interessante Eigenschaft von C. stellata ist die Fähigkeit zur Erzeugung von Bernsteinsäure⁴. Bernsteinsäure könnte das sensorische/Mundgefühlprofil von Weinen mit unzureichendem Säuregehalt positiv beeinflussen. Allerdings würden übermäßige Mengen aufgrund ihres ‘salzig-bitter-sauren’ Geschmacks die Weinqualität negativ beeinflussen.

Eine weitere interessante Hefe ist Torulaspora delbrueckii. Ein Hinweis auf die positive Auswirkung von T. delbrueckii Aktivität auf die Weinqualität wurde von Bely et al.⁵ bei der Gärung von edelfaulen Mosten und später von Azzolini et al.⁶ bei dem Aperitifwein Vino Santo aufgrund seiner geringen Bildung von Essigsäurenachgewiesen. Außerdem war T. delbrueckii bei der Herstellung von Amarone (Amarone della Valpolicella), einem alkoholreichen trockenen Rotwein, der aus angetrockneten Trauben erzeugt wird, in der Lage, die Bildung von Alkoholen, fermentativen Estern, Fettsäuren und Lactonen zu fördern, die für das Amarone Weinaroma eine wichtige Rolle spielen.

S. pombe und L. thermotolerans werden derzeit von einigen Biotechnikunternehmen im industriellen Maßstab produziert.

T. delbrueckii wird in Form einer Reinkultur vertrieben, die zu einer Steigerung der Komplexität des Aromas führt und das Mundgefühl verbessert, da es zu einer geringen Erzeugung von flüchtiger Säure kommt. Dadurch zeigt sich eine erhöhte Stabilität gegenüber dem anfänglichen osmotischen Schock. Die Nutzung der Reinkultur von T. delbrueckii empfiehlt sich besonders für die Gärung von Spätleseweinen in aufeinanderfolgender Kultur mit S. cerevisiae.

Zygosaccharomyces spp. sind bekannt für ihre verderblichen Eigenschaften für Lebensmittel und Getränke. Der fermentative Stoffwechsel von Zygosaccharomyces produziert CO₂, was dann bedeutsam ist, wenn sich das Lebensmittel in einem dichten Behälter befindet, da die zunehmende Gasmenge zu einem Leck des Behälters führen kann, der im Extremfall explodieren kann. Mit der Ansammlung von zellulärer Biomasse kann in Getränken Trübung oder Sedimentierung auftreten und in manchen Fällen kann ein oberflächlicher Biofilm entstehen. Veränderungen von Aroma und Geschmack können infolge der Bildung sekundärer Stoffwechselprodukte mit sensorischen Auswirkungen auf Lebensmittel oder Getränke auftreten und umfassen Essigsäure, Ester und höhere Alkohole. Allerdings werden einige Stämme bei der industriellen Produktion von Balsamico-Essig und anderen Lebensmittelprodukten eingesetzt. Unlängst untersuchten Lencioni et al.⁷ die Möglichkeit, den Gehalt flüchtiger Säure bei sehr süßen Mosten zu verringern, indem man Zygosaccharomyces florentina und Starmerella bacillaris in mehrfach gestarteter Gärung mit S. cerevisiae einsetzt. Unabhängig von der Gärungstemperatur erwiesen sich gemischte Gärungen zur Verringerung flüchtiger Säure als am besten geeignet, was sie zu einem wertvollen Instrument bei der Gärung sehr süßer Moste macht.

Abschließende Bemerkungen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass viele nicht-Saccharomyces Hefen interessante önologische Eigenschaften aufweisen und wenn sie in einfacher oder gemischter Kultur mit S. cerevisiae eingesetzt werden, können diese Hefearten den Säuregehalt des Weins regulieren und die Produktion einiger interessanter Inhaltsstoffe steigern, wie etwa Polysaccharide, Glycerin und flüchtige Bestandteile, wie etwa 2-Phenyl-Ethanol und 2-Methyl-1-Butanol.

Durch den Gebrauch einiger der genannten Hefearten könnte sich also der Säuregehalt des Weins regulieren lassen, wobei manche allerdings in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen durch die Erzeugung von unerwünschten Geschmackstoffen, Trübung oder Sediment verderblich wirken können. Weitergehende Studien der önologischen Eigenschaften dieser Hefen dürften neue Daten für den möglichen Einsatz zur Regulierung des Säuregehalts von Wein liefern.

Danksagung: Wir bedanken uns für die finanzielle Unterstützung, die die Forschungsabteilung in Vila Real (PEst-OE/QUI/UI0616/2014) von FCT—Portugal und COMPETE erhalten hat. Außerdem bedanken wir uns bei dem Projekt NORTE-01-0145-FEDER-000038 (I&D INNOVINE&WINE—Innovationsplattform Rebe und Wein).