Einleitung

Oxidationsprozesse stellen eine große Herausforderung bei der Weinherstellung dar. Sie verursachen Farbalterationen durch Bräunung, den Verlust sortentypischer Aromen, die Entstehung oxidationstypischer Weinfehler (braungewordener Apfel, Nuss- und Curry-Noten) und beeinträchtigen somit die Weinqualität. Obwohl die Oxidationsmechanismen umfassend erforscht sind¹, bleibt eines der Hauptziele in der Önologie die Suche nach SO₂-Alternativen, zur Vorbeugung oxidativer Weinschäden. Junge Weißweine reagieren dabei besonders empfindlich auf niedrige SO₂-Konzentrationen. Im Kontext wettbewerbsorientierter globaler Marketingstrategien für die Weinherstellung ist es von entscheidender Bedeutung, den Einsatz von SO₂ zu reduzieren oder sogar ganz zu eliminieren, und antioxidative und/oder antimikrobielle Alternativen zu finden. Das Ziel dieser Arbeit bestand deshalb darin, die antioxidative Wirkung von HD in Weißweinen zu untersuchen. Zwei verschiedene Produkte wurden unter oxidativen Bedingungen hingehend ihrer Fähigkeit untersucht, Weinoxidation zu verhindern, und mit herkömmlichen SO₂-Zugaben verglichen. Es wurde die Sauerstoffverbrauchsrate, die Farbe und die Acetaldehydkonzentration bestimmt, sowie eine sensorische Analyse der behandelten Weine durchgeführt und diskutiert.

Experimentelles Design

Es wurden zwei verschiedene kommerzielle Hefederivate (Laffort, Frankreich) getestet: eines, welches von Natur aus reich an Lipiden (HD_L) ist, und ein weiteres, welches einen hohen natürlichen Gehalt an reduzierenden Verbindungen, einschließlich Glutathion, aufweist (HD_R). Bei dem Wein handelte es sich um einen Chardonnay (g.g.A. Pays D’Oc) des Jahrgangs 2019. Die klassischen önologischen Parameter waren wie folgt: Alkoholgehalt = 12,7 Vol.-%, pH = 3,4, Gesamtsäuregehalt = 6,11 g/L Weinsäure, flüchtige Säure = 0,7 g/L Essigsäure (OenoFoss™, Foss Analytical, Dänemark). Die Konzentrationen an Gesamt- und freiem SO₂ betrugen 3,2 ± 0,7 bzw. 1,1 ± 0,2 mg/L (Y15-Analysegerät, Biosystems S.A., Barcelona). Die folgenden Behandlungen wurden durchgeführt: Wein ohne Sauerstoffbehandlung (W-NoOx); mit Sauerstoff gesättigter Wein (O₂ = 8 ± 0,7 mg/L, W-Ox); O₂-gesättigter Wein + 0,3 g/L HD_R (WHD_R-Ox); O₂-gesättigter Wein + 0,3 g/L HD_L (WHD_L-Ox); und O₂-gesättigter Wein + SO₂ (WSO₂-Ox) mit 35 ± 5 mg/L Gesamt-SO₂ und 15 ± 3 mg/L freiem SO₂. 250 mL Glasflaschen wurden bis zum Rand mit insgesamt 320 mL des jeweiligen, behandelten Weins gefüllt (in dreifacher Ausführung), und mit O₂ gesättigt. Der gelöste Sauerstoff wurde direkt in 1-Stunden-Intervallen mit einem Lumineszenzsensor (Pyroscience Optischer O₂-Sensor, Bioneuf, Frankreich) gemessen, bis der gesamte O₂ verbraucht war (nach etwa 15 Tagen). Anhand dieser Daten wurde die Sauerstoffverbrauchsrate (OVR, mg/L verbrauchter O₂ pro Tag) berechnet². Der Sauerstoffverbrauch war über 4-6 Tage konstant und erreichte danach ein Plateau, welches für die Berechnung der OVR nicht berücksichtigt wurde. Die grundlegenden chemischen Parameter (Tabelle 1) wurden durch FT-IR-Spektroskopie unter Verwendung eines OenoFoss™-Gerätes bestimmt. Die Messung des Gesamt- und freien SO₂ erfolgte mit einem Y15-Analysegerät (Biosystems S.A., Barcelona) unter Verwendung von Biosystems Enzymkits. Die chromatischen Eigenschaften der Weine wurden mithilfe des CIELab Farbsystems bestimmt. Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektion (GC-FID) wurde genutzt, um die Konzentration an Acetaldehyd in Weinen zu ermitteln. Alle Experimente und Analysen wurden dreifach durchgeführt. Die sensorische Beurteilung erfolgte durch 19 Juroren, bei welcher die Intensität des durch Oxidation hervorgerufenen Weinfehlers für jede der Proben bewertet wurde (0 = nicht vorhanden, 10 = sehr hoch).

Die Sauerstoffverbrauchsrate der Versuchsweine

Abbildung 1 zeigt die OVR der Versuchsweine. Bei den O2-gesättigten Weinen ergab die Sauerstoffverbrauchsrate die folgende Reihenfolge (von der höchsten zur niedrigsten OVR): W-Ox > WHD_L-Ox > WHD_R-Ox > WSO₂-Ox > W-NoOx. Die Sauerstoffverbrauchsrate von W-NoOx lag bei 0,1 mg/L pro Tag, da die anfängliche O₂-Konzentration < 1 mg/L betrug. In diesem Fall kann die OVR als vernachlässigbar angesehen werden. Im Vergleich zu den W-Ox Werten war der O₂-Verbrauch bei den SO₂ behandelten Proben 2,5-mal niedriger, und bei den HD_R und HD_L behandelten Weinen etwa 2-mal niedriger. Diese Ergebnisse zeigen, dass bei der Zugabe von HD der Sauerstoffverbrauch im Wein mit den Werten einer herkömmlichen SO₂-Behandlung vergleichbar ist. HD können in Weißweinen zu einem langsameren Sauerstoffverbrauch führen, indem sie Sauerstoffradikale abfangen, die andernfalls Oxidationsprozesse im Wein bei niedrigem Schwefeldioxidgehalt (in unserem Fall < 5 mg/L) beschleunigen würden.

Abbildung 1. Die Sauerstoffverbrauchsraten der Versuchsweine. Dargestellt sind die Durchschnittswerte von drei Versuchswiederholungen ± Standardabweichungen. Unterschiedliche Buchstaben weisen auf einen signifikanten Unterschied hin (p < 0,05).

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Die Auswirkungen der Behandlungen auf chemische Parameter und die Farbe der Weine

Die Werte für die klassischen önologischen Parameter der Versuchsweine wurden bestimmt (Tabelle 1). Bei mit Schwefeldioxid behandelten Weinen nahm die Konzentration an freiem SO₂ nach der Sauerstoffanreicherung erwartungsgemäß ab (von 15 mg/L zu 5 mg/L; Tabelle 1).

Tabelle 1. Chemische Grundparameter der Versuchsweine. Die Werte wurden am Ende des Sauerstoffverbrauchs ermittelt. Die Daten stellen Mittelwert von je drei Versuchswiederholungen ± Standardabweichungen dar. Unterschiedliche Buchstaben in einer Spalte weisen auf einen signifikanten Unterschied hin (p < 0,05).

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Die Oxidation von Wein ist an einer Bräunungsreaktion erkennbar. Die chromatischen Eigenschaften der Proben wurden mithilfe von CIELab gemessen. Tabelle 2 zeigt die L*-, a*- und b*-Werte der behandelten Weine im Vergleich zum Kontrollwein (W-NoOx).

Tabelle 2. Die Farbanalyse der Versuchsweine. Die Werte wurden am Ende des Sauerstoffverbrauchs ermittelt. In den Spalten mit der Überschrift CIELab steht L* für Helligkeit mit Werten von 0 (Schwarz) bis 100 (Weiß). a* und b* geben die Richtung des jeweiligen Farbbereichs an: von rot (positiv) zu grün (negativ) für a*-Werte, und von gelb (positiv) zu blau (negativ) für b*-Werte.

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Verschiedene Buchstaben in den Spalten rechts neben den Mittelwerten zeigen signifikante Unterschiede an (p < 0,05).

Wie erwartet hemmte SO₂ die Oxidation des Weins und bewahrte dessen Farbe. Die Zugabe von HD_R bzw. HD_L zeigte eine gute Wirksamkeit hinsichtlich der a*-, b*- und L*-Parameter mit ähnlichen Werten wie SO₂-behandelte Weine (WSO₂-Ox). Diese Behandlungen grenzten sich allerdings deutlich von W-Ox Proben ab (Tabelle 2). Diese Ergebnisse sind somit vielversprechend im Hinblick auf eine potenzielle Verwendung der hier untersuchten HD als alternative Methode zur Verwendung von SO₂ bei der Vorbeugung von Bräunungsreaktionen in Weißweinen.

Der Einfluss von Behandlungen auf das Entstehen oxidativer Weinfehler

Abgesehen von Oxidationsmarkern ist Acetaldehyd diejenige Verbindung, die hauptsächlich bei der chemischen Oxidation von Wein entsteht³. Abbildung 2A zeigt, dass der Acetaldehydgehalt nach der Sauerstoffanreicherung höher ist als in W-NoOx. Dies deutet darauf hin, dass diese Verbindung erst nach der Behandlung gebildet wurde. Sulfitierter Wein (WSO₂-Ox) enthielt die gleiche Menge an Acetaldehyd wie Kontrollwein (W-NoOx). Interessanterweise verminderte die Zugabe von HD die Anreicherung von Acetaldehyd im Wein nach der O₂-Exposition. Besonders wirksam war dabei das Produkt, welches reich an reduzierenden Verbindungen (HD_R) ist.

Die Versuchsweine wurden im nächsten Schritt einer sensorischen Analyse unterzogen, um zu evaluieren, in welchem Umfang HD das Auftreten von oxidativen Fehlgerüchen nach einer Sauerstoffexposition verhindern (Abbildung 2B). Die Teilnehmer wurden gebeten, die Intensität des Oxidationsgeruchs (nussig; brauner Apfel) zu bewerten. Die Ergebnisse der sensorischen Analyse zeigten, dass der W-Ox-Wein sensorisch am stärksten oxidiert war. Weine, denen Antioxidantien (SO₂ oder HD) zugesetzt wurden, erzielten eine niedrigere Bewertung für die Intensität des Oxidationsgeruchs. Die Ergebnisse der sensorischen Analyse stimmen mit denen der Acetaldehydanalyse überein, was darauf hindeutet, dass HD bei der Verhinderung von Oxidationsfehlgerüchen genauso gut funktionieren wie SO₂.

Abbildung 2. A) Acetaldehydkonzentrationen in den Versuchsweinen. Die Messungen erfolgten am Ende des Sauerstoffverbrauchs. Gezeigt sind Mittelwerte von drei Versuchswiederholungen ± Standardabweichungen. Unterschiedliche Buchstaben weisen auf einen signifikanten Unterschied hin (p < 0,05). B) Sensorische Analyse (Intensität des Oxidations-Fehlgeruchs: nussig; brauner Apfel) der experimentellen Weine. Die Bewertung erfolgte am Ende des Sauerstoffverbrauchs. Unterschiedliche Buchstaben weisen auf einen signifikanten Unterschied hin (p < 0,05).

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Fazit

Diese Studie hat zum ersten Mal gezeigt, dass Weißweine durch die Zugabe von HD anstelle von SO₂ vor einer Bräunung geschützt werden und die Anreicherung von Acetaldehyd begrenzt wird. HD_L und HD_R zeigten antioxidative Eigenschaften, die für Weine, die mit wenig oder ohne Sulfitzusatz hergestellt werden, interessant sein könnten. Weitere Studien werden zurzeit durchgeführt, um den Einfluss der HD-Zusammensetzung auf deren antioxidative Aktivität im Wein besser zu verstehen.