Glutathion in der Weinbereitung - erbsloeh.com · Prof. Dr. Dominik Durner Erbslöh Oeno-Seminar 2017, Bad Dürkheim 04.07.2017 Einflüsse auf den natürlichen Glutathiongehalt in

Prof. Dr. Dominik Durner Erbslöh Oeno-Seminar 2017, Bad Dürkheim 04.07.2017Prof. Dr. Dominik Durner 29.11.2016

Glutathion in der Weinbereitung:

Einfluss auf den Hefestoffwechsel und die Bildung von

S-haltigen Aromastoffen

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Dominik Durner, Pascal Wegmann-Herr

Prof. Dr. Dominik Durner Erbslöh Oeno-Seminar 2017, Bad Dürkheim 04.07.2017

Was ist Glutathion?

Natürlich in Trauben und Most vorhanden:• in Trauben: 17-140 mg/l• in Mosten: 13-102 mg/l• in Weinen: 0,1-5,1 mg/l

(Okuda & Yokotsuka, 1999;Park, Boulton & Noble, 2000).

Zu ca. 1% in der Trockenreinzuchthefe enthalten (S. cerevisiae)und stellt damit mehr als 95% des niedermolekularen Schwefelpools der Hefe dar (Elskens, Jaspers & Penninckx, 1991).

• Schwefel und Stickstoff Versorgung• Oxidativer Stress• Schwermetall Stress• Erhalt der zellulären Strukturintegrität

Enge Korrelation mit NOPAJe besser die Stickstoffversorgung im Weinberg, desto höher der Glutathiongehalt in den Beeren (Kritzinger & Coetzee, 2013)

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Einflüsse auf den natürlichen Glutathiongehalt in Most und Wein

Glutathiongehalt Quelle

Traubenreife ↑ Suklje et al., 2013

Pressdruck ↓ Wegmann-Herr et al., 2014

Sauerstoff Most ↓ Durner et al., 2014

SO2/Asco Most ↑ Coetzee et al., 2013

NOPA ↑ Kritzinger et al., 2013

Hefestamm ↑↓ Kritzinger et al., 2013

Hefelager ↑ Lavigne & Dubourdieu, 2004

Hefezellwandpräparate ↑ Kritzinger et al., 2013

Sauerstoff Wein ↓ Ugliano et al., 2013

Flaschenlager ↓ Ugliano et al., 2013

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Oxidative oder reduktive Mostgewinnung

Bild: Scharfenberger

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Mittelwerte aus zwei Versuchswiederholungen; Fehlerbalken: 95 % Konfidenzintervall

0

10

20

30

40

50

60

Inertgaspressered. Ausbau

Inertgaspresseox. Ausbau

Standardpressered. Ausbau

Standardpresseox. Ausbau

Glu

tath

ion

(mg/

L)

Moste

Weine

Oxidative oder reduktive Mostgewinnung

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Zugabe von Glutathion zu Most und Wein

Max. 20 mg/L als Reinstoff zu Most und Wein (seit 2015)

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�Längere Frische/höhere Lagerstabilität

�Schutz vor chemischer und enzymatischer Oxidation

�Abfangen von reaktiven o-Chinonen � Verhinderung von Bräunungsreaktionen [1]

�Entfernung von Kupfer

�Hefenährstoff

�Schutz rebsortenspezifischer Aromastoffe [2] [3]

[1] Cheynier et al., J. Agric. Food Chem. 34 (1986), 217-221[2] Lavigne & Dubourdieu, Bordeaux Institute of Vineyard and Wine Sciences, 2004[3] Silva Ferreira et al., J. Agric. Food Chem. 50 (2002), 5919-5924

Ziel des Glutathioneinsatzesin Most und Wein

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Quelle: Charrier, F., Davaux, F., Cayla, L. and Schneider, R. (2014)

Ziel des Glutathioneinsatzesin Most und Wein

3MH (ng/L)

0

1000

2000

gebr. BqueVollhefe

gebr. Bqueohne Hefe

neues BqueVollhefe

neues Bqueohne Hefe

Ende Gärung 1. Abstich 2. Abstich

Hypothese 1:Vollhefelager erhöht Lebensdauer der Weine� Autolyse der Hefe� Glutathion ↑� hohe Thiolgehalte

Quelle: Dubourdieu D., Lavigne V. (2004)

Hypothese 2:Wirkung als Antioxidans� Viel O2/wenig SO2� Verlust von 3MH� Glutathion schützt 3MH

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� Bildung gelber Xanthyliumkationen [4] [5] [6]

� Pinking [7]

�Oxidation von Ethanol und Weinsäure

� erhöhte Acetaldehydbildung [8]

� Bildung von Böcksern/Lagerböcksern

[4] Barril et al., Anal. Chim. Acta 732 (2012), 186-193[5] Fulcrand et al., Foodchemistry 35 (1994), 499-505 [6] Sonni et al., J. Agric. Food Chem. (2012), 7410-7418[7] Schöneich & Asmus, Radia. Environ. Biophys. 29 (1990), 263-271[8] Dickescheid, Hochschule Geisenheim University 2014

Risiken des Glutathioneinsatzesin Most und Wein

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Risiken des Glutathioneinsatzesin Most und Wein

EtOHCatGSH

EtOHCatGSHWS

EtOHCatGSHFe/Cu

EtOHCatGSHWSFe/Cu

Quelle: Berner, M., Wegmann-Herr, P., Durner, D. (2014)

Hypothese 1:a) Glutathion führt bei hohen Fe/Cu-Gehalten zur Hochfarbigkeitb) Pinking bei hohen pH-Werten und Sonnenbrand

Quelle: Werner, M. und Rauhut, D. (2007)

Hypothese 2:a) Glutathion wird von der Hefe als N-Quelle verwendet� H2S wird freib) bindet Chinone � kein Abfangen von H2S durch Phenolec) Thioester führen zu Lagerböckser

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Hydroperoxyl- radikal

Hydroxyl-radikal

Ethanol

Acetaldehyd

Reaktion mit sulfidischen

AromenReaktionen mit Aminosäuren

Polymerisation�� Abnahmesortentypischer

Thiole

� OxidationsulfidischerOff-Flavours

Oxidative Aromen

Bräunung

Wirkung von Antioxidantien in Most und Wein

SO2

Ascorbinsäure

Glutathion

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Glutathion gegen Kupferstress

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2015er Riesling (3-fache Wiederholung des Experiments)Mostanalyse: 87 Oe, 8,1 g/L TASimulation von Kupferstress durch Zugabe von CuSO4

Zugabe von 20 mg/L Glutathion


n

polymere Phenole

PPO

Caftarsäure

Caftarsäure-o-Chinon

2-S-Glutathionyl-caftarsäure

GSH

O2

Glutathion verhindert Mostbräunung

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„Grape Reaction Product“(GRP)


Bräunung von Most und resultierende Farbe von Jungwein und abgefülltem Wein nach 6M

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2015er Chardonnay (2-fache Wiederholung des Experiments)Mostanalyse: 90 Oe, 7,4 g/L TAZugabe von 20 mg/L Glutathion oder400 mg/L GSH-haltiges Hefezellwandprodukt in den Most


0

5

10

15

20

25

30

35

Most(24.9.)

Gärstart(25.9.)

Mitte Gärung(28.9.)

Ende Gärung(5.10.)

Abstich(21.10.)

2. Abstich(19.11.)

Glu

tath

ion

(mg/

L)

0 mg/l GSH 10 mg/l GSH 20 mg/l GSH 400 mg/l Optimum white Most 400 mg/l Optimum white Jungwein

Glutathiongehalte nach Zugabe von Glutathion in Riesling

2015er Riesling, 87 Oe, 8,1 g/L GS

Glutathion/ Optimum White

Optimum White

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GRP im Chardonnay nach6-monatiger Lagerung

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GSH im Chardonnay nach 6-monatiger Lagerung


Caftarsäure im Chardonnay nach 6-monatiger Lagerung

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Einfluss von Most-Glutathion auf sortentypische Thiole

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2015er Sauvignon blancFüllanalyse: 12 % vol. Alk., 7,1 g/L TA, 40 mg/L fr. SO2

3-MHA keine Unterschiede4-MMP < LOD

3-MH eine Woche nach der FüllungZugabe von Glutathion in Most bzw. Jungwein

+ 80 % + 85 %

Wie viel mehr 3-MH, bei 20 mg/L GSH in Most?Eine Woche und sechs Monate nach Füllung

+ 140 ng/L

+ 260 ng/L



3-MHA keine Unterschiede4-MMP < LOD

3-MH sechs Monate nach der Füllung20 mg/L Glutathion in Most oder bei Füllung

+ 95 %

+ 70 %

3-MH sechs Monate nach der FüllungZugabe von Glutathion bei Füllung

+ 70 %

Einfluss von Glutathion bei der Füllung auf sortentypische Thiole


rauchig

faules Ei

krautig

fruchtig3-Mercaptohexanol

Furfuryl thiol

Benzyl mercaptan

Methyl mercaptan

H2SH2S

röstig

mineralisch

Thiol ≠ Thiol

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S-off-flavours nach Glutathion-Gabe

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SPME-GC-PFPD quantifiziert mit SIDA

H2S & Co. sechs Monate nach der FüllungZugabe von Glutathion bei Füllung

0 mg/L GSH 20 mg/L GSH 400 mg/L IDY0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

H2S

[µg/

L D

MS

-Äq.

]

H2S eine Woche nach der FüllungZugabe von Glutathion in Most


Einfluss der Stickstoffversorgung auf die Bildung von H2S bei Einsatz von Glutathion

2014er Riesling (3-fache Wiederholung des Experiments) Mostanalyse: 79 Oe, 9,1 g/L TAYAN: < 90 mg/L (blau), 150 mg/L (grün), > 200 mg/L (orange)

Kein GSH zum Most 20 mg/L GSH zum Most


Sensorischer Einfluss von Glutathion

Farb-intensität

Böckser

Limette

Maracuja

CassisEisbonbon

Banane

grüne Paprika

fruchtig

süß

sauer

Körper

Mundgefühl

bitter

-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

F2 (1

9,39

%)

F1 (42,31 %)

Standard

Asco zu Most

Asco zu Wein

Hefelager

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

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

F2 (1

9,39

%)

F1 (42,31 %)

GSH-Variante-20 mg/L GSH GSH-Variante-IDY Most GSH-Variante-IDY Wein

2015er Sauvignon blanc (2-fache Wiederholung der Verkostung, durchgeführt im März 2016 mit 18 Prüfern)Füllanalyse: 12 % vol. Alk., 7,1 g/L TA, 40 mg/L fr. SO2


Fazit

� Glutathion in Gärung verringert Kupferstress.

� Farbschutz im Most hat keine Konsequenz für den Wein.

� GRP-Bildung nur während der Gärung durch intaktes Enzymsystem.

� GSH-haltige Hefezellwandpräparate wirken,aber anders als Glutathion als Reinstoff.

� GSH/Hefezellwandpräparate erhöhen 3-MH in Sauvignon blanc.

� S-off-flavours sind gleichermaßen erhöht (Gefahr bei Füllgabe!).

� GSH-Gabe in Most erfordert aufmerksames Nährstoffmanagement.

� Der sensorische Einfluss von Glutathion ist eine Frage der oenologischen Spielart.

Der Einsatz von reinem Glutathion ist derzeit nicht anwendungssicher.

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DLR RheinpfalzInstitut für Weinbau & Oenologie

Ulrich Fischer Hans-Georg SchmarrSebastian UllrichDaniel ZimmermannSylvia NeefJohanna Kost

Dank an die Kollegen und Partner

Andreas SchieberFabian Weber

Franziska BührleSabrina Zimdars

Universität BonnInstitut für Ernährungs- und

Lebensmittelwissenschaften


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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