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Anreicherung deutscher Weine mittels Umkehrosmose : Vergleich zur konventionellen Saccharoseanreicherung unter analytischen, sensorischen und ökonomischen Gesichtspunkten

Diel, Bernhard


pdf-Format: Dokument 1.pdf (2.392 KB)

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Wein , deutsch , Umkehrosmose
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Fachgebiet Kellerwirtschaft des Instituts für Weinbau und Rebenzüchtung der Forschungsanstalt Geisenheim
Fachgebiet: Haushalts- und Ernährungswissenschaften - Ökotrophologie
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 27.06.2000
Erstellungsjahr: 2000
Publikationsdatum: 25.09.2000
Kurzfassung auf Deutsch: Ziel der Untersuchung war es analytische und sensorische Einflüsse der Traubenmostkonzentrierung durch Umkehrosmose auf deutsche
Qualitätsweine unterschiedlicher Rebsorten und Jahrgänge, sowie die ökonomischen Aspekte dieses Verfahrens zu überprüfen.
Dieses neue physikalische Verfahren zur Alkoholanreicherung wurde als mögliche Alternative dem herkömmlichen Verfahren der
Saccahroseanreicherung gegenübergestellt. Dabei wurden über einen Zeitraum von drei Jahren Traubenmoste verschiedener Rebsorten und
Anbaugebiete mit den zu vergleichenden Verfahren angereichert und zu Weinen ausgebaut. Sowohl Traubenmoste als auch die ausgebauten
Weine wurden umfangreichen analytischen Untersuchungen in bezug auf wertgebenden und wertmindernden Inhaltsstoffen unterzogen. Daneben
wurden während des Weinausbaus, von der Mostanreicherung über die Gärung bis zum trinkfertigen Wein die kellertechnologischen Auswirkungen
untersucht.

Zunächst wurden für die Umkehrosmoseversuche Spiralwickelmembranen mit verschiedenen Porengrößen eingesetzt und auf ihre Eignung in
bezug auf die Rückhaltung der wichtigsten Mostinhaltsstoffe getestet. Es zeigte sich, dass zur ausreichenden Zuckerrückhaltung Membranen mit
einer nominellen Trenngrenze von 100 Dalton erforderlich sind.

Im Verlaufe der Gärung und des weiteren Weinausbaues werden die in den Konzentratmosten festgestellten Erhöhungen von Kalium und
Weinsäure durch eine erhöhte Neigung zur Weinsteinbildung wieder abgeschwächt.
Die bei der Verwendung von Spiralwickelmembranen erforderliche Vorklärung, führte zu einer Verringerung der inneren Oberfläche und damit zu
Problemen bei der Vergärung. Mit den üblichen gärfördernden Maßnahmen ist es jedoch möglich, einen ausreichend Endvergärungsgrad zu
erzielen.


Im Anschluss an die Anreicherungsversuche wurden die Moste im Versuchsmaßstab ausgebaut und nach der Abfüllung einer umfangreichen
analytischen und sensorischen Prüfung unterzogen.

Sowohl Asche, als auch zuckerfreier Extrakt und Restextrakt war in den UO-Weinen erhöht. Das Glyzerin, das oft als Qualitätsparameter
herangezogen wird, weicht in den UO-Weinen nur unwesentlich von den Saccharoseweinen ab, da bei der Verwendung von gesundem Lesegut der
größte Anteil erst bei der Gärung gebildet und somit durch die Mostkonzentrierung nicht wesentlich beeinflusst wird. Die in den Mosten festgestellte
Anreicherung von Metallen hat, mit Ausnahme von Zink, für die Gehalte in den Weinen keine Bedeutung, da außer Zink praktisch alle Metalle im
Verlauf der Gärung eine starke Abreicherung erfuhren.

Rotweine erfuhren durch die UO-Konzentrierung eine Farbstoffanreicherung.

Bei den sensorischen Untersuchungen zeigte sich, dass das Ausmaß der Extraktstofferhöhung und der Anreicherung der phenolischen
Verbindungen keine Auswirkungen auf den Geschmackseindruck der Weine hatte. In Einzelfällen wurden von den Verkostern Rangunterschiede
zwischen UO-Anreicherung und Saccharoseanreicherung festgestellt. Bei der erweiterten Dreiecksprüfung konnten die Prüfer diese
Bevorzugungen jedoch nicht verifizieren. Die UO-Anreicherung führte somit weder zur Verbesserung noch zu Verschlechterung der geruchlichen
und geschmacklichen Eigenschaften der Weine.

Nachdem im Versuchsjahr 1995 ausführliche Untersuchungen zur Leistung einer UO-Anlage durchgeführt wurden, konnte auf der Grundlage dieser
Versuche eine Kostenkalkulation vorgenommen werden. Hierbei zeigte sich, dass die Kostenunterschiede zwischen UO- und
Saccharoseanreicherung eher gering sind. Für die Wirtschaftlichkeit der UO-Anreicherung spielt jedoch vor allem die Reduzierung des
Mostvolumens durch die Permeatabtrennung eine entscheidende Rolle.

Insgesamt ist aus den Ergebnissen zu erkennen, dass die Mostanreicherung durch Umkehrosmose technisch möglich ist und im Vergleich zur
Saccharoseanreicherung qualitativ gleichwertige Weine erzeugt werden können. Es wird jedoch deutlich, dass die Aufkonzentrierung, gleich mit
welchem Verfahren sie vorgenommen wird, durch die Mengenverluste aus wirtschaftlicher Sicht nicht mit der Saccharoseanreicherung
konkurrenzfähig sein kann. Ob die Umkehrosmoseanreicherung im Falle der Zulassung jedoch trotzdem an Attraktivität gewinnen kann, wird davon
abhängen, inwieweit die derzeitigen rechtlichen Rahmenbedingungen der Anreicherung den dann veränderten Gegebenheiten angepasst werden.

Kurzfassung auf Englisch: The aim of this study was to examine the analytical and sensory effects of grape must concentration by reverse osmosis on the German vintage
wines from various vine stocks and years. Additionally, the economical aspects of this method were investigated.
This new physical method of alcohol concentration is proposed as a possible alternative to the conventional method of saccharose enrichment. To
compare these two methods, various grape musts of different vine stocks and from different vineyard regions were concentrated according to the
test methods and then made into wine. This study was conducted over a period of three years. The grape musts and the ripened wines underwent
comprehensive analytical testing. These tests mainly focused on constituents that either enhanced or impaired the quality of wines. The effects on
various technological cellar parameters were investigated throughout the entire process, from wine cultivation, must concentration and fermentation
to the ready-to-drink product.

To start, spiral wound membranes with various pore sizes were used in the reverse osmosis tests, and the suitability of these membranes was
tested with regard to their ability to retain key must constituents. The results showed that membranes with a nominal cut-off of 100 Dalton are
required to achieve sufficient sugar retention.

High levels of potassium and tartaric acid, which were determined in the concentrated musts, decreased over the course of fermentation and further
cultivation of the wines due to an elevated tendency to the formation of tartar.
Preclarification required when spiral-wound membranes are used led to a reduction of the inner area and thus to problems with fermentation.
However, it was possible to achieve a sufficient degree of final fermentation by using common fermentation-promoting measures.
Following the concentration tests, the musts were used in a pilot-scale winemaking process. After bottling, the musts were subjected to
comprehensive analytical and sensory testing.

There were higher levels of ash, sugar-free extract and residual extract in the reverse osmosis wines. The different levels of glycerin, which is often
used as a measure of quality, varied only slightly between reverse osmosis and saccharose-processed wines. This was due to the fact that when
healthy grapes have been selected, the major portion of glycerin is formed during initial fermentation and is therefore hardly affected by the must
concentration. Except for zinc, the level of metals found in the musts had no relevance in the wines tested. This is because the levels of virtually all
metals markedly decreased during the process of fermentation.

Reverse osmosis concentration caused red wines to accumulate pigmented constituents.
The sensory tests showed that the higher level of extract and the concentration of phenol compounds had no effect on the overall taste of the wines.
In isolated cases, the tasters were able to distinguish between the quality of wines concentrated by the reverse osmosis or the saccharose method.
In an extended three-way test, the investigators were not able to verify their preferences. Accordingly, reverse osmosis concentration neither
improved nor worsened the taste or the bouquet of the wines.

In 1995, extensive studies of the performance of a reverse osmosis system were completed. Costs were calculated based on the findings of these
trials showing that the differences between the costs for reverse osmosis and saccharose enrichment tended to be marginal. However, the
reduction in the must volume due to permeate separation plays a crucial role in the cost-effectiveness of reverse osmosis concentration.
Overall, the results indicate that concentrating must by means of reverse osmosis is technically possible and, compared to saccharose enrichment,
wines of similar quality can be produced. Nevertheless, it was clearly shown that, regardless of which reverse osmosis method is used, this form of
concentration cannot compete with saccharose enrichment from an economical standpoint because of the losses of quantity involved. It remains to
be seen whether reverse osmosis concentration will gain in popularity once it receives marketing authorization. This will indeed depend on whether
the current legal framework governing concentration can be adapted to changing circumstances.