MIKROOXIGENIERUNGBEI ROTWEIN

MIKROOXIGENIERUNGBEI ROTWEIN

 

ROTWEINFARBSTOFFE -ANTHOCYANE

Malvidin-3-glycosid 

• Hauptkomponente der Anthocyane im Wein•Spätburgunder und Lembergerbis zu 80 %-Anteil

• CarbernetSauvigon, St. Laurent, Portugieser zwischen 40 –60 %

• Gut Wasserlöslich

• Bildungsort bei Vitisvinifera-Arten in Beerenschale (UV-Schutz)

• Gehalt von Sonnenexposition, Beerengröße, Rebsorte, Maischestandzeit, Gärverfahren, Gärtemperatur abhängig

• Dient in Verbindung mit dem Gesamtanthocyangehaltund den acetyliertenAnthocyanen zur Sortencharakterisierung

 

WEITERE PHENOLISCHESUBSTANZEN -TANNINE

• Von latein.: tannare= gerben abgeleiteter Gruppenname für eine Reihe von natürlichen Polyphenolensehr vielfältiger Zusammensetzung, die aufgrund ihrer Abstammung von Gallussäure häufiger als Gallotanninebezeichnet werden

• In Traube nur kondensierte Tannine, welche durch Zusammenlagerung flavonoiderGrundstrukturen entstehen -flavonoideTannine

• HydrolisierbareTannine bestehen aus Gallussäure, Ellagsäure, deren Derivate und einem Zuckerrest –Ellagtannine

Gallussäure 

• Herkunft aus Traubenkernen, Stielgerüst und Barrique•freie und veresterte Form (z.B. Tanninsäure)

• Schwellenwert im Wein 10 mg/L

• Wirkt bitter, weniger adstringent

• Gehalt wird von Traubenreife, Maischestandzeit, Gärtemperatur und Ausbau im Eichenholzfass bestimmt

Catechinund Epicatechin(Catechine) 

• Herkunft aus Traubenkernen, Stielgerüst und Traubenschale

• Nimmt mit Traubenreife ab

• Weniger wasserlöslich, mehr alkohollöslich

• Rebsortenabhängig(Spätburgunder , Portugieser und Dornfelder )

• Wirken bitter, weniger adstringent

• Gehalt wird von Rebsorte, Traubenreife, Maischestandzeit, Gärverfahren, Gärtemperatur und Ausbau im Eichenholzfass bestimm

Procyanidine(Proanthocyanidine, Anthocyanogene)

• Di-, Oligo-und Polymere der Catechine(Flavan-3-ole) und der Leukoanthocyanidine(Flavan-3,4-diole, Flavan-4-ole)

• kondensierbare Tannine, alkohollöslich

• reine Catechin/Epicatechin-Kondensate werden als Procyanidinebezeichnet

• Gehen beim Erhitzung mit Säuren und in Anwesenheit von Sauerstoff in die entsprechenden Anthocyanidineüber

• Molmassebis etwa 7000 (rd. 20 Flavan-3-ol-Einheiten)

• bitterer bis adstringierenden Geschmack

• Tetrameream bittersten, höhere Polymere eher adstringierend•geringe Kettenlänge farblos, mit zunehmender Polymerisation gelb und bei größeren Molmassen bis etwa 7000 braun gefärbt.

• Bildung bereits während der Traubenreife –Ausnahme Spätburgunder und Sangiovese, dort erst im Wein

 

Ellagtannine

• Baustein Glycosideder Ellag-und Gallussäure 

• HydrolisierbareTannine

• gut wasserlöslich

• weisen eine höhere Anzahl oxidierbarerphenolischerHydroxygruppenauf

• Ihre Herkunft sind verschiedene Hölzer (z.B. Eiche) und Früchte, aber auch verholzbare Teile der Traube (Stiel, Kerne)

• OenologischesTannin kann laut Definition sowohl hydrolisierbareals auch kondensierte Tanníne

• Rotweinausbau vorwiegend Ellagtanninevon Interesse

 

EINFLÜSSE AUF FARBTON UND FARBINTENSITÄT

• Molekülbau

• pH-Wert 

• SO2-Gehalt 

• BSA

• Copigmentierung

• Selbstassoziation

• Kondensation der Anthocyane

 

EINFLÜSSE AUF FARBTON UND FARBINTENSITÄT

• Bei Zugabe von SO2 nimmt Farbintensität ab

• Entfärbung beruht auf Verbindung des Bisulfitionsmit dem FlavyliumKation

• Im Laufe der Reife verbindet sich die SO2 mit Substanzen (Acetaldehyd, Pyruvatusw.), so dass es zu Farbvertiefungen kommen kann

 

Einfluss des BSA

• Abnahme der Farbintensität durch den Säureverlust bzw. pH-Anstieg

• Verminderung des SO2-Bedarfs durch Abbau von SO2-bindenden Substanzen

• Abnahme der freien Anthocyane und Zunahme des Kondensationsgrades –im Vergleich zur chemischen Entsäuerung

 

EINFLÜSSE AUF FARBTON UND FARBINTENSITÄT

Direkte Kondensation

• Kondensation von Anthocyanen und anderen phenolischenSubstanzen (Tannin, Catechinetc.) in Abwesenheit von Acetaldehyd. 

• Stärker bei erhöhten Temperaturen und niedrigen pH-Werten

• Abhängig von Ausgangskonzentrationen -> je höher der Tanningehalt, desto schneller 

• Kondensationsprodukte erscheinen braun, da das rot gefärbte Flavylium-Kation maskiert wird

• Bei reduktiver Ausbauweise entstehen Polymerisate mit einer langkettigenStruktur. Bei reinen Tanninen gelb Farbe, bei Tannin und Anthocyanen orange

• Bei einem Verhältnis zwischen Anthocyanen und Tanninen von ca. 1:10 wird eine maximale Farbentwicklung erreicht.

• In beiden Fällen zeigt sich das sensorische Bild als adstringent.

 

Kondensation in Anwesenheit von Acetaldehyd 

• Acetaldehyd bildet zusammen mit anderen Phenolen und Tanninen und Anthocyanen Kondensationsprodukte

• Kondensationsprodukte verursachen eine intensivere Rotfärbung

• Geschwindigkeit ist von Ausgangskonzentration der Partner abhängig

• Herkunft des Acetaldehyds ist die Gärung und die Oxidation des Ethanols (Folie)

• Sauerstoff und hoher pH fördert Acetaldehydbildung

• Schweflige Säure hemmt Bildung

 

Eigenschaften der kondensierten gegenüber den monomeren Anthocyane

• kondensierte Anthocyane mehr blau-violett

• chemisch stabiler (z.B. schwefelige Säure)

• Abhängigkeit der Farbintensität pH-Wert ist nicht so groß

• Die Farbintensität ist höher, da ein größerer Anteil in der farbigen chinoidenund der kationischen Form vorliegt

• bei der direkten als auch bei der Kondensation in Anwesenheit von Acetaldehyd sind weitere Kondensationsreaktionen möglich, bis die Moleküle eine gewisse Größe aufweisen, somit unlöslich werden und ausfallen

• Polymere Pigmente sind weniger bitter und adstringentals die monomeren Stoffe aus denen sie hervorgegangen sind, da die Polymerisate Molekülgrößen erreicht haben, die zu groß für die Rezeptoren der Zunge sind

 

BARRIQUELAGERUNGALS MODELL DER MIKROOXIGENIERUNG

• Kontinuierlich geringer Sauerstoffeintrag (30-60 mg/L und Jahr) durch Fassdauben

• Jährlicher Schwund von ~ 5 % (11 L) durch dicht verschlossenes Fass

• Alle 3-4 Monate beifüllen

• Leerraum im Fass von 2 bis 5 Litern

• Leerraum in Verbindung mit dem Sauerstoffverzehr des Weines führt zu einem Unterdruck, welcher Sauerstoff in Form von Luft ins Gebinde zieht

• Sauerstoffaufnahme nach Belegung am stärksten, nimmt durch Abdichtung der Holzoberfläche mit Weininhaltsstoffen ab

• Sauerstoffverbrauch von Gerb-und Farbstoffgehalt des Weines abhängig

• Extraktion von Vorstufen bzw. Umsetzungsprodukten des Lignins –u.a. die so genannten Ellagtannine

 

MIKROOXIGENIERUNG

Oxidation

• Früher: chem. Vereinigung von Elementen od. Verb. mit Sauerstoff u.a. zu Oxiden

• Heute: ein Prozess, bei dem Elektronen abgegeben werden u. unter Reduktion. folglich einen Prozess, der die Aufnahme von Elektronen beschreibt. Weder O. noch Red. können für sich alleine auftreten, sondern sind vielmehr miteinander gekoppelt.

 

MIKROOXIGENIERUNG

Einige wichtige Redox-Systeme im Wein

 

OxigenierungVerfahren bei dem mikroskopisch feinst verteilter Sauererstoffzu einem gezielten Zeitpunktin genau dosierter Menge und in zeitlich kontrollierten Zeitabständendem Most oder Wein zugeführt wird. 

• Makrooxigenierung(0,5 bis 6 bzw. 15 mg/L O2je Liter und Tag)

• Zum Ende der expotentiellenPhase des Hefewachstums (2. bis 3. Gärtag) in Gärung mit dem Ziel vitalere Hefezellen und besseres Durchgären

• Stabilisierung der Rotweinfarbe während der Maischegärung

• Böckserbekämpfungin Jungweinstadium 

• Mostoxidation bei der Weißweinbereitung (bis 30 mg/L; Flotation, 8 mg/L Sättigung mit Luft, 40 mg/L mit Sauerstoff, Flotation bei 5-6 bar 40 mg/L Sättigung mit Luft)

• Mikrooxigenierung(0,5 bis 6 bzw. 15 mg/L O2je Liter und Monat)

• Rotwein über längere Zeitspanne (2-3 Monate und länger), um Farbstabilisierung und Tanninpolymerisierungzu fördern –Reifebeschleunigung im inerten Tank in Verbindung mit Tanninzusatzoder Chipseinsatz–Barriqueersatz

 

Sauerstofftransport durch aufsteigende Blasen

• Aufstiegsgeschwindigkeit (v) ist abhängig von der Größe (r) der Blasev = S * r² (S = StokescheKonstante)

• Gleichgewichtseinstellung durch Gasaustausch zwischen Flüssigkeit und Blase -> Blase verliert an Größe

• Blasendurchmesser bei einer Fritte mit 1 μm ~ 0,02 cm; bei einem O2–freien Wein verschwindet sie in etwa 30 sec und legt dabei 120 cm zurück(mittlere v = 4 cm/sec; t=r0/Twobei T Transferkonstante beiO2= 0,0006 cm/sec)

• bei CO2-haltigen Weinen wird die Abnahme des Blasenradius durch CO2-Aufnahme verzögert, d.h. bei hohem Gehalt kann Sauerstoffdosageverloren gehen 

• Mit Auftrieb der Gase erfolgt Aromatransport; das bedeutet, wenn Gas austritt, erfolgt Aromaverlust

• Problemfelder der Mikrooxigenierungs-Anlagen

• Dosierungsmodus ist diskontinuierlich (Intervallförmig)

• meist Einkolbensysteme(Ansaugen und Dosieren abwechselnd)

• Hoher Gegendruck in Vorratsbehältnis -> Zyklusanfang große Bläschen,

• Ende kleinere

• Blasengröße ist abhängig von Porengröße der Fritte und Eintauchtiefe bzw. hydrostatischem Gegendruck

• Porendurchmesser zwischen 0,5 und 2 μm, selten 0,05 μm

• Eintauchtiefe zwischen 2 und 4 m –Barriqueungeeignet

• Manche Geräte können die Tankhöheerkennen –Berechnung aus Druck

• Kontrolle der Weinoberfläche auf Oxidationverhaltendurch zu hohe Dosagemengenbzw. zu hohe Schwankungen durch intervallförmige Dosage

• Sensorische Verkostung•Sauerstoffmessung -> < 0,03 mg/L gelöster Sauerstoff

• Dosagein mg/L, da Volumen von Gasen temperatur-und druckabhängig ist (Henry-DaltońschesGesetz) 

• Einfaches Gerät rd. 2500 €; mind. 2 Monate belegt, max. 2 Tanks; rd. 7 Cent/L

• Stoppuhr, Stromausfallsicher, PC-Anschluss, Ablesen der Dosagemenge

• Problemfelder der Mikrooxigenierung

• Sauerstoffgabe und Tanningehaltist gemeinsam zu betrachten

• Überoxidation -> Dosagemenge, fehlende Reaktionspartner (keine Blasen an Weinoberfläche)

• Bräunungsreaktionen

• Bildung von Acetaldehyd und Essigsäure aus Ethanol

• Abnahme von Aromakomponenten

• Förderung von Aerobier wie Essigsäurebakterien, Brettanomyces-> Mäuseln

• Löslichkeit des Sauerstoff ist Temperaturabhängig, Temperaturen > 8 °C

 

Zeitpunkt der Oxigenierung

• Maischegärung in Form einer Makrooxigenierung

• Vor BSA, da Acetaldehyd der Gärung noch vorhanden (Feintrub, Gärungskohlensäure und Begasungsdauer schränken Wirkung ein)

• Nach BSA, da längere Begasungsdauer (Regelmäßig sensorische Kontrolle und mikrobielle Betriebskontrolle

Zeitpunkt der Schwefelung

• Peroxid aus der Kondensation oxidiert Sulfit zu Sulfat

• Oxidation von Sulfit langsamer als Oxidation von Phenolen

• Sulfit führt zu reduktiven, Sauerstoff zu oxidativenVerhältnissen

• so lange wie möglich rauszögern

• abhängig von sensorischem Eindruck und mikrobiologischer Sicherheit

 

Böckserbekämpfungdurch Mikrooxigenierung

• Mercaptane(-SH) werden zu Disulfiden(S-S) oxidiert, deren Geruchsschwelle deutlich höher ist als die der Mercaptane

• Mercaptanereagieren mit Chinonenzu nichtflüchtigen Reaktionspartnern

• Mercaptanereagieren mit Cysteinzu nichtflüchtigen Disulfiden

• Diese Vorgänge sind dann reversibel, wenn der Wein noch „Sauerstoff benötigt“ und führt zu erneuten Böckser.