Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Minimierung von Aromaverschleppungen bei der Abfüllung von Wein, Sekt und Fruchtweinen

Bei der Herstellung aromatisierter Weinerzeugnisse, wie z.B. Glühwein, ist der Zusatz bestimmter Aromastoffe vorgeschrieben. Ihre Abfüllung erfolgt in Betrieben, die auf den gleichen Fülllinien auch Weine, Perlweine oder Schaumweine abfüllen, deren Aromatisierung jedoch verboten ist. Da eine analytisch nachweisbare Verschleppung von zugesetzten Aromastoffen in die nachfolgend gefüllten Weinerzeugnisse von der Weinüberwachung als eine unerlaubte Aromatisierung angesehen wird, stellt die Aromamigration ein ernstes wirtschaftliches Problem für die Weinwirtschaft und damit für eine Vielzahl von KMU dar.

Ziel des Vorhabens ist es, die Aromaverschleppung beim Wechsel von der Abfüllung aromatisierter weinhaltiger Getränke zu Weinen und Sekten zu minimieren. Reinigungsverfahren für Abfüllanlagen sollen in ihrer Effizienz verbessert und Dichtungsmaterialien in ihrer Beschaffenheit und ihren Oberflächeneigenschaften modifiziert werden. Ziel ist, existierende, kostengünstige Dichtungen mit entsprechender chemischer und thermischer Beständigkeit auf den Oberflächen und/oder im Elastomernetz so zu verändern, dass die Adsorptivität und die Diffusivität von Aromastoffen herabgesetzt werden. Ein weiteres Ziel ist, auf Basis des Aromawertkonzeptes konkrete Eingreifwerte zu definieren, an denen sich der Gesetzgeber und die Weinwirtschaft orientieren können.

Die Implementierung der angestrebten Minimierungsstrategie in Betrieben der Weinwirtschaft wird die Gefahr der Aromaverschleppung und damit einhergehende finanzielle Schäden für KMU verringern.

Ergebniszusammenfassung:

Die Entwicklung und Validierung einer Analysemethode (TD-GC-MS) ermöglichte die Quantifizierung von 7 Aromastoffen direkt aus Proben von Dichtungen. In einem Modellsystem zeigte sich das stark abweichende Migrationsverhalten der einzelnen Aromastoffe. Dabei korrelierte die Aromastoffaufnahme mit abnehmender Polarität der Aromastoffe (R²=0,91).

Steigender Ethylenanteil fördert in der Polymermatirx die kristallinen Zustandsformen und verringert die Absorption der Aromastoffe ebenso wie ein steigender Vernetzungsgrad des Polymernetzwerkes. Die beste Reduzierung der Absorption erzielten die Füllstoffe Kaolin und Cellulose, die auch gute mechanische Prüfergebnisse zeigten. Mittels einer Niederdruckplasma Beschichtung der Oberfläche der Dichtungen mit Stickstoff verringerte sich die Aromastoffaufnahme weiter. Gegenüber regulären EPDM Dichtungen konnte so die Aromastoffaufnahme des besonders stark migrierenden ɑ-Ionons halbiert werden.

Bei der Reinigung der mit Aromastoffen beladenen Dichtungen erwies sich die Temperatur als die entscheidende Größe, während das verwendete Reinigungsmedium und oxidative Additive wie Ozon die Reinigungseffizienz nicht verbesserten. Während Reinigungsmittel kaum in die hydrophoben Dichtungen eindringen, verstärkt die Temperatur Diffusionsvorgänge in dem Elastomer. Die höchste Reinigungseffizienz konnte bereits nach 20 min bei 85°C erzielt werden.

Das im Modellsystem gewonnene Wissen konnte in Praxisbetrieben bestätigt werden. Der Vergleich der Erzeugnisse vor dem Eintritt in die Abfüllanlage mit den abgefüllten Proben ergab sowohl sensorisch als auch analytisch keinerlei Hinweise auf sensorisch wahrnehmbare Unterschiede.

Für die Einschätzung der gesetzlich geforderten sensorischen Unbedenklichkeit müssen die migrierten Aromastoffe in Relation zu den jeweiligen Geruchsschwellenwerten der einzelnen Aromastoffe gesetzt werden. Bei ihrer Bestimmung für die 7 Aromastoffe zeigten sich für Wasser, Modelwein und Weißwein enorme Matrixeinflüsse.