Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Vermeidung von Eiweißtrübungen in Weinen und Traubensäften durch den Einsatz proteolytischer Enzyme als Alternative zu Bentonit

Das Auftreten von Eiweißtrübungen gehört zu den wirtschaftlich bedeutendsten Problemen vieler KMU der Wein- und Sektwirtschaft. Bedingt durch die Klimaveränderung und durch wärmere Jahrgänge hat die Häufigkeit von Nachtrübungen in Deutschland zugenommen, was sich in einem deutlich erhöhten Bentonitbedarf und wirtschaftlichen Verlusten der Produzenten ausdrückt. Momentan steht zur Entfernung von gelöstem Eiweiß aus Wein außer Bentonit keine Alternative zur Verfügung; der Abbau von Eiweißstoffen durch kommerziell verfügbare Peptidasen (Proteasen) gelingt bislang nicht. Die Bentonitschönung mit erhöhten Dosagen führt aber zu einer Abreicherung wertgebender Inhaltsstoffe und zu sensorischen Qualitätsverlusten.

Ziel des Vorhabens ist es vor diesem Hintergrund, die Struktur nachtrübungsrelevanter Weinproteine aufzuklären und enzymatische Verfahren zur Vermeidung von Eiweißtrübungen zu entwickeln. Die spezifische Entfernung trübungsverursachender Proteine mittels Peptidasen (Proteasen) soll als mögliche Alternative zu Bentonit untersucht werden; hierzu erfolgt ein umfassendes Screening von Peptidasen aus Insekten.

Eine Reduzierung der Einsatzmengen von Bentonit auf den notwendigen Bedarf oder ein Ersatz von Bentonit durch Peptidasen wäre ein wichtiger Beitrag zur Qualitätssteigerung in diesen beiden KMU-geprägten Branchen, da Proteintrübungen die häufigsten Ursachen für Weininstabilitäten sind.

Ergebniszusammenfassung:

Das Projekt leistet einen wesentlichen Beitrag zum besseren Verständnis und zur Lösung des Problems der Eiweißtrübungen in Wein und Schaumwein. Insbesondere die Untersuchungen zum erfolgreichen Proteinabbau mittels des inzwischen kommerziell verfügbaren Aspergillopepsin zeigten, dass ein enzymatischer Abbau der trübungsrelevanten Protein im Most ohne negative sensorische Auswirkungen durch die Peptidasen wie die Bitterkeit prinzipiell möglich ist. Derzeit ist bei diesem von der OIV als zulässig (OIV-OENO 541A-2021 und OIV-OENO 541b-2021) eingestuften Verfahren jedoch noch ein Erhitzungsschritt notwendig, der die erfolgreiche Problemlösung auf Betriebe mit modernen Pasteurisationsanlagen limitiert. Die Eliminierung dieses Erhitzungsschrittes würde zukünftig auch Betrieben ohne Pasteurisationsanlagen sowie Betrieben, die aufgrund der hitzeempfindlichen Typizität ihrer Weine nicht auf Erhitzungsprozesse zurückgreifen möchten, die Problemlösung erlauben.

Hierfür sind weitergehende Arbeiten notwendig, für die jedoch in diesem Projekt bereits die Grundlagen geschaffen wurden. Diese sind tiefgehende Erkenntnisse zur Natur der trübungsrelevanten, eiweißhaltigen Kolloide, wie z. B. die Aufklärung der oftmals von stabilen Disulfidbrücken gekennzeichneten Strukturen vieler bis dato unbekannter Proteine sowie die Feststellung der geringen Zeta-Potenziale, die das Agglomerationsverhalten und damit die Trübungsanfälligkeit begünstigen. Das im Projekt durchgeführte Protease-Screening zeigte, dass Larven der Kirschessigfliege über potentiell hochwirksame Enzyme zum Abbau von Most- und Weinproteinen verfügen. Die durchgeführte Optimierung der Zuchtbedingungen und der Isolation der Enzyme legt die Grundlage für eine Produktion in präparativem Maßstab. Diese Erkenntnisse erlauben unmittelbare Ansatzpunkte zur Entwicklung weiterführender Lösungsstrategien.