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Der vermehrte Einsatz des biologischen Säureabbaues in jüngster Zeit läßt befürchten, daß nicht immer das notwendige Verständnis für die komplexen Zusammenhänge im Wein vorliegt. Der vorliegende Artikel klärt auf und zeigt praktische Möglichkeiten, um den BSA zu kontrollieren und richtig zu überwachen. Einleitung
Der biologische Säureabbau wird immer mehr durchgeführt
Während langer Jahre weigerte sich die deutsche Weinwirtschaft hartnäckig den biologischen Säureabbau (BSA) als vollwertiges Verfahren bei der Weinbereitung anzuerkennen. Er wurde immer mit dem Makel belegt die behandelten Weine zu schädigen. Nur wenige Kellermeister besaßen den Mut und die praktische Geschicklichkeit diesen vortrefflichen biologischen Prozeß zur Verbesserung ihrer Weine zu nutzen. Dies war so, obwohl in früheren Jahren in manchen Gebieten, z.B. in Württemberg, der BSA grundsätzlich bei allen Weinen angestrebt wurde

Erst mit dem verstärkten Aufkommen des Rotweinanbaues, unter dem Eindruck der internationalen Praxis der Weinbereitung und auf Drängen der Industrie hat man sich in den letzten Jahrgängen wieder dem biologischen Abbau zugewandt. Dazu haben erheblich die jetzt auf dem Markt angebotenen verbesserten Säureabbaukulturen beigetragen. Sie sind in der Tat ein nützliches Hilfsmittel um den normalerweise spontan aber etwas langsam verlaufenden biologischen Prozeß zu beschleunigen und sicherer zu machen.

Oft nicht richtig mit dem Verfahren vertraut
Einige Kellerwirte, die jetzt mit dem BSA arbeiten sind jedoch mit dem Verfahren noch nicht oder nicht mehr richtig vertraut. So stellt man fest, daß häufig Unsicherheiten hinsichtlich der Vorausberechnung der zu erwartenden Endsäuren, der richtigen Rahmenbedingungen, der konsequenten Durchführung des Vorganges und der Bewertung seines Ablaufs und Endes herrschen.

Unsicherheiten über das Ende der Äpfelsäuregärung
Eine besondere Schwierigkeit scheint darin zu liegen, den Abschluß des biologischen Säureabbaus richtig zu erkennen und auch önologisch zu werten. Eine Fehleinschätzung dieses Punktes kann jedoch zu fatalen Folgen für den späteren Wein führen. Außer unnötigen Qualitätsverlusten können nachträgliche Säureverluste auftreten, die weit über das gewünschte Maß hinausgehen oder es können sogar Weinkrankheiten aus diesem Grunde aufkommen.

Ein Kernproblem ist hierbei, daß sich die genaue Beobachtung des Säureabbaues und dadurch auch die exakte Abschätzung seines Endes, der einfachen Beobachtung entzieht. Zwar kann man einen titrimetrisch meßbaren Säureverlust und einen leichten pH-Anstieg im Wein leicht ermitteln, aber eine spezifische Aussage über den Verlauf und das Ende des BSA ist damit noch lange nicht gemacht.

Bedeutung der richtigen Erkennung des Abschlusses des BSA
Vielfältige Einflüsse auf die Säurebilanz durch die Gärung
Die Säurewerte der Moste sind leicht zu erfassen und im Falle von gesundem Lesegut auch einfach zu interpretieren. Mengenmäßig spielen hier nur Wein- und Äpfelsäure eine Rolle. Durch die Gärung ändern sich jedoch diese klaren Verhältnisse. Die im Most aktiven Mikroorganismen bilden eine ganze Reihe von neuen Säuren in unterschiedlichen Mengen. Gleichzeitig wird, bedingt durch die veränderten Lösungsverhältnisse, in erheblichem Umfang Weinsäure ausgefällt. Nachfolgende Untersuchungen des Gesamtsäurewertes lassen daher selbst bei getrennter Bestimmung der Weinsäure keine Aussage über den Gehalt an einzelnen Säuren mehr zu. Der tatsächliche Ablauf und Erfolg des biologischen Säureabbaues kann deshalb nur an der Höhe des jeweiligen Restgehaltes an Äpfelsäure objektiv beurteilt werden.

Der Äpfelsäureabbau soll vollständig ablaufen
Im Gegensatz zu chemischen Entsäuerungsprozessen, bei denen es üblich ist, eine willkürliche Säuremenge zu entfernen, empfiehlt sich bei der biologischen Entsäuerung normalerweise der vollständige Abbau der vorhandenen Äpfelsäure. Erforderlichenfalls kann später zusätzlich eine Korrekturentsäuerung mit kohlensaurem Kalk oder zugelassenen Kaliumsalzen nachfolgen.

Hierfür sprechen eine Reihe von Gründen: Wie Zucker für die Hefen ist Äpfelsäure für viele im Wein auftretende Bakterien ein Nährstoff,. Weine, die noch Reste dieser Säure enthalten, sind deshalb genauso gefährdet in einen nicht gewollten nachträglichen biologischen Säureabbau zu geraten, wie restsüße Weine Gefahr laufen eine unerwünschte Nachgärung durchzumachen. Der beim Jungwein stattfindende BSA kann kontrolliert und gelenkt werden. Ein ungewollt eintretender nachträglicher Abbau verläuft zufällig, und unbeeinflußt und häufig unerkannt. Findet er gar erst auf der Flasche statt, so wird der betroffene Wein in der Regel sehr stark geschädigt.

Man hat von Trauben mehr als 400 Bakterienarten isoliert, die in der Lage sind Milchsäure zu bilden und Äpfelsäure, mindestens teilweise, abzubauen. Die meisten von ihnen besitzen einen wenig reintönigen Stoffwechsel, einige sind sogar ausgesprochene Auslöser von Krankheiten; zufällige Infektionen sind deshalb immer gefährlich für den Wein.

Die Erfahrung lehrt, daß Weine, die den biologischen Abbau begonnen haben, eine starke Neigung aufweisen diesen auch zu Ende zu führen. Erst wenn die Äpfelsäure-Werte unter ca. 1,5 g/l abgefallen sind, kommt im allgemeinen kein BSA mehr auf. Dabei erweist es sich unter praktischen Bedingungen als erstaunlich schwierig diese Erzeugnisse bakterienfrei zu filtrieren. Selbst der Einsatz von Membranfiltern bis herunter zu Porengrößen von 0,45 µm hat wiederholt zu Fehlschlägen geführt. Sicherlich spielen auch vielfältige Möglichkeiten der Reinfektion eine gewisse Rolle. Die bakterienfreie Filtration ist aber an sich schon problematisch.

Die Entwicklung der Bakterien verläuft bei steigenden pH-Werten besser, und eine Reihe von Milchsäurebildnern kann sich erst über pH 3,3 richtig entfalten. Dabei beobachtet man, daß sich die Artenvielfalt und Anzahl der auftretenden Bakterien mit steigendem pH-Wert schnell vergrößert. Ein ähnlich begünstigender Einfluß wird durch abnehmende SO ₂ -Gehalte ausgeübt. Beide Faktoren treffen bei Rotweinen zusammen. Ihre pH-Zahlen sind durch die verstärkte Maischeauslaugung erhöht, ferner weisen sie weniger freies und gesamtes SO ₂ auf, das zudem wegen dem erhöhten pH-Wert auch noch viel schwächer gegen die Bakterien wirkt. Deshalb sind sie für unerwünschte nachträgliche Bakterienentwicklungen geradezu prädestiniert - sofern der Wein noch abbaubare Restäpfelsäure enthält.

Fall 1 : Ein Weißwein wird abgestochen mit einem Restgehalt an Äpfelsäure von 3 g/l. . Sein Gesamtsäuregehalt betrage zu diesem Zeitpunkt 8 g/l, der Weinsäuregehalt 3 g/l.. Es wird nun eine Korrekturentsäuerung mit kohlensaurem Kalk um 1,5 g/l vorgenommen um die gewünschte Endsäure von 6,5 g/l zu erreichen. Sein Säurebild könnte dann etwa folgendermaßen aussehen:

Äpfelsäure 3,0 g/l

Weinsäure 1,0 g/l

biogene Säuren 2,5 g/l (Durch Mikroorganismen gebildete Säuren)

Kommt es nun zu einem unerwünschten biologischen Säureabbau, der nicht unterbrochen wird, so vermindert sich die Äpfelsäure auf ca. 0,3 g/l, dafür werden 1,1 g/l Milchsäure neu gebildet. Der Endsäurestand des Weines beträgt also nicht 6,5 sondern nur 4,9 g/l, ein Wert, der für einen Weißwein deutlich zu niedrig ist.

Fall 2 : In einem Rotwein wird der biologische Säureabbau bei einem Äpfelsäure-Gehalt von 3 g/l unterbrochen. Es erfolgt keine Säurekorrektur, weil der vorhandene Gesamtsäurewert von 5,8 g/l als akzeptabel erachtet wird. Während des weiteren Ausbaues erfolgt kein Säureabbau. Bei der Abfüllung gelingt es jedoch nicht, die Bakterien vollständig zu entfernen. Durch längere Lagerung des Weines wächst langsam eine Bakterienpopulation heran, die bei den vorliegenden Bedingungen (z.B. pH 3,4 und 60 mg/l gesamtes SO ₂ ) noch lebensfähig ist. Die Äpfelsäure wird dabei (analog zu Fall 1) umgewandelt, wobei daraus wieder 1,4 g Säure übrig bleiben. Die Gesamtsäure fällt also auf (5,8 - 1,6) 4,2 g/l, während der pH-Wert um ca. 0,1 bis 0,2 Einheiten ansteigen dürfte. Erzeugt der aktive Bakterienstamm Kohlendioxyd, so verbleibt das gebildete Gas im Wein. Pro g abgebauter Äpfelsäure fallen etwa 0,3 g CO ₂ an. Enthält der abgefüllte Wein Restzucker, so kann mit ziemlicher Sicherheit erwartet werden, daß die Bakterien nach der Äpfelsäure den Zucker angreifen und daß daraus eine Weinkrankheit entsteht. Häufig werden solche Weine zäh, bekommen einen Milchsäurestich oder bilden Mannit.

Möglichkeiten zur Erkennung des Endes des BSA
Der pH-Wert kann als wertvolle Hilfsgröße fungieren. Steigt er über 3,4 oder weist der Jungwein schon von Anfang an solche Werte auf, sollte der Kellermeister seinen Wein besonders kritisch beobachten.

Der Abbau der Äpfelsäure wird von einer starken CO ₂ -Entwicklung begleitet. Diese kann als Indikator für seinen Ablauf in der Regel dienen. Allerdings sind CO ₂₋ Entbindungen bei Jungweinen auch aus anderen Gründen möglich. Sie müssen also mit Unterscheidungsvermögen und im Vergleich mit anderen Parametern bewertet werden. Umgekehrt ist das Aufhören der Kohlensäureausgasung nicht unbedingt gleichbedeutend mit einem vollständigen Säureabbau.

Bild 1: Wein im BSA sieht weißlich aus, prickelt und klärt sich nicht.
Links (1): abgebautes Wein ; rechts (2) Wein im BSA

Prinzip
In einem engen Glasgefäß wird bei Calciumüberschuß eine Doppelsalzentsäuerung im Minimaßstab durchgeführt. Eventuell ausfallendes Doppelsalz, das sich in der Glasröhre als grober Niederschlag absetzt zeigt das Vorhandensein von Äpfelsäure an. Der Test gestattet die Verfolgung des Ablaufs des Äpfelsäureabbaues und die relativ präzise Bestimmung von dessen Ende. Quantitative Aussagen (g/l Äpfelsäure) sind damit nicht machbar.

Einfache und billige Verfahrensweise
Der Doppelsalztest ist hinsichtlich Einfachheit und Kostengünstigkeit unschlagbar. Die Materialkosten sind zu vernachlässigen und der effektive Zeiteinsatz beschränkt sich auf wenige Minuten.

Man führt den Test in einem Reagenzglas, oder einem anderen, vorzugsweise engen röhrenförmigen Glasgefäß folgendermaßen durch:

Unter gleichzeitigem kräftigem Bewegen der Flüssigkeit (Schütteln des Reagenzglases) wird soviel zu prüfender Wein zugesetzt, daß das Glas zu ca. 80% gefüllt ist.
Achtung! Die Probe entwickelt viel CO ₂ und schäumt stark. Der entstehende CO ₂ -Druck soll häufig und langsam abgelassen werden.

Das Testglas wird mit dem Daumen zugehalten und noch einige Male vorsichtig umgestürzt, damit das entstehende CO ₂ entweichen kann und eine gute Durchmischung stattfindet; wenn die CO ₂ - Bildung aufgehört hat (kein Druck mehr im Reagenzglas), stellt man es in einem Reagenzglasgestell oder im Hals eines Erlenmeyerkölbchens ab.

Die Höhe des groben Niederschlags dient zum Abschätzen des Gehaltes an vorhandener Äpfelsäure. Bei Anwesenheit von ca. 6 g/l Äpfelsäure entsteht ein Doppelsalz-Niederschlag von 2-3 cm Höhe, der mit fortschreitendem biologischem Säureabbau abnimmt und am Schluß völlig verschwindet.

Bild 2: So sieht der Doppelsalz - Test aus.
1: Wein ohne BSA, 2: Wein mitten in dem BSA, 3: Wein fertig mit BSA

Ist keine Äpfelsäure mehr vorhanden, sollte man Weißweine unverzüglich abstechen, klären und schwefeln. Bei Rotweinen ist ebenfalls ein baldiger Abstich mit Klärung zu empfehlen.

Bei negativem Ergebnis des Strecker - Testes können deshalb 2 Situationen vorliegen:

In beiden Fällen kontrolliert man am untersuchten Gebinde folgende drei Punkte:

Hat der Säuregehalt deutlich abgenommen und die Gasbildung aufgehört oder stark nachgelassen, und ist eine Bereitschaft zum Absetzen des Trubes (evtl. In einer gefüllten Literflasche) zu beobachten, so ist der biologische Säureabbau beendet. Ist der Wein in der Literflasche noch unruhig, befindet er sich dagegen wahrscheinlich in der Endphase des BSA. Will man exakten Einblick in das Ende des Abbaues gewinnen, gelingt dies nur mit Hilfe analytischer Techniken wie sie nachfolgend kurz beschrieben sind.
Analytische Methoden
Prinzip der Methode
Die zu prüfende Probe wird auf eine mit Cellulose beschichtete Glas- oder Kunststoffplatte (20 x 20 cm) aufgetragen. Man trocknet die Platte und stellt sie in eine mit Fließmittel beschickte Entwicklungskammer. Das Fließmittel steigt durch Kapillarwirkung in der Celluloseschicht hoch und trennt dabei die organischen Säuren auf. Danach wird die Platte über Nacht getrocknet. Die getrennten Säuren werden mit Sprühreagenz sichtbar gemacht. Statt der beschichteten Platten kann auch saugfähiges Spezialpapier verwendet werden, man spricht dann von "Papierchromatografie". Anleitungen hierfür finden sich in der einschlägigen Literatur, z.B. TANNER/BRUNNER (1987): Getränke Analytik, Heller Schwäbisch Hall, ISBN 3-98 00 498-1-7

Benötigte Materialien und Reagenzien

Materialien:

Fließmittel:
Gemisch aus n-Butanol/Ameisensäure/Wasser (4/2/5 Teile)

Die abgemessenen Flüssigkeitsanteile werden intensiv im Scheidetrichter durchgeschüttelt und über Nacht stehen gelassen, es kommt zur Trennung in 2 Phasen. Als Fließmittel wird die obere Phase verwendet, die untere (Wasser) wird verworfen. Das Fließmittel ist im Kühlschrank unbegrenzt haltbar, dabei kommt es immer wieder zur Wasserabscheidung. Beim Entnehmen darf deshalb nur die obere Schicht und nicht die untere (Wasser) herausgeholt werden.

Als Sprühmittel dient eine stets frisch bereitete Mischung von 9 Teilen der Lösung A + 1 Teil der Lösung B

Standardlösungen zum Vergleich:

Durchführung der DC-Untersuchung

1. Vorbereitung
Die beschichtete Platte wird der Packung vorsichtig entnommen ohne die Schicht zu verletzen. Um Verwechslungen auszuschließen, beschriftet man die aufgetragenen Proben oberhalb der Laufstrecken mit weichem Bleistift.

2. Auftragen der Probe
Zwei bis drei cm vom unteren Rand der Platte trägt man auf einer Linie die Proben im Abstand von ca. 0,5 cm auf. Zu den seitlichen Rändern sollte der Abstand ca. 3 cm betragen. Die 5-m l-Kapillare wird durch hochsteigenlassen mit Wein gefüllt und dann vorsichtig senkrecht so auf die Celluloseschicht aufgesetzt, daß die Probe von der Schicht aufgesaugt werden kann. Dabei darf die Schicht nicht verletzt werden. Man kann dieselbe Kapillare für mehrere Proben verwenden, sofern sie sehr sorgfältig mit der jeweiligen Probe vorgespült wird, (mehrmals füllen und in das Kleenex-Papier leerlaufen lassen). Damit die Flecken möglichst klein bleiben (Ø ca. 0,5 cm), werden sie sofort mit dem Fön getrocknet. So können auf einer Platte bis zu 10 Proben aufgetragen werden. Man kann am Anfang die vorne genannten Standardlösungen mit auftragen um die Flecken leichter zuordnen zu können.

3. Entwicklung
Nachdem alle Proben aufgetragen sind, wird die Platte noch ca. 5 Minuten an der Luft getrocknet und dann in die mit ca. 25 ml Fließmittel beschickte Entwicklungskammer gestellt. Die aufgetragenen Flecken sollen nicht in die Entwicklungsflüssigkeit eintauchen. Das Fließmittel steigt in der Celluloseschicht langsam nach oben und trennt die im Fleck vorhandenen organischen Säuren gemäß ihrer unterschiedlichen Löslichkeit. Weinsäure bewegt sich kaum, Milchsäure wandert dagegen sehr schnell Äpfelsäure liegt dazwischen. Man entwickelt bis das Fließmittel ca. 15 cm hochgelaufen ist (ca. ½ Stunde). Danach wird die Platte bei Raumtemperatur an der Luft über Nacht getrocknet.

4. Sichtbarmachung und Identifizierung der getrennten Säuren
Die einzelnen Säuren, die nun als unsichtbare getrennte Flecken auf der Platte vorhanden sind müssen zur Identifizierung mit Hilfe eines Sprühmittels sichtbar gemacht werden. Man füllt 10 -15 ml des Reagenzes in den Sprüher ein und besprüht die Celluloseschicht aus ca. 15 cm Entfernung über Kreuz mit Hilfe eines Gummiballes oder von Druckluft. Die einzelnen getrennten Säuren erscheinen als gelbe Flecken auf blauem Untergrund.

Bild 3: Entwickelte und besprühte Dünnschichtplatte.
Fleck-Nr. 1: Weinsäure, 2: Äpfelsäure, 3: Milchsäure, 4: Gemisch aus Weinsäure, Äpfelsäure, Milchsäure, 5: Wein ohne BSA, 6: Wein mitten im BSA, 7: Wein fertig mit BSA

Bild 4:"Wein Set" - eine verkleinerte und vereinfachte Ausrüstung zur Dünnschichtchromatografie von Wein

Prinzip:
Die Bestimmung der L-Äpfelsäure wird mit Hilfe eines von der Industrie entwickelten UV-Test-Sets durchgeführt.

Benötigte Materialien und Geräte

Bei der Bestimmung verfährt man nach der Arbeitsanleitung des Herstellers. Zur Kontrolle ist im Set eine Standardlösung bekannter Konzentration enthalten. Um sicher zu gehen, daß die Methode im eigenen Labor richtig funktioniert, bestimmt man vergleichsweise in jeder Serie den Gehalt an L-Äpfelsäure in dieser Lösung.

Die HPLC-Anlage besteht aus einer Hochdruckpumpe, Trennsäulen, Ultraviolett- bzw. Refraktionsdetektor, Trennsäulen, Integrator oder Computer mit einem Programm zur Auswertung. .Die Trennsäule ist mit feinstkörnigem aktivem Material gefüllt. Ähnlich wie bei der Dünnschichtchromatografie trennt man die Weininhaltstoffe dadurch, daß man sie gemäß ihrer individuellen Beweglichkeit unter diesen Bedingungen mit Flüssigkeit herausspült und in der "Spülflüssigkeit" nachweist. Die Anlage wird im voraus mit den zu untersuchenden Substanzen geeicht und bei der Bestimmung übernimmt ein Rechner die Identifizierung und mengenmäßige Bestimmung der gesuchten Inhaltsstoffe durch ständigen Vergleich mit dem Eichprogramm

Der biologische Säureabbau entzieht sich exakter Beobachtung, weil der wesentliche Faktor der, Rückgang der Äpfelsäure, analytisch nur mit relativ viel Aufwand zu fassen ist. Es wird ein sehr einfach durchzuführender Test beschrieben, der es ermöglicht den Äpfelsäureabbau zu verfolgen und dessen Ende mit hohe Sicherheit abzuschätzen. Weitere analytische Möglichkeiten zur qualitativen und quantitativen Äpfelsäurebestimmung werden kurz erläutert.

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Beschreibung der Möglickeiten zur Erkennung des Abschlusses des BSA

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Die drei wichtigsten Säuren im Wein. | mit Herzblut zum Wein Vlog #324

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Weinschule Folge 36: Biologischer Säureabbau

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