Weinherstellung im Reagenzglas: eine Hochdurchsatz-Önotypisierungsmethode für Weißweine von Trauben einzelner Reben Basiert auf dem wissenschaftlichen Artikel "A test-tube vinification method for high-throughput characterisation of the oenological and aromatic potential of white wines" (OENO One, 2024). Dies ist die Übersetzung eines Fachartikels, der ursprünglich in Englisch verfasst wurde.
Die Aromen von Trauben sind seit Jahrhunderten ein wichtiger Faktor bei der Auswahl von Weinreben (Lacombe, 2012)und bleiben ein entscheidender Faktor für die Weinqualität. Das alleinige Verständnis der Zusammensetzung der Traubenkomponenten allein reicht jedoch nicht aus, um die Qualität und Eigenschaften der daraus resultierenden Weine genau vorhersagen zu können. Es existieren bereits zahlreiche Studien, welche sich mit den genetischen Grundlagen der Aromabiosynthese in Trauben befassen (Lin et al., 2019). Trotz wachsender Erkenntnisse zur Weinzusammensetzung sind die genetischen Grundlagen der Vielfalt der Weinaromaverbindungen noch relativ wenig verstanden. Um die Beziehung zwischen genetischer Variation und Aromaverbindungen bei einer großen Anzahl verschiedener Sorten und Genotypen zu untersuchen, haben wir eine kleinskalierte Hochdurchsatz-Vinifikationsmethode (HDV) entwickelt, um Weißweine von Trauben einzelner Reben herzustellen zu können.
Hintergrund und Ziel der Studie
Versuchsweine werden normalerweise in 10- bis 25-Liter-Ballonflaschen hergestellt. Dieser Maßstab ist jedoch für genetische Studien mit Hunderten von Proben nicht praktikabel. Dafür wird eine einfache, standardisierte Methode benötigt, welche im kleinen Maßstab zur Hochdurchsatz-Önotypisierung von Weinen verwendet werden kann. Aus diesem Grund haben wir ein spezielles Protokoll für die Herstellung von Weißweinen aus weniger als 100 ml Most entwickelt. Wir haben diese HDV-Methode an kommerziellen Rebsorten und an Hybriden aus einer bi-parentalen Nachkommenschaft evaluiert und dabei eine breite aromatische Palette abgedeckt. Die Weine wurden unter Verwendung standardmäßiger önologischer Parameter und GC-MS-Profilierung flüchtiger Verbindungen bewertet.
Kleinvolumige Hochdurchsatz-Vinifikation von Weißweinen
1 bis 2,5 kg Trauben von einer Auswahl verschiedener, kommerzieller Rebsorten (Riesling, Gewürztraminer, Chardonnay, Chasselas, Floreal und Gelber Muskatteller) sowie von vier aus den Nachkommen einer bi-parentalen Kreuzung zwischen Riesling und Gewürztraminer ausgewählten Hybridzüchtungen
Die 50 HDVs benötigten eine Fläche von 0,3 m². Alle Vorgänge der Vorgärungsphase, einschließlich Entrappen, Keltern, Saftentnahme, Klären und Hefen, wurden von zwei Personen ausgeführt. Zur Überwachung des Vinifikationsprozesses war eine Person nötig.
Bewertung der önologischen Parameter
Alle mit der HDV-Methode durchgeführten Gärungen endeten innerhalb von 25 Tagen. Die önologischen Parameter (pH-Wert, Restzucker und Alkoholgehalt) der produzierten Weine entsprachen den üblichen önologischen Standards (Tabelle 1).
Rebsorte oder Genotyp | pH | Glukose + Fruktose (g/l) | Alkohol (% v/v) |
Chardonnay | 3,30d* ± 0,02 | 1,44bcd ± 1,52 | 13,8 ab ± 0,25 |
Floreal | 3,53b ± 0,02 | 0,44cd ± 0,31 | 12,6 ab ± 0,88 |
Gewürztraminer | 3,65a ± 0,04 | 0,94cd ± 0,68 | 15,0 a ± 1,27 |
Riesling | 2,82g ± 0,02 | 4,42a ± 2,28 | 13,0 ab ± 0,85 |
Chasselas | 3,39c ± 0,02 | 0,30d ± 0,00 | 11,0 b ± 1,67 |
Gelber Muskatteller | 3,03e ± 0,01 | 1,43bcd ± 1,04 | 14,2 ab ± 0,86 |
0074E | 3,31d ± 0,02 | 3,26abc ± 1,41 | 15,0 a ± 1,22 |
0211E | 3,05e ± 0,02 | 4,02ab ± 2,4 | 15,1 a ± 0,72 |
0238E | 2,92f ± 0,02 | 1,04cd ± 1,26 | 13,2 ab ± 2,87 |
4095G | 2,90f ± 0,02 | 0,78cd ± 0,69 | 15,1 a ± 0,47 |
Unterscheidung von Weinen anhand ihres Profils flüchtiger Verbindungen
Als nächstes wurden die Profile der flüchtigen Verbindungen erstellt, um zu prüfen, ob die HDV-Methode zur Sortenunterscheidung benutzt werden kann. Die Extraktion der flüchtigen Verbindungen erfolgte aus jeweils 3 ml Proben mithilfe einer Headspace-Solid Phase Microextraction (HS-SPME) gekoppelt mit einer Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) Analyse. Insgesamt 108 flüchtige Verbindungen verschiedener chemischer Familien wurden identifiziert. Dazu gehörten Gärungsaromen wie Ester, flüchtige Fettsäuren und Fuselalkohole, sowie sortentypische Verbindungen wie Monoterpene, C13-Norisoprenoide und C15-Sesquiterpene. Auch einige Benzoide, Aldehyde, Ketone und Laktone wurden nachgewiesen. Flüchtige Thiole wurden mithilfe einer speziellen Extraktionsmethode analysiert, wie von Thibon et al (2015)
Die in Abbildung 2 zusammengefassten Ergebnisse zeigen, dass die HDV-Methode Rebsorten anhand ihres Profils an flüchten Verbindungen unterscheiden kann. Starkaromatische Sorten wie Gelber Muskatteller und 0074E zeigen eine positive Korrelation sowohl auf Achse 1 (Dim1) als auch auf Achse 2 (Dim2) (Abbildung 2A). Zudem weisen sie hohe Konzentrationen an Monoterpenolen wie Linalool und α-Terpineol auf (Abbildung 2B). Die Hybridzüchtung 4095G korreliert stark positiv mit Dim1 und negativ mit Dim2 und hebt sich durch hohe Konzentrationen an Monoterpenolen hervor. Diese sortentypischen Verbindungen tragen zu blumigen, fruchtigen und zitronigen Eigenschaften von Weinen bei
Fazit
Unsere Studie zeigt, dass die HDV-Methode sehr effektiv für die Herstellung von Weißweinen in sehr kleinem Maßstab (d. h. weniger als 100 ml) ist und gleichzeitig das aromatische Potenzial verschiedener Rebsorten originalgetreu widerspiegelt. Diese hochdurchsatzfähige Vinifikationsmethode ermöglicht die gleichzeitige Herstellung von Hunderten von Weißweinen, sowie die Bewertung des önologischen Potenzials zahlreicher Sorten anhand von Trauben, welche von einer einzigen Rebe stammen. Dieser Ansatz der direkten Phänotypisierung wurde entwickelt, um den Weg zur wissenschaftlichen Bestimmung des genetischen Ursprungs von Weinaromen zu ebnen. Dies ist besonders interessant für Verbindungen, die nicht direkt in den Trauben vorhanden sind. Dieser Ansatz eröffnet zudem neue Wege zur Verbesserung der Züchtung von Rebsorten mit besonders erwünschten Eigenschaften.
Die HDV-Methode ist darüber hinaus interessant für die Forschung und Entwicklung in der Weinbranche, sowie für Winzer, da sie eine schnelle und ressourceneffiziente Möglichkeit bietet, Gärungstechniken oder -behandlungen in kleinem Maßstab durchzuführen und zu bewerten, bevor sie in großem Maßstab umgesetzt werden. Es ist relativ einfach möglich, Gärungsdynamiken zu untersuchen, das önologische Potenzial von Hefestämmen zu beurteilen, die Weinstabilität zu bewerten und die Auswirkungen verschiedener Weinbaupraktiken und Umweltfaktoren auf die Weinqualität zu untersuchen.
Fußnoten
- 1. Duchêne, E., Butterlin, G., Dumas, V., & Merdinoglu, D. (2012). Towards the adaptation of grapevine varieties to climate change: QTLs and candidate genes for developmental stages. Theoretical and Applied Genetics, 124(4), 623-635. https://doi.org/10.1007/s00122-011-1734-1
- 2. Thibon, C., Pons, A., Mouakka, N., Redon, P., Méreau, R., & Darriet, P. (2015). Comparison of electron and chemical ionization modes for the quantification of thiols and oxidative compounds in white wines by gas chromatography–tandem mass spectrometry. Journal of Chromatography A, 1415, 123-133. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.chroma.2015.08.027
- 3. Ribéreau-Gayon, P., Dubourdieu, D., Donèche, B., & Lonvaud, A. (2006). Handbook of Enology Volume 1 The Microbiology of Wine and Vinifications (2nd ed.). John Wiley & Sons, Ltd.
- 4. Winterhalter, P., & Schreier, P. (1994). C13-Norisoprenoid glycosides in plant tissues: An overview on their occurrence, composition and role as flavour precursors. Flavour and Fragrance Journal, 9(6), 281-287. https://doi.org/https://doi.org/10.1002/ffj.2730090602
- 5. Schüttler, A., Friedel, M., Jung, R., Rauhut, D., & Darriet, P. (2015). Characterizing aromatic typicality of Riesling wines: merging volatile compositional and sensory aspects. Food Research International, 69, 26-37. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.foodres.2014.12.010
Literaturhinweise
- Lacombe, T. (2012). Contribution à l’étude de l’histoire évolutive de la vigne cultivée (Vitis vinifera L.) par l’analyse de la diversité génétique neutre et de gènes d’intérêt. [Thesis, Institut National d’Etudes Supérieures Agronomiques de Montpellier]. https://hal.inrae.fr/tel-02811247
- Lin, J., Massonnet, M., & Cantu, D. (2019). The genetic basis of grape and wine aroma. Horticulture Research, 6(1), 81. https://doi.org/10.1038/s41438-019-0163-1
- Duchêne, E., Butterlin, G., Dumas, V., & Merdinoglu, D. (2012). Towards the adaptation of grapevine varieties to climate change: QTLs and candidate genes for developmental stages. Theoretical and Applied Genetics, 124(4), 623-635. https://doi.org/10.1007/s00122-011-1734-1
- Thibon, C., Pons, A., Mouakka, N., Redon, P., Méreau, R., & Darriet, P. (2015). Comparison of electron and chemical ionization modes for the quantification of thiols and oxidative compounds in white wines by gas chromatography–tandem mass spectrometry. Journal of Chromatography A, 1415, 123-133. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2015.08.027
- Ribéreau-Gayon, P., Dubourdieu, D., Donèche, B., & Lonvaud, A. (2006). Handbook of Enology Volume 1 The Microbiology of Wine and Vinifications (2nd ed.). John Wiley & Sons, Ltd.
- Winterhalter, P., & Schreier, P. (1994). C13-Norisoprenoid glycosides in plant tissues: An overview on their occurrence, composition and role as flavour precursors. Flavour and Fragrance Journal, 9(6), 281-287. https://doi.org/10.1002/ffj.2730090602
- Schüttler, A., Friedel, M., Jung, R., Rauhut, D., & Darriet, P. (2015). Characterizing aromatic typicality of Riesling wines: merging volatile compositional and sensory aspects. Food Research International, 69, 26-37. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2014.12.010
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