Vorlesung „Technologie des Weines“

- Aromastoffe in Wein -

Technische Universität München

Lehrstuhl für Allgemeine Lebensmitteltechnologie

Aromastoffe in Wein

• Aromastoffe = flüchtige Verbindungen, die mit Geruchsrezeptoren wahrgenommen werden

• Schwellenwerteo Wahrnehmungsschwellenwerto Erkennungsschwellenwerto Bestimmung durch Riechen (orthonasaler Wert) und durch Verkosten

(retronasaler Wert)

• AromawertQuotient aus:

Konzentration der Verbindung im Lebensmittel / Geruchsschwelle

Aromastoffe (Bukett) des Weins

‐ Originäre Traubenbukettstoffe:Aromastoffe in unverletzten pflanzlichen Zellen der Weinbeere

‐ Sekundäres Traubenbukett:Aromastoffe, die bei Verarbeitung (Mahlen, Maischen, Pressen) der Trauben oder des Traubenmosts gebildet werden

‐ Gärbukett:Aromastoffe, die während der alkoholischen Gärung gebildet werden

‐ Lagerungs ‐ (Alterungs‐)bukett:Aromastoffe, die durch chemische Reaktionen im Verlauf der Lagerung des Weines gebildet werden

Wein

• Arten der Fermentation bei der Weinherstellungo Alkoholische Fermentation durch verschiedene Hefen (S. cerevisiae)

Produktion von Ethanol und CO2

o Malolaktische Fermentation durch Milchsäure‐ und Essigsäurebakterien (Oenococcus oeni)

Umwandlung von Äpfelsäure in Laktat (biologische Entsäuerung)o Produktion von edelsüßen Sauternes‐Weinen durch Botrytis cinerea

• Im Wein sind ca. 800 Aromasstoffe bekannt• Entstehung von ca. 400 durch Fermentation

Geschmacksstoffe in Wein

Belitz, Grosch, SchieberleLehrbuch der LebensmittelchemieSpringer Verlag

Aufteilung der Geruchsstoffe von Scheurebe und Gewürztraminer

H. GuthHabilitationsschrift1997

Ethylester (25%) Alkohole (30%)

Lactone (4%)

Schwefelverb. (10%)

Terpene (10%) Säuren (12%)

Phenole (10%)

Ester in Wein

Belitz, Grosch, SchieberleLehrbuch der LebensmittelchemieSpringer Verlag

Geruchsschwellenwerte

Belitz, Grosch, SchieberleLehrbuch der LebensmittelchemieSpringer Verlag

Biosynthese von Aromastoffen über Zucker‐, Aminosäure‐ und Schwefelmetabolismus von Weinhefe

J. Swiegers et al. (2005)Australian J. Grape Wine Res.11, 139-173

Biosynthese höherer Alkohole durch Weinhefen

J. Swiegers et al. (2005)Australian J. Grape Wine Res.11, 139-173

Biosynthese von Ethylacetat und Isoamylacetat durch Weinhefe

J. Swiegers et al. (2005)Australian J. Grape Wine Res.11, 139-173

Biosynthesis of flavour‐active compounds by malolactic bacteria

J. Swiegers et al. (2005)Australian J. Grape Wine Res.11, 139-173

Weinaromastoffe

J. Swiegers et al. (2005)Australian J. Grape Wine Res., 11, 139-173

Aromaprofile von Weinen der Rebsorte Scheurebe und Gewürztraminer

H. GuthHabilitationsschrift1997

Sortenspezifische Aromastoffe

Belitz, Grosch, SchieberleLehrbuch der LebensmittelchemieSpringer Verlag

Rebsorten

M. GeßnerLWGFachzentrum Analytik

Gegenüberstellung von Verbindungen mit Aromawerten > 10

H. GuthHabilitationsschrift1997

Monoterpene in Wein

M. Wüst (2003)Chemie unserer Zeit37, 8-17

Terpenprofile von Rebsorten

M. Wüst, A. Mosandl (2002)Forschung Frankfurt3, 8-15

Rebsorten ‐Monoterpene

I. Schneider (2003)Getränkeindustrie6, 38-39

Freie und gebundene Monoterpene im Wein

M. Wüst (2003)Chemie unserer Zeit37, 8-17

Terpenfreisetzung durch „Aroma‐Enzyme“

„Aroma‐Enzyme“

G. BinderDLR Neustadt/Weinstr.2001

Behandlung mit Aroma‐Enzymen

G. BinderDLR Neustadt/Weinstr.2001

Biosynthese der Monoterpene

M. Wüst (2003)Chemie unserer Zeit37, 8-17

Stereostrukturen des Weinlactons

H. GuthHabilitationsschrift1997

GC an einer chiralen stationären Phase (Lipodex E)

H. GuthHabilitationsschrift1997

Referenzsubstanzen der isomeren Lactone

Aus Wein isolierte Fraktion

Schwefelhaltige Aromastoffe in Wein

Klassifizierung nach chemischer Struktur:

Verbindung BeispielsubstanzenSulfide Dimethylsulfid,

DimethyldisulfidThioester S-MethylthioacetatAlkohole Methionol, Säuren 3-Methylthio-PropionsäureHeterozyklen Thiophen-2-thiolThiole Schwefelwasserstoff,

4-Mercapto-4-methylpentan-2-on

Polyfunktionale Thiole

• Vor allem in Sauvignon blanc Weinen enthalten• Verantwortlich für fruchtige Aromen• Extrem niedrige Wahrnehmungsschwellenwerte (0,4 – 60 ppt)• Enzymatische und chemische Bildungsmechanismen bekannt

• 4‐Mercapto‐4‐methylpentan‐2‐on (4‐MMP)o Buchsbaum‐, Schwarze Johannisbeere‐Aroma; bei höheren 

Konzentrationen Katzen‐Urin Aroma

• 3‐Mercaptohexanol (3‐MH)o Passionsfrucht‐, Grapefruit‐Aroma

Thiole

M. Wüst (2003)Chemie unserer Zeit37, 8-17

Thiole und ihre Cystein‐ und Glutathionvorstufen

SH O SH OH

OH

SH

NH

HO2C

NH2

OS

NH

O

OH

CO2H

S

OH

CO2HNH2

4-mercapto-4-methylpentan-2-one (4-MMP)

4-mercapto-4-methylpentan-2-ol (4-MMPOH)

3-mercaptohexan-1-ol (3-MH)

3-S-glutathionylhexan-1-ol 3-S-cysteinylhexan-1-ol

Structures of volatile thiols 4-MMP, 4-MMPOH, and 3-MH found in wine and precursors glut-3MH and cys-3MH found in grape juice

B. Fedrizzi et al. (2009)J. Agric. Food Chem.57, 991-995

Biosynthese von S‐Cystein‐Konjugaten

M. Wüst (2003)Chemie unserer Zeit37, 8-17

Polyfunktionale Thiole

• Bildung von 4‐MMP und 3‐MH aus nichtflüchtigen Glutathion‐und Cystein‐Konjugateno Bsp.: Bildung von 3‐Mercaptohexanol

Carboxypeptidase aus Pflanzenvakuole

ß‐Lyase (S. cerevisiae)

• 3‐Mercaptohexylacetat

o Buchsbaum‐, Passionsfrucht‐, Riesling‐Aromao Mikrobielle Bildung aus 3‐Mercaptohexanol durch Alkohol‐

Acetyltransferase  (Hefe)

o Hydrolyse zu 3‐MH im Zuge der Weinalterung

Polyfunktionale Thiole

+  CoA+  AcetylCoAAAT

Methoxypyrazine in Wein

M. Wüst (2003)Chemie unserer Zeit37, 8-17

3‐Methoxyisobutylpyrazin

M. Wüst (2003)Chemie unserer Zeit37, 8-17

Biosynthese von Methoxypyrazinen

M. Wüst (2003)Chemie unserer Zeit37, 8-17

Bildung von C13-Norisoprenoiden

Abbildung: Spaltung von β-Carotin zu 2x β-Ionon und DHA (Dihydroactinidiolid)

Mendes-Pinto 2009

C13‐Norisoprenoide in Wein

M. Wüst (2003)Chemie unserer Zeit37, 8-17

Aromastoffe in den Stadien 1-4 der Weinbereitung

H. GuthHabilitationsschrift1997

1 = Pressmost

2 = nach alkoholischer Gärung

3 = nach malolaktischer Gärung

4 = nach Reifung im Edelstahltank

Aromastoffe in den Stadien 1-4 der Weinbereitung

H. GuthHabilitationsschrift1997

1 = Pressmost

2 = nach alkoholischer Gärung

3 = nach malolaktischer Gärung

4 = nach Reifung im Edelstahltank

Veränderungen von Aromastoffen während der Lagerung

Belitz, Grosch, SchieberleLehrbuch der LebensmittelchemieSpringer Verlag

Schwellenwerte von Aromastoffen

R. AmannDer Badische WinzerDezember 2002

Aromafehler

Belitz, Grosch, SchieberleLehrbuch der LebensmittelchemieSpringer Verlag

Geruchsschwellenwerte von Terpenen

R. AmannDer Badische WinzerDezember 2002

Terpenoide Aromastoffe in Wein

M. Wüst, A. Mosandl (2002)Forschung Frankfurt3, 8-15

Rebsorten

M. Wüst, A. Mosandl (2002)Forschung Frankfurt3, 8-15

Weinfehler