TUM 1 2012 - Allgemeine Lebensmitteltechnologie:...

27.11.2012

1

Technologie des Weines - Neue oenologische Verfahren; TU München Dr. Pascal Herr 29. November 2012

RED

WINE

Neue oenologische Verfahren


Inhalt

1) Vorlesung am 29.11.2012:

Einleitung « neue oenologische Verfahren »

Exkurs Grundlagen 1 (seperate Unterlagen)

Verbesserung der Mostqualität durch Kryo/Supraextraktion

Biotechnologische Verfahren: Einsatz von Enzymen

Exkurs Grundlagen 2 (seperate Unterlagen)

Konzentrierung von Most und Wein


Inhalt

2) Vorlesung am 30.11.2012

Weiterer Einsatz von Membranverfahren und der SCC –Schwerpunkt Alkoholreduzierung

Einsatz von Velcorin

Einsatz von Eichenholzpräparaten

Verfahren zur Weinsteinstabilisierung

Mikrooxygenierung von Rotweinen/O2 in der Weinbereitung


Warum neue oenologische Verfahren?

Globalisierung der Weinwelt

Konkurrenz aus Ländern der « Neuen Weinwelt » aber auch aus Osteuropa

Verbraucher unterstützt die Globalisierung durch sein Kaufverhalten (suche nach dem Exotischen)

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Der Winzer/Oenologe macht den Wein seiner Zeit für den Geschmack seiner

Zeitgenossen mit dem Wissen und den technologischen Möglichkeiten

seiner Epoche!


Wein ist niemals nur eine Flüssigkeit von nicht genau bekannter chemischer Zusammensetzung

Er transportiert Emotionen und Vorstellungen

Besitzt erst dann eine Berechtigung, wenn er sich zwischen den Vorstellungen des Produzenten und des Konsumenten wiederfindet


Anwendungsgebiete der Verfahren

3 Bereiche

1) Verfahren zur Verbesserung der Mostqualität

� Flotation

� Konzentrationsverfahren

2) Verfahren zur Verbesserung der Weinqualität

� Weinsteinstabilisierung (Ionenaustauscher/Elektrodialyse)

� Reduzierung der fl. Säure (Umkehrosmose)

3) Steuerung der Fermentationsprozesse

� Einsatz von Lysozym


Ziele neuer oenologischer Verfahren?

Gesundheitliche und hygienische Anforderungen

Verbesserung der Weinstabilisierung

Schutz gegen unerwünschte Mikroorganismen

Erweiterte Schönungsmöglichkeiten

Konzentrierung von Most und Wein

Chemische Säuerung / Aromatisierung von Wein

Zerlegung des Weins in verschiedene FraktionenEntalkoholisierung, Aromaabtrennung, Entfernung flüchtiger Säure

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Woher kommt der Liberalisierungsdruck?

GATT, WTO: Reduktion der Handelsbarrieren durch Harmonisierung von zugelassenen Methoden und gegenseitige Anerkennung von weingesetzlichen Regeln

EU: Diskussion der neuen Weinmarktordnung

Bilaterale Abkommen zwischen der EU und USA, Australien, Chile (Südamerika) und Südafrika

Schwächung der OIV durch bilaterale Abkommen und Austritte von USA und England

Etablierte Verfahren der Lebensmitteltechnologie (Milch) halten vermehrt Einzug in der Weinbereitung.


Beurteilungskritierien

Gibt es toxikologische Bedenken?

Sind sie durch Wein- und Weinherstellungsdefinitionen abgedeckt?

Wie ist ihr Einfluss auf die Weinqualität?

Wie aufwendig sind sie?

Wie hoch ist der finanzielle Aufwand?


Zulassungsprozess

Einreichung eines Vorschlags im Internationalen Weinamt für Rebe und Wein (OIV)

Beurteilung und Verbesserung in den oenologischen Unterkommissionen Technologie und Mikrobiologie sowie Stellungnahme der 45 Mitgliedsstaaten

Beschlussfassung in der OIV-Generalversammlung

Änderungsverordnung der EU-Weingesetzgebung

Umsetzung in nationales Weingesetz

Anpassung an regionale Gegebenheit in der rheinland-pfälzischen Länderverordnungen


Verbesserung gesundheitlicher und hygienischer Anforderungen

Ersatz tierischer Eiweißpräparate (z.B. Gelatine, Kasein) durch pflanzliche Eiweiße

Verringerung vonbiogenen Aminen (Bakterien)Ochratoxin A (Schimmelpilze auf Trauben)SO2-Bedarf

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Allergenkennzeichnung zum 03.07.2012 Eiweiß- und milchfreie SchönungsmittelDrei Wege

Alles wie bisher und alles auf das Etikett- SO2 steht bereits drauf - nicht erlaubt wenn nicht geschönt- Eintragung ins Kellerbuch

Alles wie bisher und auf die Natur, Technik und Grenzen hoffen- max. 0,25 mg /L Eiweiß (gilt nur in Deutschland)- nach scharfer Filtration in der Regel nicht mehr nachweisbar- nach 6 Monaten in der Regel nicht mehr nachweisbar- keine Einschränkung der Palette an Schönungsmitteln- es bleibt Unsicherheit, besonders bei Fassweinverkauf- Analyse zur Sicherheit ?

Ausschließliche Verwendung allergenfreier Schönungsmittel- keine Deklaration außer SO2

- keine Unsicherheit

Folgen: Bsp.: Allergenkennzeichnung


Etikettierung

Das Wort „Enthält“ vorangestellt, gefolgt von

„Sulfite“ oder „Schwefeldioxid“

„Ei“, „Eiprotein“, „Eiprodukt“, „Lysozym aus Ei“ oder „Albumin aus Ei“

„Milch“, „Milcherzeugnis“, „Kasein aus Milch“ oder „Milchprotein“

Sind mehrere dieser Stoffe enthalten, ist das Wort „Enthält“ voranzustellen, gefolgt von der jeweiligen Bezeichnung der betreffenden Zutaten (Beispiel: „Enthält Sulfite, Ei, Milch“).

Für den Verkauf in Deutschland ist die deutsche Sprache vorgeschrieben



Zusätzlich in Form von Piktogrammen

Zusätzlich zur Kennzeichnung möglich, reicht alleine aber nicht aus

Etikettierung



Schönungen, Weinsteinstabilisierung, mikrobiologische Stabilisierung

Einsatz von Aktivkohle in Erzeugnissen aus roten Trauben

Elektrodialyse

Calciumtartrat

Ionenaustauscher

Mannoproteine der Hefe

Lysozym

DMDC: Pyrokohlensäure-Dimethylester, Velcorin

CMC: Carboxymethylcellulose

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Qualität ist ein relativer Begriff

Aromen

Mundgefühl

Alkohol

Farbe, Tannine

Säure

Qua

lität

, Typ

izitä

t


Kryokonzentration

Supraextraktion

Traubenannahme und prefermentäre Maßnahmen Gärung Reifung/Füllung

Neue Verfahren im Prozess der Weinbereitung


Physikalische Verfahren der Konzentrierung bzw. Zerstörung der Beerenzellwände – Gefrierkonzentrierung

1. Kryokonzentration/Supraextraktion


1.1 Kryokonzentration

Ziel: Mostkonzentrierung

Süssweinproduktion -Sauternes

In Dtl. nicht zulässig! –Eiswein!

Gängigste Methode: Industriekühlkammern

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Gewünschtes Mostgewicht wird durch Prozesstemperatur eingestellt:

°Oe = 21 + 17 x ∆ T *

Bsp.: für 100 °Oe : Prozesstemperatur bei – 4,7 °C

* Würdig/Woller (1989): Handbuch der Lebensmitteltechnologie



Enzyme sind zunächst blockiert

Unreife Trauben bleiben gefroren

Anstieg an Gesamtphenolen, Catechin und Proanthocyanidine konnte beobachtet werden –Verstärkte Nutzung von Antioxidanten (SO2) wird empfohlen, um Bräunungsreaktionen im Wein zu vermeiden

Simonato et al.; AJEV. 2005



Gesamtsäure

Zucker

Äpfelsäure

Weinsäure

Phenole

Handbook of Enology. Volume 1



Aufkonzentrierung/Einfrieren

1.1 Kryokonzentration / Eiswein

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Pressfraktion 1 (ca. 25 % vol.)

Pressfraktion 2 (ca. 24 % vol.)



P1: 5LP2: 4,2L

P1 P2


Ausbeute (P1+P2) ca. 30%



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Essig und Wurmschaden

Sauerfäule beim Müller ThurgauTierische Schädlinge

Botrytis

1.1.1 Kryokonzentration / Botrytis



Entwicklung unter günstigen Bedingungen : Lrel; >90% und 18°C <Temp< 25°CTrockenes, warmes Wetter am Tag ist Vorraussetzung für Edelfäule

Für Edelfäule mind. Mostgewicht bei > 70°Oe

Entwicklung von Botrytis:



Mengenverlust (20-30%) durch Verdunstung (Konzentration) und Verbrauch von Inhaltsstoffen

Säure wird stärker abgebaut als Zucker

Glc:Frct verschiebt sich hin zugunsten der Frct

Abbau stickstoffhaltiger Substanzen


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Absonderung des Enzyms Laccase

Veränderung des Sortenbukett (Abbau von Terpenen)

Verstärkte Bildung von Ketosäuren und Acetaldehyd

Bildung von Botryticinen

Sekundärprodukte durch Bortytis



Durch Sekundärinfektionen und negativen Fäulnisverlauf wird die Mostqualität sehr negativ beeinflusst

Verschiedene Formen wie Roh-,Sauer-, oder Schwundfäule durch nasskaltes Wetter

Sekundärinfektionen



Entwicklung von Essigsäurebakterien

Entwicklung anderer schädlicher Pilze:

Trichotecium Mycotoxine (Ochratoxin)

Penicillium

Aspergillus




Verschiedene Pilze bilden Produkte wie:

Typ Octenol : pilzig

Typ Geosmin: erdig, pilzig, Rote Beete

Typ Ethyl-Phenol iodisch

Ethyl- Guaiacol schweißig



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Mengenverluste

Konzentration (Zucker)

Aromaveränderung durch enzymatische Oxydation und Bildung neuer Substanzen

Zerstörung von Farbstoffen durch Laccase

Zunahme Glycerin/Gluconsäure/Flüchtige

Gärstörung durch Abbau von Nass, Verbrauch von Vitaminen, Bildung gärhemmender Substanzen

Folgen der Edelfäule



Klär- Filtrationsprobleme : Bildung von Glucan sowie Schleimsäure aus dem Pektin

Erhöhter SO2-Bedarf

Gefahr von Sekundärinfektionen

Sensorische Veränderung kann negativ sein :

Farbfehler, pilzig, muffige Gerüche, Flüchtige Säure und Ethylacetat

Folgen der Edelfäule



Botrytis KryoMengenverlust ++ ++Zuckerkonzentration ++ ++Aromenveränderung ++ +Erhöhter SO2 Bedarf ++ 0

Filtrationsprobleme ++ 0Risiko ++ +Energiekosten 0 ++



1.2 Supraextraktion

Kühlen der Trauben auf -4 °C

Erwärmen auf 10 °C, dann pressen

Zerstörung der Zellwände und Aufschluss der Beerenhaut

Verbesserte Saftausbeute

Erhöhte Extraktion von Phenolen, Zuckern, Aromen

Absinken der GS und Anstieg pH-Wert

Wine science: principles and applications, Jackson, Ausgabe 3-2008, S.336

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1.2 Supraextraktion

Anwendungsbereich: trockene Weissweine

Speziell Sauvignon blanc und « ähnliche » Rebsorten

?? - Aromenvorstufen !!

Blumig

Zitrone

Ananas

Maracuja

Grapefruit

Buchsbaum

Paprika

Spargel

OH

SH

3MH3-Mercaptohexanol

Grapefruit, MaracujaGeruchsschwellenwert: 60 ng/l

SH

O

4MMP4-Mercapto-4-methylpentan-2-onBuchsbaum, Cassis; KatzenurinGeruchsschwellenwert: 0,8 ng/l

O

OSH

3MHA3-Mercaptohexylacetat

Maracuja, PassionsfruchtGeruchsschwellenwert: 4 ng/lN

N O

N

N O

IPMP3-Isopropyl-2-methoxypyrazin

erdig, grüne BohneGeruchsschwellenwert: 2 ng/l

IBMP3-Isobutyl-2-methoxypyrazin

Spargel, PaprikaGeruchsschwellenwert: 2 ng/l

diverseEster, Alkohole, Terpene

Sauvignon Blanc AromaDie GESAMTHEIT macht das

Blumig

Zitrone

Ananas

Maracuja

Grapefruit

Buchsbaum

Paprika

Spargel

OH

SH

3MH3-Mercaptohexanol

Grapefruit, MaracujaGeruchsschwellenwert: 60 ng/l

SH

O

4MMP4-Mercapto-4-methylpentan-2-onBuchsbaum, Cassis; KatzenurinGeruchsschwellenwert: 0,8 ng/l

O

OSH

3MHA3-Mercaptohexylacetat

Maracuja, PassionsfruchtGeruchsschwellenwert: 4 ng/lN

N O

N

N O

IPMP3-Isopropyl-2-methoxypyrazin

erdig, grüne BohneGeruchsschwellenwert: 2 ng/l

IBMP3-Isobutyl-2-methoxypyrazin

Spargel, PaprikaGeruchsschwellenwert: 2 ng/l

diverseEster, Alkohole, Terpene

Sauvignon Blanc AromaDie GESAMTHEIT macht das

Dr. Schmarr 2007


Thiole im Sauvignon Blanc

• Thiole liegen im Most nicht frei vor

• Thiole sind an die Aminosäure Cystein

gebunden

• Freisetzung durch Cystein-S-Lyasen

• Thiole sind z.T sehr geruchsaktiv

• Aromaeindruck abhängig von der

Konzentration

S-Cysteinkonjugaten in Sauvignon Blanc Trauben

Verteilung der S-Cysteinkonjugaten [ng Thioläq./g]

4MMP 4MMPOH 3MH Saft 1.65 1.02 5.72

Beerenhaut 1.93 1.34 41.31

S-Cysteinkonjugate

Peyrot des Gachons, et al., Am. J. Enol. Vitic. 53 (2002) 144 - 146

Unterschiedliche Verteilung nur für 3MH

Saft/Haut ~ 20/1

S-Cysteinkonjugaten in Sauvignon Blanc Trauben

Verteilung der S-Cysteinkonjugaten [ng Thioläq./g]

4MMP 4MMPOH 3MH Saft 1.65 1.02 5.72

Beerenhaut 1.93 1.34 41.31

S-Cysteinkonjugate


Unterschiedliche Verteilung nur für 3MH

Saft/Haut ~ 20/1

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S-Cysteinkonjugate

S-Cysteinkonjugate im Saft bei 18 °°°°C in Abhängigkeit der Standzeit


Maischestandzeit beeinflusst primär die Ausbeute an 3MH-Präkursor !


Neu: Spontangärung aus der Packung

Colombard, 2009


flüchtige Säure (g/L H2SO4)

TD = Hefe Torulaspora delbrueckii Level 2 : TD und Saccharomyces cerevisiae

Versuch INRA

Neu: Spontangärung aus der Packung

(1 g/L Säure als H2SO4 = 1,53 g/L Säure als Weinsäure)


Enzymeinsatz



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2 Enzyme

Verwendung der Enzyme durch die OIV harmonisiert

Erlaubte Enzyme sind in einer Postitivliste aufgeführt

Pektinase, ß-Glucanase, Urease, Lysozym


Wichtige Enzymgruppen in der Weinbereitung

2 Enzyme

Zugelassene Enzymgruppen aus Pilzkulturen (Aspergillus)

Pektolytische Enzyme: Mit mehr oder weniger Nebenaktivitätß-Glucanasen: spaltet Botrytisglucan/HefeautolyseLysozym: Einsatz zur mikrobiellen Stabilisierung


Anwendung von Enzymen Weinenzyme:

- Temperaturen: 10 °°°°C bis 50 °°°°C

Granulatierte Enzyme:

Auflösen in Wasser �� Zugabe zum Most/Maische/Wein

1. z.B. 20 g Enzymgranulat in 1 ltr. Wasser unter leicht en Rühren auflösen

Zugabe NIE zusammen mit Bentonit

- Haltbarkeit: 3 Jahre

- Geöffnete Dose: gut verschließen und vor Feuchtigke it und Hitze aufbewahren, kann wenn nicht verklumpt – nächste Saison verwendet werden!

Flüssige Enzyme:

Direkt gebrauchsfertig �� direkte Zugabe zum Most/Maische/Wein

Zugabe NIE zusammen mit Bentonit

Haltbarkeit: 1,5 bis 2 Jahre

1. Geöffnete Flasche: gut verschließen und im Kühlschr ank aufbewahren für die nächste Saison, kontrollieren ob kein Schimmelbefal l erkennbar ist

2 Enzyme


Welche Enzyme gibt es ….Most –SedimentationMost- FlotationMaischestandzeitMaischeerhitzungJungwein

Faule TraubenJungwein

Hefelagerung

Zur schnelleren Sedimentation und Klärung von Trauben-Most und Flotation

Mehr frei ablaufender Most, mehr Farbe im Rotweinmehr Aromen bei Weißweinmaischen

Bei faulen Trauben – filtrationshemmende Stoffeß-Glucane müssen abgebaut/zerstört werden um einVerblocken bei der Weinfiltration zu verhindern

Bei Jungweinen – HefelagerungMannoproteine - BatonnageWeine werden weicher, runder, harmonischer

2 Enzyme

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2. MUSTS2.1.4 USE OF ENZYMES FOR THE CLARIFICATION (OENO 11 /04)Definition :The addition to must of enzymatic preparations with in particular,polygalacturonase, pectin lyase, pectinmethylesterase, and/or b-glucanases activities that catalyse the degradation of pecticpolysaccharides and/or fungal b-glucans.Objective:To facilitate the clarification of musts.Prescription:The enzymes used must comply with the prescriptions of theInternational Oenological Codex.Recommendation of OIV :Accepted.

2 Enzyme


2 Enzyme


2 Enzyme

Bildung flüchtiger Phenole aus nichtflüchtigen Vorläufern

COO

COOH

COOH

OH

R

HO Coutarsäure (R=H)Caftarsäure (R=OH)Fertarsäure (R=OCH3)

COOH

R

HO

-Weinsäure

CH2

R

HO

-CO2

CH3

R

HO

H2

1. Hydrolyse

2. Decarboxylierung

3. Reduktion

Phenolcarbonsäure-Ester (Depside)

freie Phenolcarbonsäure n

Cumarsäure (R=H)Kaffeesäure (R=OH)Ferulasäure (R=OCH3)

flüchtige PhenoleAromastoffeauch Off-Flavour

Vinylphenol (R=H)Vinylcatechol (R=OH)Vinylguajacol (R=OCH3)

flüchtige PhenoleAromastoffeauch Off-Flavour

Ethylphenol (R=H)Ethylcatechol (R=OH)Ethylguajacol (R=OCH3)

Quelle : H.Dietrich

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Mostvorklärung

2 Enzyme


KlärungsenzymeVereinfachte Darstellung der Pektinkette

COOCH3

I

-- O --

COOHI

-- O --

COOCH3

I

-- O --

COOCH3

I

-- O --

COOCH3

I

-- O --

COOCH3

I

-- O ----

PE PE PE PE PE

COOHI

-- O --

COOHI

-- O --

COOHI

-- O --

COOHI

-- O --

COOHI

-- O --

COOHI

-- O ----

Exo-PG Endo-PG

COOCH3

I

-- O --

COOHI

-- O --

COOCH3

I

-- O --

COOCH3

I

-- O --

COOCH3

I

-- O --

COOCH3

I

-- O ----

PL

2.1 Pektinase

nach Dr. Ilona Schneider


Wirkungsweise eines Extraktionsenzyms

Traubenbeere in der Durchsicht(mikroskopische Aufnahme)

Traubenbeere nach enzymatischer Behandlung

Aufbrechen der Zellen� Frei ablaufender Saft

Aufbrechen der Zellen�Polysaccharide

�Aroma- und Farbstoffetraubeneigene Tannine

Kein zerstören der Beerenhaut� Keine Vermusung

2.1 Pektinase



Klärung von TraubenmostNatürliche Sedimentation und Klärungsenzyme

Kontrolle0 h

Kontrolle2 h

Kontrolle4 h

gran.Enzym 1

2 h

gran.Enzym 1

4 hKontrolle

0 hKontrolle

0 h

FlüssigesEnzym 2

2 h

Flüssiges Enzym 2

4 h

2.1 Pektinase


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Klärung von TraubenmostNatürliche Sedimentation und Klärungsenzyme

Pektintest

Kontrolle4 h

Pektintest

GranuliertesEnzym 1

4 h

Pektintest

Flüssiges Enzym 2

4 h

☺� �

2.1 Pektinase



Vergleich Zellulase vrs. Pektinase (2,5g/hl)

Kontrolle 100% Pektinase

100% Zellulase

Mischung Pektinase (70%) /Zellulase (30%)

> 1000 NTU



100% Zellulase

Mischung Pektinase/Zellulase

Nach 3 Stunden



100% Zellulase

Mischung Pektinase/Zellulase

Nach 15 Stunden

143 NTU

Pektintest pos.

26 NTU

Pektintest neg.

34 NTU

Pektintest leichte Schlieren

96 NTU

Pektintest pos.

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Flotationseffekt -Diskontinuierliche Flotation

Enzymierung

Gelatinegabe

Mostvorklärung

2.1 Pektinase


Trub

Luft

Flotation

Enzymierung

Gelatinegabe

Mostvorklärung

2.1 Pektinase


Trub

Mostvorklärung

2.1 Pektinase


0 NTU

40 NTU

80 NTU

120 NTU

160 NTU

0 Std. 4 Std. 8 Std.

Kontrolle Enzym

Gärung

Trübungsgrad bei der Mostvorklärung in Abhängigkeit von Zeit und Klärmittel bei 20 °°°°C

2.1 Pektinase

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0

200

300

400

A

B

C

G-G

[µm

ol/k

g]

Einfluss der Traubenverarbeitung auf die Extraktion glycosidisch gebundener Aromastoffvorläufer (G-G) in einem Riesl ing

Extraktion von traubeneigenen Aromastoffvorläufern


2.1 Pektinasen - Enzyme zur Farbextraktion


Traubenannahme Gärung BSA Lagerung/Reifung



Anthocyanfreisetzung durch Enzymeinsatz


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0%

50%

100%

150%

Catechin[144,2mg/l]

Epicatechin[73,1mg/l]

Dp-3-gl[3,1mg/l]

Cy-3-gl[0,5mg/l]Pt-3-gl[5,7mg/l]

Po-3-gl[8,9mg/l]

Mv-3-gl[86,9mg/l]

Maischegärung Maischegärung + 2 g/hl Lallzym EX-V

2002 Spätburgunder Phenolprofil



0%

50%

100%

150%rote Farbe

Kirsche

Erdbeere

Pflaume

grüne Bohne

Lakritz

würzig

rauchig

fruchtig

Körper

adstringent

bitter

Maischegärung Maischegärung + 2 g/hl Lallzym EX-V

2002 Spätburgunder sens. Profil



Pektinasen - Zusammenfassung

• Enzympräparate müssen frei von Depsidase- und Zimmtsäurendecarboxylase sein (Vermeidung der Bildung flüchtiger Phenole)

• Pektinasen helfen bei der Vorklärung und Erhöhung der Saftausbeute

• Extraktion von Aromastoffvorstufen

• Bessere Anthocyanextraktion ist möglich


Aromenfreisetzung


2.2 Enzyme – Nebenaktivität Glucosidase

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Verteilung der Glycosyl-Glucose in Traubenorganen in einem 1997er

Gewürztraminer (n=3)

0

500

1000

1500

2000

2500

G-G

[µm

ol/k

g]

G-G [µmol/Kg] 1041

Beeren-schale

schattig

2053

Beeren-schale

besonnt

267

Frucht-fleisch

Aromastoffe in der Beere

90% der Terpene liegen

an Zucker gebunden in

der Beerenhaut vor

Kleine Beeren:

Mehr Aromastoffe

Maischestandzeit


Säure, Enzym

Gebundene Aromastoffe im

Wein



Muskat Rebsorten

> 6 mg/l Monoterpene

Nicht Muskat, aber aromatische Rebsorte

1-4 mg/l Monoterpene

Rebsorten, deren Aroma nicht von Monterpenen geprägt ist.< 1 mg/l Monoterpene

Muscat Alexandria Gewürztraminer Chardonnay

Muskat Frontignac Morio-Muskat Grauburgunder

Moscato Canelli Riesling Gutedel

Moscat Hambourg Müller-Thurgau Bacchus

Muscat Ottonel Silvaner

Scheurebe

Kerner

Huxelrebe

Siegerrebe

Rebsorten –Aromenfreisetzung....



Temperatureinfluss auf die Glucosidase-Aktivität

24%

44%

100%

75%

0

20

40

60

80

100

120

10 °C 15 °C 20 °C 25 °C

Enzymwirkung in %

Dr.Binder DLR Rheinpfalz


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Glucosidaseaktivität in Abhängigkeit vom Glucosegehalt

80%

32%

14%

0

20

40

60

80

100

120

0 10 50 100

Enzymwirkung in %

Glucose g/lDr.Binder DLR Rheinpfalz



Schlussfolgerungen zum Aromaenzym - Einsatz

• für neutrale Weine ist der Zusatz wenig erfolgversprechend

• in die abklingende Gärung (Gärungswärme) dosieren, wenn die Glucose schon abgebaut ist

• um eine frühzeitige Alterung oder „Auseinanderfallen“ des Buketts zu vermeiden, sollte nach einer Einwirkzeit von 2 -4 Wochen eine Bentonitschönung (15 -20 g/hl) zur Inaktivierung der Enzyme durchgeführt werden

Temperatur: bei 18 °C (2-4 Wochen)bei 16 °C (4-6 Wochen)

Dosage: 3-5 g/hl



Filtrationsverbesserung

(Mannoprotein – Extraktion)

ß- Glucanase/ Filtrationsenzym



O

OH

Oß-GlcOH

O

O

OH

O

OH

OH

O

OH

O

OH

OH

O

OH

O

OH

O

O

OH

O

OH

OH

O

OH

O

OH

OH

O

OH

ß-Glc

OH

O

O

OH

OH

OH

OH

O

OH

OH

OH

OH

O

OH

OH

OH

OH

Methanol-gefälltes

ß-1,3-1,6-Glucan

ß-1,3-1,6-Glucan von Botrytis cinerea (ATCC 90769)

2.3 ß- Glucanase/ Fitrationsenzym

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� Zielsetzung:

Die enzymatische Klärung von Mosten sowie der enzymatische Abbau von filtrations-hemmenden Stoffen für eine effizientere (und) wirtschaftlichere Filtrationsleistung.

Einfluss von oenologischen Enzymenauf die Filtrierbarkeit von Weinen…



Pektinase mit ß-Glucanase Aktivität

Botrytisfaule Trauben

0,45 µm PVDF Membran mitGlucan belegt

0,45 µm PVDF Membran




Filtrationsenzym bei botrytisfaulen Trauben

-- O -- -- O -- -- O -- -- O -- -- O ----

--

COOHI

-- O --

SIHAZYM Fine



Filtration von botrytisfaulen Lesegut ohne Filtrationsenzym

-- O -- -- O -- -- O -- -- O --

-- O ----

SIHAZYM Fine2.3 ß- Glucanase/ Fitrationsenzym

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Filtration von botrytisfaulen Lesegut mit Filtrationsenzym

SIHAZYM Fine



Enzymeinsatz steigert unabhängig von der Traubenqualität die Filtrationsleistung, die Verblockungsneigung sinkt vor allem in der Vorfiltrationsstufe und durch niedrigere Differenzdrücke ist eine schonendere Filtration möglich

100 % gesunde Trauben:Depektinisierung mit pektolytischen Enzymen ist sinnvoll um die Filtrationsleistung zu erhöhen

100 % faule Trauben:Depektinisierung und Glucan-Abbau: bestes Ergebnis

Filtration und Enzymatik



*zur Klär- und Filtrationsverbesserung von Most und Wein aus Botrytis cinereabefallenem Lesegut

*zur Freilegung von Mannoprotein aus der Zellwand absterbender Saccharomyces cerevisiae-Hefezellenim Zuge der Feinhefelagerung von Wein und Sekt



MannoproteinPolypeptideblauOligosaccharidegelb

ß-1,6-Glucanrot

Chitintürkis

ß-1,3-Glucangrün

Plasmaproteineblau

Plasmamembranegrau

Struktur der Zellwand von Saccharomyces cerevisiaeNach: Peter N. Lipkeand Rafael Ovalle:Cell Wall Arc hitecture in Yeast: New Structure and New Challenge sJournal of Bacteriology, August 1998, p. 3735- 3740, Vol. 180, No. 15


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Manuelles Aufrühren der Hefe (bâtonnage)

Freisetzung von Mannoproteinen und Peptiden

Weicheres Mundgefühl (cremig/süßlich)

Weinsteinstabilität

Eiweißstabilität



Abbau von ß-Glucanen:

- Herkunft: Botrytis cinerea auf den Trauben �Filtrationsverbesserung

- Herkunft: Hefeglucane von der Hefezellwand �„Mouthfeel“

Zeitpunkt der Anwendung:

- Abklingende Gärung � Ausnutzung der Gärungswärme

- Jungwein mit Hefedepot/Bâtonnage

Temperatur: Wirksam > 16 °C

Dosage: 3 – 5 g/hl



Steuerung des BSA

Hemmung von MSB

2.4 Lysozym



- die rote Karte für Bakterien !

2.4 Enzyme - Lysozym

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25


Mittlere Jahrestemperatur: 9 °°°°CBlüte: 15 °°°°C

Beerenreife: 19 °°°°CSonnenschein: 1200 h

Vegetationsdauer: 150 - 250 Tage

Klimagrenzen des heutigen Weinbaus



Bildquelle: IPCC - Die Abschätzung des zukünftigen Klimas erfolgt durch Computermodelle. Dieses Klimamodell zeigt, wie die Temperatur ohne vermehrte Treibhausgase verlaufen wäre (blau). Pink die Ergebnisse, bei denen natürliche und menschliche Antriebe gleichermaßen berücksichtigt sind. Sie kommen dem gemessenen Verlauf (schwarz) nahe.




15. Aug.25. Aug.4. Sep.

14. Sep.24. Sep.

4. Okt.14. Okt.24. Okt.

1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007

Erreichen der Reife von 65 ° Oechsle bei Riesling


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26


Sukzession während der alkoholischen Gärung

10

102

103

104

105

106

107

108

KB

E /

ml

ErnteTransport

Alk.Gärung

Biol. Säureabbau ReifungLagerung

Hefe

Brettanomyces/Dekkera

Oenococcus

PediococcusLactobacillus

AcetobacterGluconobacter

Klimaeinfluß auf die Mikrobiota bei steigendem pH

Dr. Krieger Lallemand



107777

105555

104444

103333

102222

106666

10KBE/ml

ERNTEERNTEERNTEERNTETRANSPORTTRANSPORTTRANSPORTTRANSPORT

ALKOHOLISCHEALKOHOLISCHEALKOHOLISCHEALKOHOLISCHEGÄRUNGGÄRUNGGÄRUNGGÄRUNG

BIOLOGISCHERBIOLOGISCHERBIOLOGISCHERBIOLOGISCHERSÄUREABBAUSÄUREABBAUSÄUREABBAUSÄUREABBAU

REIFUNG/REIFUNG/REIFUNG/REIFUNG/LAGERUNGLAGERUNGLAGERUNGLAGERUNG

108888

3 - 24 Tage

HefeHefeHefeHefe

LactobacillusLactobacillusLactobacillusLactobacillusPediococcusPediococcusPediococcusPediococcus

OenococcusOenococcusOenococcusOenococcus

GluconobacterGluconobacterGluconobacterGluconobacter

AcetobacterAcetobacterAcetobacterAcetobacter

WACHSTUM DER BAKTERIEN UNTER EINFACHEN BEDINGUNGEN




HefeHefeHefeHefe OenococcusOenococcusOenococcusOenococcus

LactobacillusLactobacillusLactobacillusLactobacillusPediococcusPediococcusPediococcusPediococcus

GluconobacterGluconobacterGluconobacterGluconobacter

AcetobacterAcetobacterAcetobacterAcetobacter

107777

105555

104444

103333

102222

106666

10KBE/ml

ERNTEERNTEERNTEERNTETRANSPORTTRANSPORTTRANSPORTTRANSPORT

ALKOHOLISCHEALKOHOLISCHEALKOHOLISCHEALKOHOLISCHEGÄRUNGGÄRUNGGÄRUNGGÄRUNG

BIOLOGISCHER BIOLOGISCHER BIOLOGISCHER BIOLOGISCHER SÄUREABBAUSÄUREABBAUSÄUREABBAUSÄUREABBAU

REIFUNGREIFUNGREIFUNGREIFUNGLAGERUNGLAGERUNGLAGERUNGLAGERUNG

108888

3 - 24 Wochen

WACHSTUM DER BAKTERIEN UNTER SCHWIERIGEN BEDINGUNGEN




107

105

104

103

102

106

10

Lebendkeim

zahl

(KBE/m

l)

ERNTETRANSPORT

ALKOHOLISCHEGÄRUNG BSA REIFUNG

LAGERUNG

108

Hefen

LactobacillusPediococcus

GluconobacterAcetobacter

Oenococcus selektioniert

Oenococcus spontan

Beimpfungmit BSA-Kulturen

SO2

Lyso

SO2

LysoIDEAL: LENKUNG DER ALKOHOLISCHEN GÄRUNG & DES BSA



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Lysozym (Hühnereiweiß) ist eine Muramidase, die die ß-1,4-Bindung zwischen der N-Acetylmuraminsäure und den 2-Acetamido-2-desoxyglucoseresten in Mucopoly-sacchariden oder Mucopeptiden spaltet, die die Zellwand Gram-positiver Bakterien bilden.



0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

Weinsre Äpfelsre Milchsre. Essigsre Zitronens.

Kontrolle

200 mg/l Lysozym zuMost

g/l

Einfluß der Lysozymbehandlung auf das Säurespektrum eines 2001er Gewürztraminer - Zusatz vor der Gärung


Dr.G.Binder DLR Rheinpfalz




Weißburgunder 2009

Σ biogene Amine

putphe

trptyr

his

eth

ß-ala

-4

-2

0

2

4

6

8

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10F1 (36,89 %)

F2

(23,

62 %

)

spontaner BSA / Bentonit_Most

Spontaner BSA / Bentonit während Gärung

BSA Starterkulturen

Lysozym

Lysozym

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Spätburgunder 2009

eth agm

tyrphe

putΣBAs

worst

norm

best

2,3

0,0

3,2

0,00,0

5,5

1,7

0,3

5,4

0,0 0,4

7,76,6

0,3

6,9

0,6 1,2

15,5

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

Bio

gene

Am

ine

[mg/

L]

Starterkulturen/Lysozym und SO2 auf die Maische

Starterkulturen

Spontan und späte SO2 Zugabe



• Lysozym ist kein Ersatz für eine saubere, einwandfreie Kellerwirtschaft

• Lysozym unterbindet (meist) wirksam die Milchsäurebakterienaktivität

• Lysozym ist sensorisch neutral

• eine Schwefeleinsparung wird durch Lysozym nicht erreicht

• ein Einsatz in Rotweinen ist mit Farbverlusten verbunden

• die Wirkung gegen MS-Bakterien ist auf 3-6 Wochen begrenzt

• keine Wirkung gegen Bakterien der Gattung Acetobacter

Lysozym Schlussfolgerung


Ausblick


Ausblick

AIF Nr. 15833 N – Patrick Sebastian

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AIF Nr. 15833 N – Patrick Sebastian

Ausblick


Ausblick

Neue Enzymcocktails in Entwicklung

Bereits positive Resultate mit einem lytischen Enzymcocktail aus Streptomyces sp. B578 *

Diese Exoenzyme lysieren fast alle weinrelevanten Milchsäurebakterien sowie Gram – Acetobacter

* Blättel et.al.; 2009. Appl. Microbiol Biotechnol 83: 839-848


Membranverfahren




3. Membranprozesse in der Oenologie

Oder....: Wenn es die Natur nicht schafft oder sonst etwas schief läuft

Physikalische Trennverfahren

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HochdruckMolekülgröße

Elektrisches Feld+ Elektrische

Ladung

Trennmem

branD

esitllationC

hromato-

graphie

Vakuum

Hydrophile Lösungs-mittel

Wasser, Alkohol flüchtige Säure

Kalium, Calcium Wein-, Äpfelsäure

Flüchtige Komponenten Ethanol, Aromastoffe

Nicht flüchtige Inhaltsstoffe Tannine, Pigmente

TemperaturFlüchtigkeit

Hydrophobe Lösungsmittel

Vakuum

- Elektrische Ladung



Most Konzentrierung

Entfernung von Zucker

Teilweise Entalkoholisierung

Entfernung von flüchtiger Säure

Entfernung von Fehlaromen

Weinsteinstabilisierung

pH-Wert Absenkung

Umkehrosmose

Ultrafiltration + NanofiltrationUltrafiltration + Evaporation

Umkehrosmose 1 + Umkehrosmose 2Umkehrosmose + DestillationUmkehrosmose + Perstraktionsmembran

Umkehrosmose + AnionenaustauscherUmkehrosmose 1 + Umkehrosmose 2Umkehrosmose + Adsorption

Nanofiltration + Mikrofiltration

Nanofiltration + AdsorbentienNanofiltration + PVPP

Elektrodialyse

Elektrodialyse



3.1 Konzentrierung von Most und Wein

Verdampfung bei

atmosphärischem Druck, Vakuum

Umkehrosmose


Hochdruck –Retentat (Most)

Niederdruck –Permeat (Wasser)

Aus-gangs-most

Hochdruck-Pumpe Umkehrosmose-Membran

Konzentrierter Most

Wasser

Mostkonzentrierung mit Umkehrosmose

www.memstart.com


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Umgekehrte Osmose –Verdichtung

MineralsalzeAminosäurenVitamineProteinZucker

Lösungsmittel(Wasser,Permeat)

LÖSUNG(Konzentrat)

DRUCK

Membrane

Wasser




Membranmodul - Wickelmembran



Umkehrosmose bei Rotwein


0%

50%

100%

150%

200%Gallussäure (58,9 mg/L)

Catechin (133,6 mg/L)

Epicatechin (78,1 mg/L)

Monomere Anthocyane(201,5 mg/L)

Polymere Anthocyane(7,0 mg/L)

Polymere Phenole (175,7 mg/L)

Copigmente [Boulton](7,3 mg/L)

Saccharose Maischegärung Saftentzug Maischegärung

Konzentrierung Maischegärung

Einfluss der Mostkonzentrierung auf das Phenolspektrumvon Cabernet Sauvignon (Maischegärung)


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0%

50%

100%

150%

200%

Erdbeere

Kirsche

Cassis

grüne Paprika

RosmarinAdstringenz

Bitter

Körper

Farbintensität

Saccharose Maischegärung Saftentzug Maischegärung

Konzentrierung Maischegärung

Einfluss der Mostkonzentrierung auf die Sensorik von Cabernet Sauvignon (Maischegärung)



Vakuumdestillation - Umkehrosmose


Mostkonzentrierung


Vakuumdestillation



Umkehrosmoseanlage


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Veränderungen der Mittelwerte der Säurekonzentrationen in ‘98er Portugieser Weißherbst- und Silvanermosten durch die Anwendung von UO

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ausg.-Most Konz Most10%

Konz Most 20%

Konz Most 30%

Titrierbare SäureWeinsäure Äpfelsäure

g/l



0

2

4

6

8Kirsche

Cassis x 2

Erdbeere x 2

grüne Paprika x 2

Rosmarin x 2

würzig x 2

rauchig x 2

Säure

adstringent

bitter

Körper

Farbintensität

ME Saccharose ME UO

Aromaprofil: Maischeerhitzung (2001er Dornfelder, Pfalz)



0

2

4

6

8Kirsche

Cassis x 2

Erdbeere x 2

grüne Paprika x 2

Rosmarin x 2

würzig x 2

rauchig x 2

Säure

adstringent

bitter

Körper

Farbintensität

unbeh. Saftentzug UO getrocknet

Aromaprofil: 2001 Spätburgunder, Maischegärung



0

2

4

6Kirsche

Cassis

Erdbeere

grüne Paprika

Rosmarin

würzig

rauchig

Säure

adstringent

bitter

Körper

Farbintensität

unbeh. Weinkonz

Aromaprofil: 2001er Spätburgunder, Weinkonzentrierung


Date post:	22-Sep-2019
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TUM 1 2012 - Allgemeine Lebensmitteltechnologie:...

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