„Verfahren zur Alkoholreduzierung bei der …alt.wzw.tum.de/fileadmin/Dokumente/Membranverfahren...• Mostgewicht 80 Oechsle = 83,6 g/L potenzieller Alkohol nach Tabelle • Anreicherung

1

„Verfahren zur Alkoholreduzierung bei der Weinbereitung“

2

Teilweise Entalkoholisierung von Wein

•Verringerung des vorhandenen Alkoholgehalts max. 2 %vol

•Mindestalkoholgehalt nach Entalkoholisierung 8,5 %vol •Membranverfahren, Destillation

Gärungsgleichung

C6 H12 O6 2 C2 H5 OH + 2 CO2

180 g 2 x 46 g + 2 x 44 g

100% 51,1 % 48,9 %

so verweist zum Beispiel das Australische Institut für Weinforschung darauf, dass der Alkoholanteil der

Rotweine des Landes von 12,3 % im Jahr 1983 auf 13,9 % im Jahr 2004 angestiegen ist. ...

… ähnlich sieht es in Kalifornien aus ...

Situationsbeschreibung I

y = 1,20x - 2310R2 = 0,834

92949698

100102104106

1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008

vorh

ande

ner

Alk

ohol

g/L

N = 18 294

y = 0,95x - 1814,2R2 = 0,671

889092949698

100102

1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008

vorh

ande

ner

Alk

ohol

g/L

N = 36 896

Situationsbeschreibung II

Zunahme von 8,5 g/L oder 1,1%

vol. Alkohol in 10 Jahren

Zunahme von 10,8 g/L oder 1,4%

vol. Alkohol in 10 Jahren

Amtl. QualitätsweinprüfungLandwirtschaftskammer

Rheinland-Pfalz

Warum sind wir so verliebt in den Alkohol ?

• Alkohol ist Make-up für den Wein –er macht ihn fülliger, opulenter, attraktiver (?)

• Weine mit hohen Alkoholgehalten werden von Journalisten/Prüfer bei Prämierungen solchen mit weniger Alkohol vorgezogen

• Höhere Alkoholgehalte schaffen internationale Wettbewerbsfähigkeit bei trockenen Weinen (D. Hoffmann, FA Geisenheim)

Einfluss des Alkoholgehaltes auf die Aromen

Je höher der Alkoholgehalt, desto niedriger die Flüchtigkeit der Aromen

0

100

200

300

400

500

600

0 5 10 15

% vol. Alkohol

Ver

teilu

ngsk

oeff

izie

nt

3-Methyl-butylacetat

Vanillin

3 Mercapto-hexanol

Linalool

H. Fleischmann, 2008

Sensorischer Einfluss des Alkohols auf die Aromen

0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15% vol. Alkohol

Ger

uchs

schw

elle

3-Methylbutyl-acetat (µg/L)

Vanillin (µg/L)

3 Mercapto-hexanol (ng/L)

Linalool (µg/L)

Je höher der Alkohol, desto stärker maskiert er die Geruchswahrnehnung anderer Aromen.

Je niedriger der Alkohol, desto stärker werden die Aromen wahrgenommen.


Einfluss des Alkoholgehaltes auf den Geruch in einem Modellwein

0

2

4

6Grapefruit

Blumig

Medizinisch

Banane/Eisbonbon

Grünes Gras

Nussig/Buttrig

0 % Alk. 10 % Alk. 14 % Alk.


Do we have to re-think what we knowabout volatiles in a headspace over

wine?

Geruchliche Wahrnehmung von Aromastoffen

Die Verteilung der Aromastoffe in der Luft über einer Weinmatrix wird maßgeblich bestimmt durch

– den Alkoholgehalt im Wein

– die Anwesenheit von Kolloiden wie Proteinen oder Polyphenolen im Wein

– Effekte der physikalischen Chemie wie z.B. die Bildung von Mizellen oder die Oberflächenspannung

Abnahme der Aromastoffe in einem statischen Gasraum bei steigenden

Alkoholgehalten

(Tsachaki, M. et al. JAFC 2005)

Geruchswahrnehmung in einem Weinglas ist ein dynamischer und kein

statischer ProzessAlkohol verändert die Oberflächenspannung des Wassers und verursacht eine Marangoni-Konvektion, die immer wieder neue Aromastoffe aus der Tiefe des Weines an die Oberfläche transportiert.

http://btpdx1.phy.uni-bayreuth.de/kooperation/fwgkc/experimente/konvektion/ohneheizung/oheiindex.htm

Abnahme von Aromastoffe im dynamischen Kopfraum in Wasser und

einer alkohol. Lösung

123 ml volume100 ml of

water/ethanol70 ml/min N2

for 10 min

APCI-MS

12% vol. EtOH

12% vol. EtOH

Wasser

12% vol. EtOH

Wasser

12% vol. EtOH

Wasser

Wasser


12% vol. EtOH

Relativer Verlust an Aromastoffen am Ende der Analyse des dynamischen Kopfraums in Abhängigkeit vom Alkoholgehalt

123 ml volume100 ml of

water/ethanol70 ml/min N2

for 10 min

APCI-MS


Einfluss des Alkoholgehaltes auf den bitteren Geschmack

Fischer and Noble, Am. J Enol. Vitic., 1994

Fischer, Noble , Boulton, Food Qual. & Pref., 1994

Bitterer Nachgeschmack

Einfluss des Alkoholgehaltes auf den bitteren Nachgeschmack

Einfluss von Alkohol und Glycerin auf die Sensorik von Riesling

Biplot (Achsen F1 und F2: 88,46 %)

Wein 11,6% 5,2 g Glycerin







Wein 13,6% 7,2 Glycerin

Wein 13,6% 10,2 Glycerin

Körper

Viskosität

BrennenAlkohol

Glycerin

-4

-2

0

2

4

-4 -2 0 2 4 6

F1 (51,32 %)

F2

(37,

14 %

)

Gawel, van Sluyter, Waters –Austr. J. Grape & Wine Res., 2007

Was bestimmt den Alkoholgehalt im Wein?Wo kann das Alkoholmanagement einsetzen

Zuckergehalt der Traube

Anreicherungsspanne (Saccharose, RTK, Wasserentzug)

Gärleistung der Hefe

Gärtemperatur

Maischegärverfahren (Rotwein)

Maischetemperatur beim Pressen (Rotwein)

Technische Reduzierung des Zuckergehaltes im Most

Technische Reduzierung des Alkoholgehaltes im Wein

– Membranverfahren

– Destillative Verfahren

Belassung von Restsüße (Spontangärung)

Wo liegt das Optimum der Traubenreife ?

12,0 % Alk . 13,5 % Alk . 14,5 % Alk .

Gibt es eine optimale Reife für Terroir

Mostgewicht

Sensorische Ausprägung des Terroir

70 80 90 100 110°Oe

Unreife Reife Überreife, Botrytis

0123456Farbe

mineralischRhabarber

Zitrone

Apfel

Pfirsich

Mango

Honigmelone

Honigrauchig

blumiggrünes Gras

Buchsbaum

grüne Bohne

buttrig

bitter

süß

sauer

spitze Säurehartes Mundgefühl

2004 Deidesheimer Kieselberg, Bassermann-Jordan2004 Forster Pechstein, Bassermann-Jordan

Vergleich sensorisches Profil Deidesheimer Kieselberg –Forster Pechstein 2004, Ausbau Wgt. Bassermann-Jordan

(n = 20 Prüfer x 3 Wdh.)

Sensorisches Profil der Lage Kieselberg und Pechstein (Weingut) 2005 (n = 13 Pr. x 2 W)

0123456Farbe

mineralisch Geschmackmineralisch Geruch

Zitrone / Grapefr.

Rhabarber

Apfel

Pfirsich / Apri.

Mango / Maracuj.

HonigmeloneHonig / Karamel

rauchigblumig

grünes Gras / Gurke

Buchsbaum

brotig/buttrig/hefig

Süße

Säure

Säure (rund-spitz)

Mundgefühl (weich-hart)bitter

2005 Deidesheimer Kieselberg, Bassermann-Jordan2005 Forster Pechstein, Bassermann-Jordan





Gärtemperatur








Alkoholausbeute

Gärungsgleichung

C6 H12 O6 2 C2 H5 OH + 2 CO2

180 g 2 x 46 g + 2 x 44 g

100% 51,1 % 48,9 %

Geringere Alkoholausbeute wegen

• Aufbau von Biomasse

• Bildung von Gärnebenstoffen

• Auswaschen von Ethanol durch Kohlensäureentbindung

• Tabellen legen Ausbeute zwischen 45 und 47 %

Alkoholausbeute bei Anreicherung

+

Gärungsgleichung bei Anreicherung

C12 H22 O11 + H2O 2 C6 H12 O6

342 g + 18 g 2 x 180 g

1 kg Saccharose 1,05 kg Invertzucker

Saccharose Glucose Fructose

Ein Beispiel ... Pfälzer Riesling QbA

• Mostgewicht 80°Oechsle = 83,6 g/L potenzieller Alkohol nach Tabelle

• Anreicherung um max. 24 g/L Alkohol = 5,96 kg/hl Zucker aus Anreicherungstabelle

• Alkohol: 83,6 g/L + 24 g/L Alkohol = 107,6 g/L Endalkohol = 13,6 % Alk.

• 180 g/L Traubenzucker + 62,7 g/L Saccharose = 242,7 g/L Zucker im gärfähigen Gebinde

Ausbeuten nach je nach prozentualer Alkoholausbeute

242,7 g/L x 44,3 % Ausbeute = 107,6 g/L + - 0,0 g/L 13,6% vol.

242,7 g/L x 46,5 % Ausbeute = 112,85 g/L + 5,2 g/L 14,3% vol.



Zuckergehalt Alkoholausbeute vorh. Alkohol Abw eichung % vol. Alk.

Obwohl nur 80 °Oe und nur um 3% vol. angereichert

Anreicherung –zielgenaue Anreicherung

AnreicherungAlkohol

Neukg /hl

Altkg/hl

24 g/L 4,9 5,96

20 g/L 4,08 4,94

15 g/L 3,06 3,67

10 g/L 2,04 2,43

Anreicherung – zielgenaue Anreicherung

AnreicherungAlkohol

Neu

kg / 1000 l

Alt

Kg / 1000 l

24 g/L 49 59,6

20 g/L 40,8 49,4

15 g/L 30,6 36,7

10 g/L 20,4 24,3

20,4 kg : 10 g/L = 2,04 kg / 1 g / L Alkoholerhöhun g

Faustformel 2 kg Zucker für 1 g/L Alkohol auf 1000 Liter WW

Faustformel 2,2 kg Zucker für 1 g/L Alkohol auf 100 0 Liter RW





Gärtemperatur








Alkoholverluste durch den Einsatz unterschiedlicher

Rotweinbereitungsverfahren

Maische-erhitzung

20° C

0 g/L

Druck-wechsel-

tank28° C1 g/L

Maische-taucher32 °C

2 g/L

Überschwall-tank

32 °C

5 g/L

Offene Büttengärung

32 °C

bis zu 10 g/L

Alkoholverluste in Abhängigkeit von der Temperatur beim Abpressen der Maische

10°C

32°C

Verluste: 6 g/L= 0,75 % vol

20°C



33

Überschwallen Abpressen der Maische

Alkoholverluste Rotweinbereitung

20°CVerluste: 3 g/L

= 0,35 % vol

32°CVerluste: 6 g/L

= 0,75 % volVerluste: 6 g/L

= 0,75 % vol

34

Rotwein vs. blanc de noir

Maischegärung105°Oe

Zuckerfreier ExtraktWein 30 g/L

Klärgradgering

Zucker240 g/L

Ausbeute 46 % Alkohol 110 g/L

%vol. 14,0 g/L

Mostgärung105°Oe

Zuckerfreier ExtraktWein 22 g/L

Klärgrad Mosthoch

Zucker240 g/L

Ausbeute 50 % Alkohol 120 g/L%vol. 15,2 g/L





Gärtemperatur








Zuckerreduzierung REDUX® Verfahren

Rote Trauben-maische105°Oe

Roter Trauben-saft105°Oe

Rotes Traubensaft Konzentrat + Aroma

Wasser, Zucker, Säuren

Wasser, Säuren

Nanofiltration

Rotwein-maische95°Oe

Wasser, Zucker-konzentrat

Ultrafiltration

Reduzierung von Zucker im Most durch die Kombination von Ultrafiltration and Nanofiltration

Zucker Wasser

SäurenAnthocyane

Tannine

Aromastoffe

Ultrafiltration Nanofiltration

Ducruet J. et al. 2006,

Ecole d‘Ingènieurs de Changins, Schweiz


Zucker Wasser

SäurenAnthocyane

Tannine

Aromastoffe



Zucker Wasser

SäurenAnthocyane

Tannine

Aromastoffe




Ultrafiltration

• Cab. Sauvignon 240 g/L Zucker

• Konzentrierung bis auf 400 g/L

• Entfernung von 55 g/L Zucker

• Entfernung von Zucker verbunden mit Wasserverlust � Konzentrierung

Zucker Wasser

SäurenAnthocyane

Tannine

Aromastoffe


Zuckerreduzierung RAW® Verfahren

Rote Trauben-masche105°Oe

Roter Trauben-saft105°Oe

Ultrafiltration

Rotes Traubensaft Konzentrat + Aroma

Wasser, Zucker, Säuren

Destilliertes Wasser

Rotwein-maische95°Oe

Zucker-konzentrat + Säuren





Gärtemperatur








AlkoholreduzierungUmkehrosmose + Destillation

Rotwein14.8 % vol.

Rotwein-konzentrat + Aroma

Wasser, Ethanol

Destillierter Alkohol

Rotwein12.8 % vol.

Umkehrosmose

Wasser

Schlupfrate von Weininhaltsstoffen durch eine Umkehrosmosemembran

Ethanol 80 %

Essigsäure 60 %

Ethylacetat 40 %

Milchsäure 20 %

Weinsäure 0 %

Äpfelsäure 0%

Phenole, Pigmente 0%

46

AlkoholreduktionWineBrane ® Technologie

Wasser 20- 55°C Wein 12 % vol.

Wasser 20- 55°C Wein 14 % vol.

•1/3 der Gesamtmenge

Hydrophob

Alkoholreduktion mit der WineBrane ® Technologie

Wasser 55°C Wein 12 % vol.

Wasser 55°C Wein 14 % vol.

Heißes Wasser

Wein

Wein

Alkoholreduzierung mit WineBrane ®: 2006er Riesling

0%

25%

50%

75%

100%

125%

150%Fruchtintensität

geschmackliche Fülle

Kohlensäure

Körper

Rang

DLG-5-Punkte

13,8 % vol. Alk.11,9 % vol. Alk.10,0 % vol. Alk.

O. Schmidt / D. Blankenhorn, Der Winzer 10/2008

49

Alkoholreduktionwww.memstar.com.au

Aus-gangs-wein

Hochdruck-Pumpe

Entalkoholisierter Wein

Wasser Ethanol

Ethanol/Wasser

Wasser

UO-Membran

Partielle Entalkoholisierung eines Deutschen 2007 Riesling mit 14% vol. Alk.

14% vol.

13% vol.

12% vol.

10% vol.

-3

-2

-1

0

1

2

3

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

F1 (57,5 %)

F2

(24,

3 %

)

Typisch

bitter

Körper

hartes Mundgefühl

sauerfruchtiger

Geschmacksüß

Butter

rauchig

grünes Gras

Maracuja Pfirsich

ApfelZitrus

-1

-0,75

-0,5

-0,25

0

0,25

0,5

0,75

1

-1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1

F1 (57,5 %)

F2

(24,

3 %

)

Rechtliche Behandlung der partiellen Entalkoholisierung

• Maximale Entalkoholisierungsspanne liegt bei 2% vol. Alkohol. Mindestalkoholgehalt nach Entalkoholisierung 8,5 %vol

• Verbot angereicherte Weine zu entalkoholisieren

• Mit der Entalkohlisierung geht der Verlust des Prädikats einher

• Gewonnener Alkohol muss verzollt werdennäheres Procedere muss noch mit den Zollbehörden geklärt werden. U.a. ob wässrige alkoholische Lösungen geringer Alkoholkonzentration ebenfalls verzollt werden müssen.

• Membranprozesse behandeln die ganze Weinpartie –destillative Prozesse nur eine Teilmenge.

Einfluss der Maischegärung eines 2006 Silvaners aus Franken

D. Sauer, H. Mengler, Gessner, M., 2007

Einfluss der Maischegärung auf die Alkoholausbeute eines 2006 Silvaners

aus Franken

10.0%

10.5%

11.0%

11.5%

12.0%

12.5%

13.0%

13.5%

14.0%

Alkohol g/l potenziellerAlkohol g/l

5 h Maischestandzeit


12h Masichstandzeit -Spontangärung

Maischegärung zu 1/3

Maischegärung komplett

Maischegärung komplett- Spontanägrung


Δ 1.9 % vol.Δ 1.7 % vol.

Gärkurven und Temperaturverläufe

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10/ Okt 06 20/ Okt 06 30/ Okt 06 9/ Nov 06 19/ Nov 06 29/ Nov 06

° Oec

hsle

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Tem

p. in

°C5 h Maischestandzeit - °Oe

Maischegärung 100% - °Oe

5 h Maischestandzeit (Temp °C)

Maischegärung 100% (Temp °C)


Einfluss der Maischegärung auf die Phenole und flüchtige Säure eines 2006

Silvaners aus Franken

0

100

200

300

400

500

600

700

Polyphenolemg/L

flüchtige Säuremg/L

mg/

L5 h Maischestandzeit


12h Masichstandzeit -Spontangärung

Maischegärung zu 1/3

Maischegärung komplett

Maischegärung komplett -Spontanägrung

Δ + 91 mg/L

Δ – 0.34 g/L


Einfluss der Maischegärung auf die Sensorik

eines 2006 Silvaners aus Franken

0123456Zitrus

Birne

Apfel

fruchtiger Geschmack

frischer Geschmack

krautig

grüner Geschmackrauchig

Feuerstein

bitter

mild

Körper

Nachhaltigkeit

5 h Maischestandzeit (Kontrolle) 12 h Maischestandzeit



0123456Zitrus

Birne

Apfel


frischer Geschmack

krautig


Feuerstein

bitter

mild

Körper

Nachhaltigkeit

5 h Maischestandzeit (Kontrolle) Maischegärung 100%



0123456Zitrus

Birne

Apfel


frischer Geschmack

krautig


Feuerstein

bitter

mild

Körper

Nachhaltigkeit

5 h Maischestandzeit (Kontrolle) Maischegärung 100%

Verschnit 20% MG zu Kontrolle





Gärtemperatur




Technische Reduzierung des Alkoholgehaltes im Most

Membranverfahren

Destillative Verfahren

Zusatz von Wasser


Wasserzusatz zu Most/Maische bis zu 35% (USA)Wasserentzug in Europa bis zu 20%

10.000 Liter 15,5% vol.

1220 kg Alk.

15% Saftentzug

10.000 Liter 13,1% vol.

1035 kg Alk.

8.500 Liter 15,5% vol.

1035 kg Alk.

1.500 Liter 0,0% vol.

1035 kg Alk.

15% Wasser-zusatz

„Jesus Units“Jim Harbertson

2007, WSU, USA





Gärtemperatur





� Membranverfahren

� Destillative Verfahren


Erhöhung der Restsüße –die Elsässer Alternative

Riesling mit 105 °Oe

� laut Tabelle 112 g/L Alk.

0 g/L Restzucker � 112 g/L Alk. � 14,2 % vol. Alk.






Fazit

• Keine Mostgewichtsexzesse im Weinberg

• Zurückhaltung bei der Anreicherung –2 kg Zucker pro 1 g/L Alkoholerhöhung in 1000 Liter

• Gärschwache Hefen und moderate Gärtemperaturen im Weißwein

• Warme Vergärung und Abpressen bei Rotweinen

• Belassung natürlicher Restsüße

Documents

„Verfahren zur Alkoholreduzierung bei der …alt.wzw.tum.de/fileadmin/Dokumente/Membranverfahren...• Mostgewicht 80 Oechsle = 83,6 g/L potenzieller Alkohol nach Tabelle • Anreicherung