Weinsteinstabilisierung

Präsentation zum Thema: "Weinsteinstabilisierung"—  Präsentation transkript:

1 Weinsteinstabilisierung
Die Geschichte geht weiter ... Ein neues Weinbehandlungsmittel

2 Inhaltsverzeichnis Die Weinsteinstabilität Instabilitätsfaktoren
Einflussfaktoren Die verschiedenen Verfahren Ausfällverfahren Schutzkolloide Kaliumpolyaspartat Stabilisierung von Weiß- und Roséweinen Antartika V40 Testverfahren Rotweinstabilisierung Herausforderungen, Grenzen der anderen Kolloide Farbstabilisierung: die Rolle des Gummi arabicum Antartika

3 Martin Vialatte, eine lange Geschichte der Schutzkolloide
1964 Untersuchungen zur Weinsteinstabilisierung: Entwicklung und Herstellung der Metaweinsäure Index V40® in den Pariser Werken Kontinuierliche Forschungsarbeiten der Teams von Innovation, Forschung und Entwicklung 2004 Beginn der Arbeit an Carboxymethylcellulose (CMC), aus Holz gewonnene Cellulose zur Weinsteinstabilisierung von Weißweinen 2009 Lancierung der Produktreihe CRISTAB (CMC) 2018 Lancierung der Produktreihe ANTARTIKA®

4 Die Weinsteinstabilisierung Die Instabilitätsfaktoren
Weinsäure Wichtigster Faktor beim Wein Einfluss auf pH-Wert und Säure Liegt in 3 Formen vor TH2, TH-, T2- Kalzifiziert mit den im Wein vorhandenen Ionen+ Kalium Wichtigster Faktor beim Wein > 80 % der Ionen des Weins Freie Form K+ Kalzium Freie Form Ca2+ Figure 2.2. Verteilung der drei verschiedenen Formen der Weinsäure in wässriger alkoholischer Lösung (12 % vol) Die Kurve des Bitartrat-Ions TH- erreicht bei einem pH-Wert = 3,75 ein Maximum. In der betrachteten pH-Wert-Spanne liegt %TH- fast immer über 50 %. Diese beiden Merkmale zeigen, dass die Bedingungen zur Kristallisation der Tartrate, die das Bitartrat-Ion enthalten, im Wein extrem günstig sind.

5 Die Weinsteinstabilisierung Die Instabilitätsfaktoren
Konzentration KP = LP: Sättigungsbedingung instabiler Bereich der Keimbildung KP > LP: Zustand der Übersättigung, Ausfällung metastabil und übersättigt Übersättigungskurve stabil und gesättigt KP < KP: Zustand der Ungesättigtheit, keine Ausfällung Das Löslichkeitsprodukt (LP) eines Salzes ist eine für eine bestimmte Temperatur und ein bestimmtes Lösungsmittel spezifische Konstante; sie ändert sich je nach Modell KP = Konzentrationsprodukt Löslichkeitskurve Temperatur

6 Die Weinsteinstabilisierung Die Instabilitätsfaktoren
Eine Erhöhung des pH-Werts ändert das Gleichgewicht der Salze = Erhöhung der Instabilität Die Löslichkeit eines Salzes nimmt ab wenn der Alkoholgehalt steigt wenn die Temperatur sinkt Der Gehalt an Polyphenolen verringert die Instabilität pH-Wert: Die Erhöhung des pH-Werts bewirkt eine Änderung des Gleichgewichts der Weinsäure zugunsten der ionischen Formen Bitartrat und Tartrat, was die Bildung von KHT (Kaliumbitartrat) und CaT (Kalziumtartrat) begünstigt und zur Instabilität führt. Alkoholgehalt: Die Löslichkeit der Tartratkristalle ändert sich in Abhängigkeit vom Alkoholgehalt; je höher der Alkoholgehalt, desto geringer die Löslichkeit. Temperatur: Die Funktionsweise der Kaltstabilisierung beruht auf der verminderten Löslichkeit der Tartratkristalle bei sinkenden Temperaturen. Polyphenolgehalt: Die hemmende Wirkung der Polyphenole auf die Weinsteinausfällung ist belegt; denn die Farbstoffe haben die Fähigkeit, mit der Weinsäure Komplexe zu bilden, sodass diese nicht mehr für die Kristallbildung verfügbar ist.

7 Verfahren zur Weinsteinstabilisierung Ausfällverfahren
Elektrodialyse Investition und Wartung Wasserverbrauch Abwässer Kaltstabilisierung Hohe Kosten (inklusive Arbeitskraft) Zusätzliche Dauer Beeinträchtigung von Sensorik, Säure und Farbe Energie- und Wasserverbrauch Abwässer und Treibhausgas-Emission Harze Investition und Wartung Energie- und Wasserverbrauch Beeinträchtigung der Sensorik, da anfangs zum Ansäuern verwendet

8 Verfahren zur Weinsteinstabilisierung Additive Verfahren: Schutzkolloide
Hefe-Mannoproteine Funktioniert nicht bei sehr instabilen Weinen Erfordert für eine erfolgreiche Behandlung ein entsprechendes Weinauswahlverfahren (abgeänderter Test nach Dr. WÜRDIG, Kontrolle von Farbe und Trübung) Metaweinsäure Alle Weinarten Kurze Stabilisationsdauer Von der Lagertemperatur der Weine beeinflusst Bewirkt trockenen Eindruck im Mund CMC Die zulässige Höchstdosis ist bei starker Instabilität häufig unzureichend (Grad der Weinstein-Instabilität >15 %) Farbausfällung bei Rotweinen (bis zu 1 bis 2 Punkte Farbintensitätsverlust), begleitet von einer erhöhten Trübung

9 Homopolymer des Kalium-L-Aspartats oder Kaliumpolyaspartat
Verfahren zur Weinsteinstabilisierung Kaliumpolyaspartat Copolymer der L-Asparaginsäure Chemische Bezeichnung Homopolymer des Kalium-L-Aspartats oder Kaliumpolyaspartat Chemische Formel [C4H5NO3K]n

10 Verfahren zur Weinsteinstabilisierung Kaliumpolyaspartat
Hemmung der Kristallbildung und des Kristallwachstums Funktionsweise Die in der Beere enthalte Form ist das L-(+)-Tartrat-Isomer Auswirkung auf die Kristallbildung  RlDEREAU-GA YON et al. (1977) führen die Hemmung der primären Keimbildung der Tartratkristalle im Wein auf die Kolloide zurück. Als „Schutzkolloid“ umgeben die stabilen lyophilen Kolloide die Molekülcluster, die den Keimen zugrunde liegen, die mit instabilen lyophoben Kolloiden assimiliert sind. Mehrere Autoren sind der Auffassung, dass die Komplexbildung der Bitartrat-Ionen TH- die Keimbildung des KHT hemmt (WISEMAN, 1955; BALAKIAN und BERG, 1968, BERTRAND et al., 1978), und zwar durch die Polyphenole, insbesondere die Anthocyane (rote Farbstoffe) (PILONE und BERG, 1965; BALAKIAN und BERG, 1968) und die Tannine (MARSH und JOSLYN, 1935). Das Auftreten der KHT-Kristalle wird durch den Prozess der Dekomplexierung der für die Keimbildung erforderlichen Ionen (TH-) verlangsamt. Auswirkung auf das Wachstum der Mikrokristalle Die „Schutzkolloid“-Wirkung (BRUGIRARD, 1979) beschreibt die Umhüllung eines instabilen lyophoben Kolloids mit einem stabilen lyophilen Kolloid mit demselben Ladungsvorzeichen. Mit diesem Mechanismus wurde die stabilisierende Wirkung der Kolloide auf die Ausfällung von Tartrat-Kristallen durch Umhüllung der Mikro-Tartrat-Kristalle erklärt (Abbildung 2.5). Zudem lagern sich die Kolloide vermutlich an den aktiven Wachstumszentren der Kristalle an, wodurch sie die Oberfläche vergiften und das Wachstum stoppen. Diese Adsorption basiert auf Anziehung (WUCHERPFENNIG et all., 1984); die negativ geladenen Kolloide neigen dazu, sich an den Außenflächen des Kristalls anzulagern, die ein positives elektrostatisches Potenzial haben (RODRIGUEZ-CLEMENTE und CORREA-GOROSPE, 1988; LUBBERS et al., 1993). Molekülmodell des Kalium-Bitartrats

11 Verfahren zur Weinsteinstabilisierung Kaliumpolyaspartat
Fragen und Antworten CHARAKTERISTIKA DES KALIUMPOLYASPARTATS (bzw. KPA) Stabilisiert KPA die Weine gegenüber Ausfällungen von neutralem Kalziumtartrat? Nein. Woher stammt die L-Asparaginsäure, die für die KPA-Synthese verwendet wird? Handelt es sich hier um einen GVO? Die L-Asparaginsäure stammt aus der Fermentation von Mikroorganismen (Bacillus); OF hat die erforderlichen Garantien seitens des Herstellers, dass diese Mikroorganismen keine GVO sind. WIRKUNGEN DES KPA AUF DEN BEHANDELTEN WEIN Welche Auswirkung hat die Temperatur auf das Produkt? Im Gegensatz zur Behandlung mit Metaweinsäure haben Untersuchungen gezeigt, dass ein mit KPA behandelter Wein nach einer einmonatigen Lagerung bei 35 °C immer noch stabil war (IFV-Studie ). Wie sieht es mit der langfristigen Stabilität aus? Der bei der Weinsteinstabilität der behandelten Weine bestehende Rückgang liegt derzeit bei > 24 Monaten.

12 Verfahren zur Weinsteinstabilisierung Kaliumpolyaspartat
Fragen und Antworten RECHTLICHE VORSCHRIFTEN - KENNZEICHNUNG Hat Polyaspartat eine E-Nummer? Ja, E456. Wird KPA aus einem GVO hergestellt? Nein. Ist KPA ein Allergen? Ist KPA für Bio-Weine zugelassen? Nein, aber die Zulassung als Ersatzprodukt für Metaweinsäure läuft. Ist KPA vegan? Nicht jeder versteht unter dem Begriff „vegan“ dasselbe. KPA ist frei von Tierprodukten und von daher vegan; allerdings können wir nicht garantieren, dass bei den Toxizitätstests, die zur Validierung des Stoffs durch die EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) erforderlich sind, komplett auf Tierversuche verzichtet wurde. Ist dieses Produkt auf dem Rückenetikett anzugeben? Ist dieses Produkt im Kellerbuch zu vermerken? Welches ist die gesetzlich zulässige Höchstdosis von KPA? Die gesetzlich zulässige Höchstdosis, die von der EU-Verordnung und im Einklang mit dem Kodex der Önologie festgesetzt wurde, beträgt 10 g/hL. Polyasparaginsäure und ihre Salze sind biologisch abbaubar. Wie lange ist das Produkt im Wein beständig? „Biologisch abbaubar“ bedeutet, dass Mikroorganismen den Stoff abbauen. Daher ist ein starkes Vorhandensein von Mikroorganismen im Wein zu vermeiden, um einen möglichen Abbau zu verhindern. Wird der Wein unter normalen Bedingungen füllfertig gemacht, besteht keine Gefahr eines Abbaus. Es gibt Weine, die 3 Jahre nach der Behandlung immer noch stabil sind.

13 Verfahren zur Weinsteinstabilisierung Kaliumpolyaspartat
Umweltbelastung – FIBRAB-Studie Die FIRAB (Fondazione Italiana per la Ricerca in Agricoltura Biologica e Biodinamica)

14 Die Weinsteinstabilisierung von Weiß- und Roséweinen - die Option von Martin Vialatte
Die Weinsteinstabilisierung als Ziel Konzentrierte Lösung (20 %) Weniger Abfall Eingesparter Transport Weniger Arbeitsgänge Verwendbar bei eiweißstabilen Weiß- und Roséweinen Der Nutzer kann bei der Abfüllung eigene Entscheidungen treffen Mikrofiltrierbar (0,45 µ) Keine Auswirkung auf den Verblockungsindex Keine Beeinträchtigung der Sensorik Dosage: 2,5 bis 5 cL/hL

15 k V40 k Versuchsergebnisse
Ergebnisse bei einem Roséwein-Verschnitt LR 2017 Weinsteinstabilisierung Vergleich Lösung B1 Lösung B2 Antartika®V40 – 2,5 cL/hL Antartika®V40 – 5 cL/hL

16 Versuchsergebnisse V40 Ergebnisse bei einem Weißwein-Verschnitt LR 2017 Weinsteinstabilisierung Vergleich Antartika®V40 – 2,5 cL/hL Antartika®V40 – 5 cL/hL

17 Kontrollverfahren V40 Analytische Kontrollverfahren bei vor der Abfüllung (Cross-Flow) filtrierten Weiß- oder Roséweinen Falls erforderlich, den Wein vor den Versuchen klar filtrieren <1μ  Durchzuführende Versuche: 3 Modalitäten (1 Flasche 75 cL / Modalität) Unbehandelter Vergleichswein Mit Antartika® V40 à 2,5 cL/hL behandelter Wein Mit Antartika® V40 à 5 cL/hL behandelter Wein  Durchführung eines Minikontakt-Tests: Leitfähigkeitsabfall bei einer Differenz der gemessenen Leitfähigkeit < 30 µS wird der Wein als stabil betrachtet Tests an vor der Abfüllung (Cross-Flow) filtrierten Rotweinen Siehe Antartika®-Verfahren

18 Die Vinifikation von Rotweinen
Die Herausforderungen Farbmanagement Die Auswirkung der Vinifikationstechnik: Wärmebehandlung vs. traditionelle Maischung Die Grenzen der anderen Kolloide Metaweinsäure: langfristige Stabilität, Anfälligkeit der Behandlung gegenüber hohen Lagertemperaturen CMC: starke Reaktion mit den Farbstoffen, Einschränkung bei sehr starker Instabilität MP: bei sehr hoher Instabilität unzureichend, Kosten

19 Die Weinsteinstabilisierung von Rotweinen - die Option von Martin Vialatte
Ergebnis der Synergie zwischen: Kaliumpolyaspartat: Hemmt die Bildung von Kaliumtartratkristallen Verhindert die Bildung von Kristallisationskeimen Blockiert das Kristallwachstum Pflanzliche Polysaccharide: Schutzkolloide Tragen aktiv zur Farbstabilisierung bei Verleihen geschmeidigere Struktur im Mund

20 Aufgabe des Gummi arabicum Auswirkung auf die Farbstoffe
Zusammensetzung: Makromolekulares Kolloid, gebildet aus einem Polysaccharid mit einer Molekülmasse von 106 Da In Kombination mit einem Proteinanteil (etwa 2 %), der größtenteils aus Hydroxyprolin und Serin besteht Dieser Proteinanteil des Gummis verleiht ihm seine stabilisierenden Eigenschaften gegenüber Farbstoffen oder Schwermetallen (Eisen und Kupfer). Dies wird durch den Stickstoffgehalt überprüft, der liegen muss zwischen: 0,25 % und 0,4 % (m/m) bei VEREK-Gummi (Kodex) 0,10 % und 0,2 % (m/m) bei SEYAL-Gummi (Kodex)

21 Aufgabe des Gummi arabicum Auswirkung auf die Farbstoffe
Eigenschaft: Eine recht einfache Messung ermöglicht die Bestimmung von Herkunft oder Reinheit eines Gummis. Es geht um die optische Aktivität. Die Merkmale sind Folgende: -26°  []D 20°C  -34° VEREK/SENEGAL-Akazie (Kodex) 40°  []D 20°C  50° SEYAL-Akazie (Kodex) Verschiedene Arten von Gummi Gummi arabicum aus der Verek-Akazie (oder Senegal-Akazie) Gummi arabicum aus der Seyal-Akazie

22 Kühlschrank 2 Tage bei +4 °C (25 mL) NTU (nach 1 Min. Durchmischung)
Antartika enthält ausschließlich Gummi arabicum aus der Verek-Akazie, die aufgrund ihrer stabilisierenden Wirkung ausgewählt wurde. Die Menge des zugeführten Gummi arabicum entspricht zudem einer Dosage, die zur Gewährleistung der bestmöglichen Farbstabilität ausreicht. Kühlschrank 2 Tage bei +4 °C (25 mL) NTU (nach 1 Min. Durchmischung) Prüfung der Farbstabilität bei einem Zusammenwirken von KPA + Gummi arabicum mit verschiedenen Dosagen

23 Vergleich Metaweinsäure Antartika Trübung (NTU) Ausgangswein 4,3 Nach Kühlung und Wiedererlangen der Raumtemperatur + Resuspendierung 261 18,5 23,9 Leitfähigkeit( µS) Vor der Kühlung 2035 Minikontakt-Test 100 54 38 Nach 1 Monat bei 35 °C / 142 78 Kristalle +++++

24 Vergleich Metaweinsäure Antartika Trübung (NTU) Ausgangswein 167 Nach Kühlung und Wiedererlangen der Raumtemperatur + Resuspendierung 55,6 30,4 49 Leitfähigkeit (µS) Vor der Kühlung 2024 Minikontakt-Test / 42 39 Nach 1 Monat bei 35 °C 103 56 Kristalle ++

25 Kontrollverfahren Start eines Kältetests (3 Tage bei +4 °C) (Versuchsprotokoll 50 bis 100 mL) zur Beurteilung der Farbstabilität. Nach 3 Tagen Standzeit: Messung der Trübung nach Wiedererlangen der Raumtemperatur NTU (3) ∆ NTU(3) – NTU (0) < 7 Sehr gute Kolloidstabilität. 7<∆ NTU(3) – NTU (0) < 20 Kolloidstabilitätsgrenze. ∆ NTU(3) – NTU (0)> 20 Schlechte Kolloidstabilität, Gefahr einer Ausfällung. Start eines Kältetests (6 Tage bei -4 °C) (50 bis 100 mL): Beurteilung der Weinsteinstabilität Nach 6 Tagen Standzeit: Optische oder mikroskopische Untersuchung Messung der Trübung nach Wiedererlangen der Raumtemperatur: NTU (4) ∆ NTU(4) – NTU (0) zwischen den verschiedenen Modalitäten erlaubt die Beurteilung der Tartrat- und Farbinstabilität. ∆ NTU(4) – NTU (0) < 10 Sehr gute Kolloidstabilität

26 Die Produktreihe zur Weinsteinstabilisierung von Martin Vialatte
Alternative zu Metaweinsäure Langfristigere Stabilität Unempfindlichkeit gegenüber höheren Lagertemperaturen Alternative zur Elektrodialyse oder Kältebehandlung Geringere Energiekosten Geringere Auswirkungen auf die Umwelt Keine negative Beeinträchtigung der Sensorik Einfach in der Anwendung Eco friendly

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!