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Die Reifung des Weins

Der Biologische Säureabbau (BSA)

Im Normalfall wird der Jungwein nach der Gärung von der Hefe abgezogen und in einen neuen Behälter (Fass, Tank) gebracht. Wegen der grossen Empfindlichkeit von Oenococcus oeni gegenüber der Schwefligen Säure darf, sofern der BSA erwünscht ist, zu diesem Zeitpunkt unter keinen Umständen geschwefelt werden, wie dies früher Tradition war.

Der BSA wird auch heute noch in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle spontan durchgeführt. Nur wo ein Wein nicht in den BSA kommt, wird er mit einem gleichartigen Wein, der sich im Abbau befindet oder neuerdings mit käuflichen Kulturen geimpft.

Während der Phase der alkoholischen Gärung vermehren sich die Milchsäurebakterien auf Werte von 10³ bis 10 4/ml und gehen mit dem Absetzen der Hefen wieder auf den ursprünglichen Wert zurück. Nach dem ersten Umzug bleibt die Keimzahl für einige Zeit auf diesem Niveau, um anschliessend stark anzuwachsen. Ab ungeführt 10 6 Zellen/ml wird der BSA durch die CO² Bildung sichtbar. Nach einem maximalen Wert von rund 10 7 Zellen/ml, fällt die Keimzahl wieder ab. Der BSA ist abgeschlossen. Der zeitliche Ablauf wird immer etwas anders als hier abgebildet verlaufen.

Der biologische Säureabbau ist bei den Weinen unserer Region gesucht, weil durch ihn die Äpfelsäure, die in unseren Weinen meist in recht hohen Mengen vorkommt, durch die wesentlich mildere Milchsäure ersetzt wird. In Regionen mit ausgeprägter Reife der Trauben (hohe Zuckergehalte, niedgrige Säuregehalte) ist der Säureabbau unerwünscht und gefürchtet. Restzuckerhaltige Weine machen auch in unseren Breiten keinen Säureabbau durch, um ein gutes Säure-Zucker Verhältnis und die Harmonie des Weines zu erhalten.
 Der BSA erfolgt nach der folgenden Formel:





Äpfelsäure
Milchsäure









COOH





|

COOH

HO -
C - H

|


|
 -------> HO -
C - H
   + 
CO2
H -
C - H

|


|

CH3


COOH












Zeitliche Entwicklung des Säureabbaus:
Zeitliche Entwicklung des BSA

Produktion von Kleinmengen (Hobby)





Dar gepresste Wein wird konstant bei 18 bis 20 °C gehalten. In einem Verschlag braucht es weniger Energie.
 Säureabbau des Weines in 25 Liter Flaschen
Biologischer Säureabbau in 25 Litter Flaschen oder .....
 Verschiebbarer Deckel des Tanks
Stahltank 150 Liter
....in 150l Stahltank - immervoll.
 Luftfilter mit Glyzerin Gemisch
Die Flaschen werden verschlossen mit einemLuftfilter mit Glyzerin Gemisch.
Pipette für die TitrationBlaulauge für die Titrierung des Weins
Mit der Pipette 10 ml Wein in einen Glasbehälter geben. Pipette reinigen. Dann 10 ml Blaulauge in die Pipette nehmen. Langsam unter ständigem Umrühren in den Wein geben und die Farbe kontrollieren.
Beim Farbumschlag kann von der Pipette die Menge der Blaulauge abgelesen werden, die dem Wein zugefügt wurde (Anzahl ml gleich g Säure pro Liter Wein).

Farbumschlag Ditration
2011
Säure
 Temperatur
Datum Zeit pH
 g/L
 Wein Luft Kommentar
Samstag, 8. Oktober
 15:00
7.5
 19º 16º Wein Pressen, In  150 l Tank abgefüllt
Samstag, 29. Oktober
 11:30
 4.33 7.1
 17.4º 15º
Samstag, 5. November
 10:00

º 14º Wein von der Hefe gezogen. Önokoken (Lalvin EQ54) zugefügt, 50g (0.5g/L) Apfelsäure zugefügt, Heizung eingeschaltet
Montag, 7. November
 11:00
 3.91
 8.2
 21.8º 23º
Donnerstag, 10. November
 12:30
 3.99
 7.4
 23.6º 22º
Dienstag, 15. November
 15:00
 4.28
 5.9
 21º 20º
Montag, 21. November
 09:45
 4.19
 5.8
 20.3º 18º
Samstag, 26. November
 10:00

º 18º Wein vom Satz gezogen. 1dl Schweflige Säure zugefügt, Heizung abgestellt
Sonntag, 27. November
 12:00
 4.27
 6.1
 17.9º 12º
Montag, 19. Dezember
 11:30
 4.51
 5.7
 15.4º 11º
Sonntag, 15. Januar 2012
 10:00
 4.5
 5.5
 13.3º 9º











xº
Wein abziehen in Flaschen























Impfen mit Oenococcus oeni: Gefriergetrocknete Oenococcus Oeni

Rehidratieren der Bakterien mit der 20 fachen Menge an destilliertem Wasser (20 - 30°) während 15 Minuten. Dem Wein unter langsamen Rühren zufügen.
Halten der Luft Temperatur zwischen 18 und 20 °C
Magnetrührer
Magnetrührer ist sehr hilfreich beim zufügen der Blaulauge

Messen des pH Wertes des Weins

Die Bakterien


Vorkommen und Eigenschaften von Oenococcus oeni

Wein ist kein "natürlicher" Standort von Bakterien. Es ist daher anzunehmen, dass die Milchsäurebakterien bei der Weinbereitung in den Wein gelangen. Als Kontaminationsquellen kommen zwei Möglichkeiten in Betracht:
  1. Die natürlichen Aufwuchsflora der Pflanzen, also auch der Traubenbeeren. Sie besteht zum Teil auch aus Milchsäurebakterien. Beim Pressen werden sie vom austretenden Most von der Beerenoberfläche in den Most gespült.
  2. Die auf Geräten, in Leitungen, Tanks und ähnlichem vorkommenden Milchsäurebakterien.
Als der eigentliche Erreger des biologischen Säureabbaues gilt Oenococcus oeni., Er setzt die im Jungwein vorhandene Äpfelsäure und CO² um. Daneben werden kleine Mengen Essigsäure, Acetoin, Diacetyl und andere gebildet.
Oenococcus oeni stellt ziemlich hohe Ernährungs- und Wuchsstofffansprüche. Aminosäuren können von ihnen nur zum geringen Teil synthetisiert werden. Der Vitaminbedarf ist, wie bei den Milchsäurebakterien ganz allgemin, sehr ausgeprägt. Die Ansprüche an die Mineralstoffe sind gering. Beim Abbau der Aepfelsäure durch das Malatenzym wirkt Mn++ (oder Mg++) als Cofaktor und K+ fördert diese Reaktion.

Obwohl schon ältere Ergebnisse auf die Bedeutung der Kohlensäure hindeuten, ergaben neuere Versuche, dass diese Bakterien auf die anwesenheit von CO² eindeutig angewiesen sind. Es steht auch fest, dass die Hefen während und nach der alkoholischen Gärung Bakterien Wachstum und Aepfelsäureabbau stark fordern können. diese Forderwirkung besteht ziemlich sicher darin, dass die Hefe Stoffe aus der Zelle in Ihre Umgebung abgibt. Schon während der Gärung werden von der Hefe Aminosäuren und Vitamine produziert, welche die Bakterien benötigen. Da beim Absterben der Hefezelle ihre Semipermeabilität zusammenbricht, diffundieren lösliche Stoffe rasch in das Substrat, so dass die Milchsäurebakterien nach dem Tod der Hefezelle erst recht von ihnen profitieren können. Mit Hefen zusammen sind Milchsäurebakterien auch in Substraten zu vermehren, die ihnen allein kein Wachstum ermöglichen würden.

Die Wasserstoffionen Konzentration ist für die Vermehrung von Bakterien ein entscheidender Faktor. Allgemein gilt: Je höher der pH-Wert des Mostes respektive des Weines, um so rascher setzt die Vermehrung der Milchsäurebakterien und ihr Säureabbau ein und um so rascher ist er auch beendet, das heisst die Aepfelsäure in Milchsäure umgesetzt.

Ein weiterer wichtiger Faktor, der die Vermehrung der Milchsäurebakterien und ihren Säureabbau im Wein begrenzen, ist die Schwefliche Säure, die schon in geringen Konzentrationen stark hemmend und bakterizid wird. Die Hemmwirkung der Schweflichen säure steigt mit fallendem pH-Wert, das heisst steigendem Säuregehalt des Weines. Besonders stark hemmend auf den biologischen Säureabbau wirkt die Schwefelung des Jungweines.

Das Temperatur Optimum von Leuconostoc oenos liegt, von Abweichungen bei einzelnen Stämmen abgesehen, bei 20-24 °C. Für die praktische Weinbereitung gilt die Erfahrung, dass in Weinen unter 10 °C ein Säureabbau nicht eintritt. Um ihn zu erreichen, sind mindestens 15 °C nötig ("Wenn der neue Wein blüht, gärt es im alten").

Bakterien in Traubenmost und Wein

Die Zusammensetzung von Traubenmost und Wein (vor allem pH und Alkohol) erlaubt es nur den Vertretern weniger Bakteriengattungen in diesem Milieu zu wachsen. Die wichtigsten Bakterien Gattungen im Wein sind:
  • Oenococcus: Oenococcus (früher: Leuconostoc oenos); Bakterien des biologischen Säureabbaus. Wichtigste Bakterienart bei der Weinbereitung. Heterofermentativ.
  • Pediococcus: vor allem Pediococcus damnosus. Unerwünschter Konkurrent von Oenococcus oeni. Homofermentativ
  • Lactobacillus: Lactobacillen (auch etwa als "Milchsäurestäbchen" bezeichnet) sind im Wein in jedem Fall unerwünscht. Die im Wein auftretenden Arten sind meist heterofermentativ, bilden neben Milchsäure auch Essigsäure, Ethanol, CO², und andere Stoffe.
  • Acetobacter, Gluconobacter (Essigbakterien): Im Gegensatz zu den bisher erwähnten Bakterien sind Essigbakterien strikt aerobe Organismen, das heisst sie sind nicht imstande, ohne Sauerstoff zu wachsen. Sie treten auf beschädigten Beeren auf, sind häufig vergesellschaftet mit der Grau-, respektive Edelfäule (Botrytis cinerea). Bei Sauerstoffzutritt können sie auf Wein mittlerer bis tiefer Alkoholgehalte gut wachsen und bilden Essigsäure aus Ethanol.

Die Bestimmung der Säuremenge
Die Säuremenge wird durch Titration bestimmt. Dazu dient das so genannte Acidometer. Das Prinzip beruht darauf, dass die Säure im Wein nach und nach durch Zugabe einer stark basischen Lösung neutralisiert wird. Die Säure ist vollständig neutralisiert, wenn der neutrale pH-Wert von 7 erreicht wird. Die Menge an Base, die man dafür benötigt, ist ein Maß für die Säuremenge, die im Wein ist. Das Erreichen des Neutralpunkts kann man durch den Umschlag eines farbigen Indikators erkennen.

Bestimmung mit Blaulauge
Die Acidometer-Sets bestehen meist aus einem Messzylinder und der sogenannten Blaulauge. Die Blaulauge ist eine Lösung aus Natriumhydroxid (NaOH) mit dem Indikator Bromthymolblau, dieser ist  im stark sauren Milieu rot gefärbt, im sauren Bereich gelb, bei ca. pH 6 schlägt er nach grün um und ab 7,5 ist die Farbe blau. Zunächst gibt man 10 ml Wein in den Messzylinder. Dann tropft man ein wenig Blaulauge in den Wein, und die Farbe schlägt nach gelb um, denn der Wein ist sauer. Nun tropft man langsam unterAcidometer Set ständigem Mischen weiter Blaulauge hinzu, bis ein dauerhafter Farbumschlag des Indikators von gelb nach grün oder gar blau sichtbar wird. Nun hat man den neutralen pH-Wert von etwa 7 erreicht. Die dazu benötigte Menge Blaulauge kann man nun an der Skala des Messzylinders ablesen. Die Konzentration der Blaulauge ist so eingestellt, dass 1 ml verbrauchter Blaulauge einer Säuremenge von 1 g/l entspricht. Haben Sie also z.B. 5,5 ml Blaulauge bis zum dauerhaften Farbumschlag benötigt, so beträgt die Säuremenge im Wein 5,5 g/l.
Nachteil:
Extrem dunkle Weine bereiten Probleme, zum Beispiel aus Heidel- oder Holunderbeeren, denn man kann den Farbumschlag nur schwer beobachten. Außerdem ändern die meisten Farbstoffe aus den Früchten während der Titration ebenfalls ihre Farbe. Rote pflanzliche Farbstoffe werden im basischen Bereich zum Beispiel oft blau.


Herstellung von Blaulauge
Die Titrierlösung, also die Blaulauge, kann man auch selbst herstellen: Es handelt sich um eine 0,53 %ige NaOH-Lösung.

Lösen Sie zur Herstellung 5,3 g NaOH in einem Liter Wasser und geben sie etwas Bromthymolblau hinzu. Beides ist im Chemikalienhandel preisgünstig zu beziehen.

Achtung: NaOH ist eine sehr starke Base und führt zu Verätzungen! Gehen Sie nur mit NaOH um, wenn Sie mit den Sicherheitsbestimmungen vertraut sind! Benutzen Sie beim Umgang mit NaOH eine Schutzbrille! Vermeiden Sie den Kontakt mit der Haut oder den Augen! Sollte es trotzdem in die Augen gelangen, so spülen Sie sie mit viel Wasser aus und konsultieren Sie einen Augenarzt!


Ein harmonisch schmeckender Wein benötigt eine bestimmte Säuremenge. Säurearme Weine aus Früchten mit einem geringen Gehalt an natürlichen Fruchtsäuren müssen deshalb mit Säure versetzt werden. Die aktuelle Säure Stärke einer Lösung wird durch den pH-Wert beschrieben.

Der pH-Wert eines Fruchtweins liegt meist zwischen 3 und 4. Er ist für die Weinbereitung jedoch von geringerer Bedeutung, denn er bestimmt den Säuregeschmack im alterersten Moment des Verkostens. Wichtiger ist die absolute Säuremenge, die in g/l angegeben wird, denn sie bestimmt die Nachhaltigkeit des Säuregeschmacks.

Warum kann man nicht vom pH-Wert direkt auf die Säuremenge schließen beziehungsweise warum die Bestimmung der Säuremenge wichtiger ist als die Bestimmung des pH-Werts.

Eine Zelle und damit auch der "Fruchtmatsch" im Wein besteht aus einem komplexen Gemisch aus verschiedenen schwachen Säuren, deren Basen, Proteinen und Salzen. Der pH-Wert einer solchen Lösung wird nicht von der absoluten Menge aller Bestandteile bestimmt, sondern von deren Verhältnis zueinander. Deshalb erlaubt der pH-Wert keinen Rückschluss auf die Säuremenge.

Dazu ein Beispiel mit Essigsäure. Die hier erklärten Prinzipien gelten uneingeschränkt für alle Säuren, die im Fruchtwein enthalten sein können. Wie Sie wissen, ist Essig sauer. Das liegt daran, dass das Essigmolekül ein Proton auf Wasser übertragen kann (Abb. 6.4).  Dabei einsteht das Salz der Essigsäure. Das Salz der Essigsäure ist eine Base, denn sie kann wieder ein Proton aufnehmen: Die Abgabe des Protons vom Essig an Wasser ist reversibel.

Wenn der Hobbychemiker die schwache Säure Essig und ein Salz der Essigsäure (die konjugierte Base) so in Wasser mischt, dass das Verhältnis der Säure- und Basenteilchen 1:1 ist, so wird die Lösung einen pH-Wert von 4,74 haben. Das ist immer so, wenn ich diese beiden Stoffe im Verhältnis 1:1 mische. Es spielt dabei gar keine Rolle, wie viel Säure und Base er insgesamt in das Wasser gemischt hat.

Der pH-Wert ist also unabhängig von der Konzentration der Essigsäure. Andersherum gesagt: Wenn ich den pH-Wert messe, kann ich aus dem Ergebnis der Messung nicht auf die Gesamtkonzentration von Essig und seiner konjugierten Base rückschließen. Das ist der Grund, warum der pH-Wert eines Weinansatzes kein Maß für die Säuremenge ist.

Was für die Weinbereitung wichtig ist: Ein solches Gemisch aus schwachen Säuren und der konjugierten Base reagiert wie eine Pufferlösung, d.h. der pH-Wert wird innerhalb eines bestimmten Bereichs halbwegs konstant gehalten, auch wenn kleine Mengen Säure oder Base hinzu gegeben werden. Woran liegt das? Kommen wir auf unser Beispiel mit dem Hobbychemiker zurück, der einen Puffer aus Essig und der konjugierten Base des Essigs im Verhältnis 1:1 hergestellt hat. Gibt er z.B. ein klein wenig einer starke Base in diesen Puffer, so wird die Base Protonen aufnehmen, und die Konzentration der Hydroniumionen sinkt. Nun setzt die Pufferwirkung ein: Das Gleichgewicht zwischen Essig und der konjugierten Base verschiebt sich zugunsten des Salzes, d.h. einige Essigäureteilchen geben ihr Proton ab, bis der Verlust an Hydrioniumionen ausgeglichen ist. Deshalb bleibt der pH-Wert zunächst stabil bei 4,74. Erst wenn die Essigteilchen aufgebraucht sind steigt der pH-Wert bei Zugabe von Base an.

Je größer die Konzentration der Essigteilchen ist, desto später wird dieser Punkt erreicht. Eine höher konzentrierte Lösung "puffert" also besser als eine  niedrig konzentrierte, man muss umso mehr von einer starke Base zugeben, bis der neutralen Bereich (pH 7) erreicht wird, je höher die Konzentration des Puffergemischs ist.

Wie wir gesehen haben ist der pH kein Maß für die Säuremenge. Die Menge einer starken Base, die ich benötige, damit die Lösung einen neutralen pH erreicht, erlaubt hingegen den Rückschluss auf die Säuremenge. Eine solche Messung nennt der Chemiker Titration (siehe unten). Durch Titration kann die die Säuremenge auch im Wein bestimmt werden.

Noch ein Wort zur Nachhaltigkeit des Säuregeschmacks. Speichel ist ebenfalls ein Puffer, allerdings mit einem neutralen pH von etwa 7 bis 8 (ein niedriger pH würde verschiedene Enzyme im Speichel hemmen und den Zahnschmelz angreifen). Wenn Sie einen Schluck sauren Wein in den Mund nehmen, puffert Ihr Speichel quasi "gegen" den pH-Wert des Weins. Ein Wein mit niedriger Säuremenge wird schneller vom Speichel neutralisiert als ein Wein mit hoher Säuremenge. Er schmeckt flau und langweilig. Ein Wein mit viel Säure ist nachhaltiger im Säuregeschmack, auch wenn der pH-Wert sich nicht von einem Wein mit geringer Säuremenge unterscheidet. Ein Zuviel an Säure schadet natürlich auch, die Säure kann feine Geschmacksnuancen überdecken und den Magen belasten. Erfahrungsgemäß sind Säurewerte von 7,5 g/l im Wein optimal.

ph-Wert (potentia Hydrogenii)

Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus des Zahlenwerts der Konzentration der sogenannten Hydroniumionen [H3O+].
Er kann Werte zwischen 0 und 14 annehmen. Merken Sie sich nur folgendes:
  • Säuren können Protonen [H+-Teilchen] auf Wasser [H2O] übertragen. Dabei entstehen Hydroniumionen [H3O+]
  • Basen können Protonen aufnehmen. Sie neutralisieren also Säuren.
  • Gibt eine Säure ein Proton ab, so entsteht aus dem Säureteilchen ein geladenes Teilchen, dass wieder ein Proton aufnehmen kann. Per Definition handelt es sich bei dem neu entstandenen Teilchen also um eine Base. Diese Base nennt man die zugehörige oder konjugierte Base der Säure (siehe Abb. 6.4 für ein Beispiel)
  • Je höher die Konzentration an Hydroniumionen ist, desto saurer ist eine Lösung.
  • Der pH-Wert gibt die Konzentration der Hydroniumionen an. Neutrales Wasser hat einen pH von 7, Lösungen mit einem pH von 0-6 sind sauer, Lösungen mit einem pH von über 7 sind basisch.
  • Die pH-Skala ist logarithmisch. Deshalb ist z.B. eine Lösung mit einem pH von 3 zehnmal saurer als eine Lösung mit dem pH 4. Eine Lösung mit einem pH von 2 ist hundertmal saurer als eine Lösung mit dem pH von 4 usw.


Bestimmung mit pH-Messgerät

Stellen sie wie oben beschrieben eine 0,53%ige NaOH-Lösung her, jedoch ohne pH-Indikator. Entnehmen sie 10 ml Wein und geben sie etwas destilliertes Wasser oder notfalls auch Leitungswasser dazu, damit die Elektrode gut untertaucht (durch die Zugabe von neutralem Wasser ändert sich die Säuremenge in der Probe nicht).

TaupH-Messgerätchen Sie die Elektrode in die Flüssigkeit und geben Sie unter ständigem Rühren die NaOH-Lösung hinzu, bis das pH-Meter 7,0 zeigt. Besonders geeignet sind hierfür so genannte Büretten, die speziell zur Titration entwickelt wurden, oder 10 ml-Glaspipetten. Mit diesen Glasgeräten kann man die jeweils verbrauchte Menge Titrierlösung direkt ablesen. Auch hier gilt natürlich: Jeder Milliliter verbrauchter NaOH-Lösung entspricht einer Säuremenge von 1 g/l.

Ein weiteres sehr hilfreiches Gerät für die Titration ist ein Magnetrührer, ein spezielles Laborgerät zum Umrühren von Flüssigkeiten. Es nimmt Ihnen das ständige Mischen ab. Das Gefäß mit der Weinprobe wird auf den Magnetrührer gestellt, der einen ummantelten Magneten in der Probe in Drehung versetzt. Dadurch gerät die Flüssigkeit ebenfalls in Bewegung und mischt sich selbst ständig gründlich durch.




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