Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Verringerung der Essigsäure in Traubenmost und Wein durch Anwendung mikrobiologisch-technischer Verfahren

Essigsäure wird bereits ab einer Konzentration von 0,5 g/L bzw. 0,6 g/L in Weiß- und Rotweinen als Fehlaroma wahrgenommen und kann auch unterhalb dieser Konzentration die Sortenaromatik eines Weines maskieren. Fehlaroma-bedingte Qualitätsminderungen bis hin zum Verlust der Verkehrsfähigkeit der Produkte müssen in Kauf genommen werden. Hohe Essigsäuregehalte selbst unterhalb der gesetzlichen Schwellenwerte führen angesichts des scharfen Wettbewerbs auf dem Weinmarkt schnell zur Auslistung von Herstellern. Die wirtschaftlichen Verluste werden auf 2-5 Mio. € p.a. geschätzt.

Im Prozess der Weinbereitung wird Essigsäure bereits im Lesegut, vor allem durch Essigsäurebakterien der Gattungen Acetobacter und Gluconobacter, gebildet. Diese werden oft als Sekundärinfektion bei beschädigten Weintrauben angetroffen. In den letzten Jahren hat insbesondere das starke Auftreten der Kirschessigfliege zu starken phytosanitären Problemen geführt. Die bisher erprobten Verfahren zur Essigsäurereduzierung in Weinen hatten nur mäßigem Erfolg.

Ziel des Vorhabens ist es deshalb, durch Entwicklung einer modifizierten Gärführung eine analytisch und sensorisch relevante Minderung des Essigsäuregehalts in Most und Wein zu gewährleisten. Hierzu sollen innovative mikrobiologisch-technische Strategien, wie die Fed-Batch-Gärung, eingesetzt werden. Die Eigenschaften bestimmter Weinhefen, Essigsäure abzubauen, sollen erforscht und für die Weinbereitung nutzbar gemacht werden. Da in diesem Kontext auch die Grundlagen des Essigsäuremetabolismus von Hefen unter Praxisbedingungen bis auf molekularbiologischer Ebene erforscht werden, wird zudem eine rasche Screening-Möglichkeit von Hefestämmen bezüglich ihrer Essigsäureabbaufähigkeit geschaffen.

In Deutschland werden jährlich rd. 9 Mio. hl Wein, davon 61 % Weißwein, produziert. Die deutsche Weinwirtschaft (18.700 Betriebe) besteht ausschließlich aus KMU.

Ergebniszusammenfassung:

Die im Zusammenhang der molekularbiologischen Charakterisierung entwickelte Methode zur Stabilisierung von Fermentationsproben kann neben ihrem Nutzen für wissenschaftliche Zwecke auch für KMU wie Weinlabore eingesetzt werden.

Im Bereich der kellerwirtschaftlichen Beratung können bei bereits hohen Essigsäuregehalten Empfehlungen zum kurativen Essigsäureabbau mittels geeigneter Nicht-Saccharomyceten abgeleitet werden. Auch kann wegen der Wirkungslosigkeit der Maßnahmen von Praktiken wie zuckerfreier Präkultivierung, pH-Wert-Beeinflussung oder Pantothensäuregabe abgeraten werden.

Der Nachweis eines kurativen Essigsäureabbaus durch Nicht-Saccharomceten, darunter vor allem Metschnikowia pulcherrima, ist neben den Winzerbetrieben insbesondere für Hefehersteller im Kontext der Entwicklung und Vermarktung potentieller Präparate bedeutend.

Durch die Fed-batch Methode konnten Saccharomyces cerevisiae Hefen große Mengen Essigsäure abbauen, und zwar unabhängig davon, ob Essigsäure bereits im Most vorhanden war, oder während der Gärung zugegeben wurde. Der Abbau erreichte unter günstigen Bedingungen über 80% bei Essigsäurekonzentrationen von 1-1,2 g/l. Gleichwohl demonstrieren die Ergebnisse auch, dass das Potential des Fed-batch Verfahrens nur bei einer ausreichenden Nährstoffversorgung effektiv umgesetzt werden kann. Fed-batch Fermentationen konnten auch bei Anwendung im größeren Maßstab (20 l Gebinde) im Vergleich zu Batch Fermentationen eine effektivere Reduzierung von Essigsäure bewirken. Ein Transfer in die Praxis ist angedacht.