Migration von 2,4,6- Trichloranisol aus dem Korken in den...

Migration von 2,4,6- Trichloranisolaus dem Korken in den Wein

- Kinetik und sensorische Relevanz -

Vom Fachbereich Chemie derUniversität Kaiserslautern

zur Erlangung des akademischen Grades

„Doktor der Naturwissenschaften“

genehmigte Dissertation (D 386)

vorgelegt vonDiplom-Chemiker Claus Fischer

Kaiserslautern, 2000

INHALTSVERZEICHNIS SEITE

1 EINLEITUNG............................................................................................. 1

1.1 Allgemeines........................................................................................ 1

1.2 Die Naturkorkenproduktion................................................................. 2

1.3 Korkmikroorganismen......................................................................... 3

1.3.1 Myzelbildende Pilze.................................................................... 3

1.3.2 Bakterien und Hefen................................................................... 4

1.4 Muffige Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen......................... 5

1.5 Chlororganische Verbindungen in Korkmaterial und Wein................ 8

1.6 Sensorische Bedeutung der potentiellen Auslöser des Korktons im

Wein..................................................................................................... 11

1.7 Instrumentelle Analytik der potentiellen Auslöser des Korktons......... 12

1.8 Technische Lösungsansätze zur Behebung der Problematik

Korkgeschmack.................................................................................... 13

2 PROBLEMSTELLUNG............................................................................ 16

3 MATERIAL UND METHODEN................................................................ 18

3.1 Verwendete Geräte............................................................................ 18

3.2 GC-Säule und Temperaturprogramm................................................. 18

3.3 Qualitative und Quantitative Analyse mit dem massenselektiven

Detektor (MSD).................................................................................... 18

3.4 Festphasen Mikro Extraktion, engl. Solid Phase Microextraction

(SPME)................................................................................................. 19

3.4.1 SPME-Methodenentwicklung...................................................... 20

3.4.1.1 Wein..................................................................................... 20

3.4.1.2 Korkmaterial......................................................................... 29

3.5 Der Korkgeschmack in der weinwirtschaftlichen Praxis..................... 30

3.5.1 Instrumentell-analytische Auftragsuntersuchungen von Wein in

der SLFA Neustadt.......................................................................... 30

3.5.2 Korkgeschmack bei QbA-Prüfung und

Prämierungsveranstaltungen der Landwirtschaftskammer ............. 31

3.6 Sensorik............................................................................................. 32

3.6.1 Korktonsensorik.......................................................................... 32

3.6.1.1 Auftragsuntersuchungen...................................................... 32

3.6.1.2 Lagerversuche..................................................................... 32

3.6.2 Schwellenwertbestimmungen...................................................... 32

3.6.3 Quantitative Deskriptive Analyse (QDA)..................................... 33

3.6.3.1 Lagerversuch....................................................................... 34

3.6.3.2 Sub-threshold-Versuch........................................................ 35

3.7 Varianzanalyse (ANOVA)................................................................... 35

3.8 Migration von 2,4,6-Trichloranisol (2,4,6-TCA) aus dem

Naturkorken in den

Wein.......................................................................................... 36

3.8.1 Dotierung von Naturkorken......................................................... 37

3.8.2 Lagerversuche............................................................................ 38

4 ERGEBNISSE.......................................................................................... 39

4.1 Entwicklung einer SPME-Methode zur Quantifizierung von 2,4,6-

TCA in Wein......................................................................................... 39

4.1.1 Art der Probenahme.................................................................... 39

4.1.2 Salzgehalt der Probe................................................................... 40

4.1.3 Agitation der Probe..................................................................... 40

4.1.4 SPME-Fasermaterial................................................................... 40

4.1.5 pH-Wert....................................................................................... 40

4.1.6 Ethanolgehalt.............................................................................. 42

4.1.7 Temperatur.................................................................................. 42

4.1.8 Adsorptionsdauer........................................................................ 44

4.1.9 Position der SPME-Faser im Injektor des Gaschromatographen 44

4.1.10 Nachweisgrenze der Methode für das 2,4,6-TCA..................... 45

4.1.11 Quantifizierung weiterer potentieller Korkton-Auslöser............. 45

4.1.12 Multiple Headspace Extraktion mit der SPME (MHE-SPME).... 46


TCA in Naturkorken und Korkmaterial.................................................. 48

4.2.1 Art der Probenahme.................................................................... 48

4.2.2 Zusatz von Wasser, Ethanol und N,N-Dimethylformamid........... 48

4.2.3 Korngröße des Korkmaterials...................................................... 49

4.2.4 Eingewogene Menge des Korkmaterials..................................... 49

4.2.5 Salzgehalt der Matrix.................................................................. 51

4.2.6 Agitation der Probe und Einfluß der Temperatur........................ 51

4.2.7 Beschichtungsmaterial der SPME-Faser, Zeit : Dauer der

Adsorption der SPME-Faser in der Probe, Eintauchtiefe im

Injektor des Gaschromatographen................................................... 52

4.2.8 Quantifizierung von 2,4,6-TCA in Korkmaterial mit der

Multiplen Headspace Extraktion (MHE-SPME)................................ 52

4.2.9 Quantifizierung von 2,4,6-TCA in Korkmaterial nach Dotierung. 53

4.3 Der Korkgeschmack in der weinwirtschaftlichen Praxis..................... 54

4.3.1 Instrumentell-analytische Auftragsuntersuchungen von Wein in

der SLFA Neustadt.......................................................................... 54


Prämierungsveranstaltungen der Landwirtschaftskammer.............. 58

4.4 Einfluß des Naturkorkens auf die gesamte sensorische Ausprägung

eines

Weines........................................................................................ 59

4.4.1 Bestimmung des Korkgeschmacks............................................. 59

4.4.1.1 Sensorische Untersuchungen.............................................. 59

4.4.1.2 Instrumentelle Analytik......................................................... 59

4.4.2 QDA der Weine des Lagerversuchs............................................ 60

4.5 QDA von Weinen mit 2,4,6-TCA im Subthreshold-Bereich................ 63

4.6 Schwellenwertbestimmungen............................................................. 64

4.7 Migration von 2,4,6-TCA aus dem Naturkorken in den Wein............. 67

4.7.1 Dotierung von Naturkorken......................................................... 67

4.7.1.1 Lagerung von Naturkorken in einer ethanolisch/wässrigen

2,4,6-TCA-Lösung................................................................... 67

4.7.1.2 Lagerung von Naturkorken in einer 2,4,6-TCA-haltigen

Atmosphäre............................................................................. 67

4.7.1.3 Aufgabe von 2,4,6-TCA an definierte Stellen im Inneren

des Naturkorkens mit Hilfe einer Spritze................................. 70

4.7.1.4 Verkleben von Naturkorkscheiben nach einer Dotierung

mit 2,4,6-TCA.......................................................................... 73

4.7.2 Lagerversuche............................................................................ 77

4.7.2.1 Einfluß der Lagerungstemperatur........................................ 78

4.7.2.2 Einfluß der Lagerungsart..................................................... 81

4.7.2.3 Bestimmung der Migrationsgeschwindigkeit durch

unbelastetes Korkmaterial....................................................... 83

4.7.2.4 Migration aus dem Agglomeratkörper durch eine

aufgeklebte Naturkorkscheibe (1+1-Korken)........................... 85

4.7.2.5 Migration aus dem Agglomeratkörper durch zwei

aufgeklebte Naturkorkscheiben (Sektkorken).......................... 87

4.7.2.6 Migrationsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der

Korkqualität durch den Vergleich von Korken aus

unterschiedlichen Güteklassen („Super“ und „6“).................... 89

5 DISKUSSION............................................................................................ 92


TCA in Wein......................................................................................... 92


TCA in Naturkorken und Korkmaterial.................................................. 96

5.3 Der Korkgeschmack in der weinwirtschaftlichen Praxis................. 98

5.3.1 Instrumentell-analytische Auftragsuntersuchungen von Wein

an der SLFA Neustadt..................................................................... 98


Prämierungsveranstaltungen der Landwirtschaftskammer.............. 99

5.4 Lagerversuch : Einfluß des Naturkorkens auf die gesamte

sensorische Ausprägung eines Weines............................................... 101

5.4.1 Bestimmung des Korkgeschmacks......................................... 101

5.4.2 QDA der Weine des Lagerversuchs....................................... 102

5.5 QDA von Weinen mit 2,4,6-TCA im Subthreshold-Bereich............ 103

5.6 Schwellenwertbestimmungen......................................................... 104

5.7 Migration von 2,4,6-TCA aus dem Naturkorken in den Wein......... 108

5.7.1 Einfluß der Lagerungstemperatur........................................... 108

5.7.2 Einfluß der Lagerungsart........................................................ 109

5.7.3 Einfluß der Dicke der Korkscheibe.......................................... 109

5.7.4 Migration bei 1+1-Korken........................................................ 110

5.7.5 Migration bei Sektkorken........................................................ 113

5.7.6 Einfluß der Korkqualität.......................................................... 113

6 ZUSAMMENFASSUNG............................................................................ 115

7 LITERATUR.............................................................................................. 117

8 ANHANG................................................................................................... 131

8.1 Massenspektren der mit der SPME quantifizierbaren potentiellen

am Korkton beteiligten Substanzen................................................. 131

8.2 Auftragsuntersuchungen in der SLFA Neustadt............................. 136

8.2.1 Untersuchung 3........................................................................... 136

8.2.2 Untersuchung 4........................................................................... 137

8.3 Prüfbogen für die QDA : Einfluß des Flaschenverschlusses auf

die gesamte sensorische Wahrnehmung eines Weines.................. 139

8.4 Prüfbogen Duo-Trio-Test : Ermittlung des sensorischen

Schwellenwertes für 2,4,6-TCA........................................................ 140

8.5 PC-SAS (Version 6.04) Befehlsanweisung für eine „mixed model“

ANOVA mit „Prüfer“, „Prüfer x Wein“ und „Prüfer x Wiederholung“

als „random“ Effekte......................................................................... 141

8.6 Migration von 2,4,6-TCA aus dem Naturkorken in den Wein......... 142

ABBILDUNGSVERZEICHNIS SEITE

Abb. 1.1 Mikrobiologische Bildungswege von 2,4,6-TCA........................ 7

Abb. 3.1 Anlagerung eines beliebigen Analyten an eine SPME-Faser in

Abhängigkeit von der Extraktionszeit in einer Probe bei

unterschiedlichen Agitationsbedingungen : a, perfekte

Agitation; b, gute Agitation; c, schlechte Agitation.................... 22

Abb. 3.2 : An einer SPME-Faser adsorbierte Menge eines Analyten bei

einer perfekt gerührten Probe.................................................... 27

Abb. 4.1 Einfluß der Probenahme auf das an einer PDMS-SPME-Faser

adsorbierte 2,4,6-TCA bei 25°C, Agitation und NaCl-Sättigung

der Probe (Prozentuale Darstellung mit der höchsten

Peakfläche als Bezugspunkt; n = 3).......................................... 39

Abb. 4.2 Einfluß des NaCl-Zusatzes zum Wein auf das an der SPME-

Faser adsorbierte 2,4,6-TCA (Prozentuale Darstellung mit der

höchsten Peakfläche als Bezugspunkt; n = 3)........................... 41

Abb. 4.3 Einfluß der Agitation der Probe (Rührergeschwindigkeit) auf

das an der SPME-Faser adsorbierte 2,4,6-TCA (Prozentuale

Darstellung mit der höchsten Peakfläche als Bezugspunkt; n =

3)............................................................................................... 41

Abb. 4.4 Einfluß des pH-Wertes auf das an der SPME-Faser

adsorbierte 2,4,6-TCA (Prozentuale Darstellung mit der


Abb. 4.5 : Einfluß des Ethanolgehaltes auf das an der SPME-Faser



Abb. 4.6 : Einfluß der Temperatur auf das an der SPME-Faser



Abb. 4.7 : Einfluß der Zeit auf das an der SPME-Faser adsorbierte

2,4,6-TCA (Prozentuale Darstellung mit der höchsten

Peakfläche als Bezugspunkt; n =

3)............................................................. 44

Abb. 4.8 : Einfluß der Eintauchtiefe der SPME-Faser im Injektor des

Gaschromatographen auf die Ausbeute am MSD (Prozentuale


3)............................................................................................... 45

Abb. 4.9 : An der SPME-Faser adsorbiertes 2,4,6-TCA bei der

wiederholten Extraktion einer Probe (n = 3)............................. 47

Abb. 4.10 : Peakflächen am MSD bei der direkten Injektion von in Hexan

gelöstem 2,4,6-TCA (n = 3)....................................................... 47

Abb. 4.11 : Vergleich der an der SPME-Faser adsorbierten 2,4,6-TCA-

Menge von trockenem Korkmaterial sowie bei Zusatz von

Wasser, Ethanol und N,N-DMF (Prozentuale Darstellung mit

der höchsten Peakfläche als Bezugspunkt; n = 3).................... 48

Abb. 4.12 : Vergleich der Korngröße des Korkmaterials auf das an der

SPME-Faser adsorbierte 2,4,6-TCA (Prozentuale Darstellung

mit der höchsten Peakfläche als Bezugspunkt; n = 3)............... 49

Abb. 4.13 : Abhängigkeit der an der SPME-Faser adsorbierten 2,4,6-

TCA-Menge von der eingewogenen

Korkmenge............................... 50

Abb. 4.14 : Abhängigkeit der an der SPME-Faser adsorbierten 2,4,6-

TCA-Menge von der eingewogenen Korkmenge bei

logarithmischer

Darstellung................................................................................

. 50

Abb. 4.15 : An der SPME-Faser adsorbiertes 2,4,6-TCA in Abhängigkeit

von der NaCl-Konzentration in der wäßrigen

Lösung/Suspension (Prozentuale Darstellung mit der


Abb. 4.16 : Multiple Headspace Extraktion eines kleingemahlenen

Naturkorkens............................................................................. 52

Abb. 4.17 : Peakflächen am MSD bei der Extraktion von mit 2,4,6-TCA

dotiertem Korkmaterial, n = 3..................................................... 53

Abb.4.18 : QDA-Aromaprofil : Aromaveränderung im Wein durch die 15

monatige Lagerung mit Korken von 3 verschiedenen

Anbietern (Darstellung der Attributsintensitäten in Prozent des

Schraubverschlusses; n = 13 Prüfer x 2 Wiederholungen)....... 61

Abb.4.19 : QDA-Aromaprofil : Aromaveränderung im Wein durch die 15

monatige Lagerung mit Korken von 3 verschiedenen

Anbietern (Darstellung der Attributsintensitäten in Prozent des

Schraubverschlusses; n = 13 Prüfer x 2 Wiederholungen)....... 62

Abb.4.20 : QDA-Aromaprofil eines Weines mit 1 ng/L 2,4,6-TCA im

Vergleich zu einem 2,4,6-TCA-freien Wein............................... 63

Abb. 4.21 : QDA-Aromaprofil eines Weines mit 3 ng/L 2,4,6-TCA im

Vergleich zu einem 2,4,6-TCA-freien Wein............................... 63

Abb. 4.22 : Sensorische Schwellenwerte für das 2,4,6-TCA bei

verschiedenen Prüfern nach einem vierwöchigen Training....... 65

Abb. 4.23 : Mittlerer sensorischer Schwellenwert von 2,4,6-TCA in Wein,

dargestellt als Mittelwert von 158 Besuchern am Tag der

offenen Tür der SLFA Neustadt, n = 1....................................... 66

Abb. 4.24 : 2,4,6-TCA-Aufnahme in Naturkorken bei der Dotierung in

einer kontaminierten Atmosphäre (Prozentuale Darstellung

mit der höchsten Peakfläche als Bezugspunkt; n =

3)..................... 67

Abb. 4.25 : Verlauf der 2,4,6-TCA-Migration im Wein nach dem

Verschließen mit einem dotierten Naturkorken (Prozentuale


3)............................................................................................... 68

Abb. 4.26 : Untersuchte Zonen in einem Naturkorken, der in einer 2,4,6-

TCA-haltigen Atmosphäre dotiert wurde.................................... 69

Abb. 4.27 : Kinetik der 2,4,6-TCA-Aufnahme in einem Naturkorken bei der

Dotierung in einer kontaminierten Atmosphäre (Prozentuale


3)............................................................................................... 69

Abb. 4.28 : Untersuchte horizontale Zonen in einem mittels einer Spritze

in 2 mm Entfernung zum Korkspiegel dotierten Naturkorken

nach einer Lagerzeit von 4 Monaten in der Weinflasche.......... 71

Abb. 4.29 : 2,4,6-TCA in verschiedenen horizontalen Korkscheiben eines

mit einer Spritze dotierten Naturkorkens nach einer

viermonatigen Lagerung in der Weinflasche (Prozentuale


3)............................................................................................... 71

Abb. 4.30 : Untersuchte vertikale Zonen in einem mittels einer Spritze in 2

mm Entfernung zum Korkspiegel dotierten Naturkorken nach

einer Lagerzeit von 4 Monaten in der Weinflasche................... 72

Abb. 4.31 : 2,4,6-TCA in verschiedenen vertikalen Zonen eines mit einer

Spritze dotierten Naturkorkens nach einer viermonatigen

Lagerung in der Weinflasche..................................................... 72

Abb. 4.32 : Untersuchte Bereiche eines dotierten Naturkorkens nach

Dotierung, Verkleben und Aushärten des Klebers im

Brutschrank................................................................................ 74

Abb. 4.33 : Horizontale Diffusion von 2,4,6-TCA in einem dotierten

Naturkorken nach Dotierung, Verkleben und Trocknen im

Brutschrank (Prozentuale Darstellung mit der höchsten


Abb. 4.34 : Untersuchte Scheiben eines dotierten Naturkorkens nach


Brutschrank................................................................................ 75

Abb. 4.35 : Vertikale Diffusion von 2,4,6-TCA in verschiedenen Scheiben

eines Naturkorkens nach Dotierung, Verkleben und Trocknen

im Brutschrank (Prozentuale Darstellung mit der höchsten


Abb. 4.36 : Untersuchte Korkscheibe eines dotierten Naturkorkens nach


Brutschrank................................................................................ 76

Abb. 4.37 2,4,6-TCA im Randbereich der 1 mm dicken Scheibe

„Dotierstelle“ in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der

Weinflasche, n = 3 (2 mm, liegend, 25°C)................................. 78

Abb. 4.38 2,4,6-TCA-Konzentration in der 2 mm dicken Scheibe

„Dotierstelle“ bei einer kalt (2 mm, liegend, 10°C) und einer

warm (2 mm, liegend, 25°C) gelagerten Variante in

Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Weinflasche (n = 3)....... 79


„Korkspiegel“ bei einer kalt (2 mm, liegend, 10°C) und einer

warm (2 mm, liegend, 25°C) gelagerten Variante in


Abb. 4.40 2,4,6-TCA-Konzentration im Wein bei einer kalt (2 mm,

liegend, 10°C) und einer warm (2 mm, liegend, 25°C)

gelagerten Variante in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der

Weinflasche (n = 3)................................................................... 81


„Dotierstelle“ bei einer stehend (2 mm, stehend, 25°C) und

einer liegend (2 mm, liegend, 25°C) gelagerten Variante in



„Korkspiegel“ bei einer stehend (2 mm, stehend, 25°C) und

einer liegend (2 mm, liegend, 25°C) gelagerten Variante in


Abb. 4.43 2,4,6-TCA-Konzentration im Wein bei einer stehend (2 mm,

stehend, 25°C) und einer liegend (2 mm, liegend, 25°C)


Weinflasche (n = 3)................................................................... 83

Abb. 4.44 2,4,6-TCA-Konzentration in der Scheibe „Dotierstelle“ bei der

Variante mit einer 2 mm (2 mm, liegend, 25°C) und der

Variante mit einer 6 mm dicken Scheibe (6 mm, liegend,

25°C) in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Weinflasche (n

= 3)............................................................................................ 84

Abb. 4.45 2,4,6-TCA-Konzentration in der Scheibe „Korkspiegel“ bei der

Variante mit einer 2 mm (2 mm, liegend, 25°C) und der

Variante mit einer 6 mm dicken Scheibe (6 mm, liegend,


= 3)............................................................................................ 84

Abb. 4.46 2,4,6-TCA-Konzentration im Wein bei der Variante mit einer 2

mm (2 mm, liegend, 25°C) und der Variante mit einer 6 mm

dicken Scheibe (6 mm, liegend, 25°C) in Abhängigkeit von der

Lagerzeit in der Weinflasche (n = 3)......................................... 85

Abb. 4.47 2,4,6-TCA-Konzentration in der Scheibe „Dotierstelle“ bei

einem kalt (1+1-Korken, liegend, 10°C) und einem warm (1+1-

Korken, liegend, 25°C) gelagerten 1+1-Korken in

Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Weinflasche (n =

3)............................. 86

Abb. 4.48 2,4,6-TCA-Konzentration in der Scheibe „Korkspiegel“ bei

einem kalt (1+1-Korken, liegend, 10°C) und einem warm (1+1-

Korken, liegend, 25°C) gelagerten 1+1-Korken in

Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Weinflasche (n =

3)............................. 86

Abb. 4.49 2,4,6-TCA-Konzentration im Wein bei einem kalt (1+1-Korken,

liegend, 10°C) und einem warm (1+1-Korken, liegend, 25°C)

gelagerten 1+1-Korken in Abhängigkeit von der Lagerzeit in

der Weinflasche (n = 3)............................................................. 87

Abb. 4.50 : 2,4,6-TCA-Konzentration in den Scheiben „Dotierstelle“ und

„Schicht 2“ bei einem Sektkorken (Stehend, 25°C) in

Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Sektflasche (n = 3)........ 88

Abb. 4.51 : 2,4,6-TCA-Konzentration in der Scheibe „Korkspiegel“ und im

Wein bei einem Sektkorken (Stehend, 25°C) in Abhängigkeit

von der Lagerzeit in der Sektflasche (n = 3).............................. 88

Abb. 4.52 : 2,4,6-TCA-Konzentrationen in der Scheibe „Dotierstelle“ bei

Naturkorken der Qualitäten „Super“ und „6.Klasse“ (Liegend,


= 3)............................................................................................ 89

Abb. 4.53 : 2,4,6-TCA-Konzentrationen in der Scheibe „Korkspiegel“ bei

Naturkorken der Qualitäten „Super“ und „6.Klasse“ (Liegend,


= 3)............................................................................................ 90

Abb. 4.54 : 2,4,6-TCA-Konzentrationen im Wein bei der Lagerung von

dotierten Naturkorken der Qualitäten „Super“ und „6.Klasse“

(Liegend, 25°C) in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der

Weinflasche (n = 3)................................................................... 90

Abb. 5.1 Sensorische Schwellenwerte von 2,4,6-TCA bei

verschiedenen Prüfern, unterteilt in Experten und Laien........... 105

Abb. 5.2 Graphische Bestimmung des sensorischen Schwellenwertes

von 2,4,6-TCA mit linearen Achsen [37].................................... 105

Abb. 5.3 Bestimmung des sensorischen Schwellenwertes von 2,4,6-

TCA bei einer halblogarithmischen Darstellung........................ 106

Abb. 8.1 Massenspektrum von 2,4,6-TCA............................................... 131

Abb. 8.2 Massenspektrum von 1-Octen-3-ol............................................ 131


Abb. 8.4 Massenspektrum von 2,3,5,6-TeCA.......................................... 132


Abb. 8.6 Massenspektrum von Pentachloranisol..................................... 133

Abb. 8.7 Massenspektrum von 2,3,4,5-TeCA.......................................... 134

Abb. 8.8 Massenspektrum von 4-Chlorguaiacol...................................... 134

Abb. 8.9 Massenspektrum von 4,5-Dichlorguaiacol................................. 135

Abb. 8.10 Massenspektrum von 6-Chlorvanillin......................................... 135

Abb. 8.11 Massenspektrum von 3,4,5-Trichlorguaiacol............................. 136

Abb. 8.12 Massenspektrum von Veratrol................................................... 136

TABELLENVERZEICHNIS SEITE

Tab. 1.1 : Sensorische Schwellenwerte der potentiellen, für den Korkton

in der Literatur seit 1981 aufgeführten chemischen

Verbindungen............................................................................ 12

Tab. 3.1 Rezepte zur Herstellung der Geruchsreferenzen zur

Kalibrierung der Prüfpersonen hinsichtlich Geruchsqualität

und Geruchsintensität................................................................ 34

Tab. 3.2 : Berechnung der F-Werte bei der ANOVA................................. 36

Tab. 4.1 : Massenfragmente (mZ) und ihre molekülspezifischen,

relativen Intensitäten für die mit der SPME quantifizierbaren

potentiellen am Korkton beteiligten Substanzen....................... 46

Tab. 4.2 : Instrumentell-analytische Auftragsuntersuchungen in der

SLFA Neustadt.......................................................................... 54

Tab. 4.3 : Auftragsuntersuchung 1 : 2,4,6-TCA-Konzentrationen der

untersuchten Weine im Vergleich zu den sensorischen

Ergebnissen............................................................................... 55

Tab. 4.4 : Auftragsuntersuchung 2 : 2,4,6-TCA-Konzentrationen des

untersuchten Rieslings (Kabinett trocken) im Vergleich zu den

sensorischen

Ergebnissen......................................................... 56


untersuchten Rieslings (Spätlese trocken) im Vergleich zu

den sensorischen

Ergebnissen......................................................... 56


untersuchten Grauburgunders (Spätlese trocken) im Vergleich

zu den sensorischen Ergebnissen............................................. 57


untersuchten Weißburgunders (Spätlese trocken) im

Vergleich zu den sensorischen

Ergebnissen............................................. 57

Tab. 4.8 : Anteil der Weine mit Korkgeschmack bei den Chargen

verschiedener Anbieter.............................................................. 59

Tab. 4.9 : 2,4,6-TCA-Konzentrationen in den wegen Korkgeschmack

beanstandeten

Weinen.............................................................. 60

Tab. 4.10 : Varianzanalyse der quantitativen deskriptiven Analyse :

Auswirkung des Flaschenverschlusses auf die gesamte

sensorische Ausprägung eines Weines.................................... 60

Tab. 4.11 : Varianzanalyse der quantitativen deskriptiven Analyse :

Einfluß von 2,4,6-TCA in Konzentrationen unterhalb des

sensorischen Schwellenwertes (3 ng/L) auf die gesamte

sensorische Ausprägung eines

Weines..................................... 64

Tab. 4.12 : Sensorische Schwellenwerte von 2,4,6-TCA in

unterschiedlichen Weinen......................................................... 65

Tab. 4.13 Sensorische Schwellenwerte bei fünf verschiedenen

Rebsorten, die mit Naturkorken einer Charge gelagert worden

waren und Anteil der Weine mit Korkton innerhalb der

einzelnen

Füllungen................................................................... 66

Tab. 4.14 : 2,4,6-TCA in einem dotierten Naturkorken und in „realen“

Naturkorken, die von reklamierten Flaschen stammten............. 77

Tab. 5.1 Sensorische Schwellenwerte von 2,4,6-TCA, ausgedrückt

durch den Prozentsatz richtiger Antworten bei einem Duo-

Trio-Test von insgesamt 30 Prüfern (Experten und Laien)........ 106


untersuchten Weißburgunders (QbA trocken) im Vergleich zu

den sensorischen Ergebnissen................................................. 137


untersuchten Silvaners (QbA trocken) im Vergleich zu den

sensorischen Ergebnissen........................................................ 138


untersuchten Rieslings (Kabinett halbtrocken) im Vergleich zu

den sensorischen Ergebnissen................................................. 138


untersuchten Portugiesers (Weißherbst halbtrocken) im

Vergleich zu den sensorischen Ergebnissen............................. 139

Tab. 8.5 2,4,6-TCA-Konzentration [ng/g Kork] in der 2 mm dicken

Scheibe Dotierstelle verschiedener Naturkorken bei

unterschiedlichen Lagerungsarten und -temperaturen in

Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Weinflasche (n.n. :

nicht nachweisbar, - : nicht

bestimmt)................................................ 143


Scheibe Korkspiegel verschiedener Naturkorken bei


Abhängigkeit von der Lagerzeit in der

Weinflasche................... 143

Tab. 8.7 2,4,6-TCA-Konzentration [ng/L] im Wein bei verschiedenen

Lagerungsarten und -temperaturen in Abhängigkeit von der

Lagerzeit in der Weinflasche..................................................... 144


Scheibe Dotierstelle von 1+1- und Sektkorken bei


Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Wein-, Sektflasche........ 144


Schicht 2 (Bereich zwischen der ersten und der zweiten

Naturkorkscheibe) von Sektkorken in Abhängigkeit von der

Lagerzeit in der Sektflasche...................................................... 144


Scheibe Korkspiegel von 1+1- und Sektkorken bei


Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Wein-, Sektflasche........ 145

Tab. 8.11 2,4,6-TCA-Konzentration [ng/L] im Wein bei unterschiedlichen

Lagerungsarten und -temperaturen in Abhängigkeit von der

Lagerzeit in der Wein-, Sektflasche........................................... 145


Scheibe Dotierstelle von Naturkorken unterschiedlicher

Qualität in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Weinflasche. 145


Scheibe Korkspiegel von Naturkorken unterschiedlicher

Qualität in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Weinflasche. 145

Tab. 8.14 2,4,6-TCA-Konzentration [ng/L] im Wein bei Naturkorken

unterschiedlicher Qualität in Abhängigkeit von der Lagerzeit

in der

Weinflasche......................................................................... 146

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

ANOVA Analysis of Variance (dt. Varianzanalyse)

DIN Deutsche Industrie Norm

DMS Dimethylsulfid

DMSO Dimethylsulfoxid

eV Elektronenvolt

FG Freiheitsgrad

FG Freiheitsgrade

FID Flammenionisationsdetektor

GC/MS Gaschromatographie/Massenspektroskopie

HP Hewlett Packard

HS Headspace

INAO-Glas Degustationsglas (DIN 10 960) entwickelt vom „Institut National

des Appelation d’Origin“

K Verteilungskoeffizient

kPa Kilopascal = 0,01 bar

KW Kohlenwasserstoffe

MHE Multiple Headspace Extraktion

2-MIB 2-Methylisoborneol

MQ Mittleres Abweichungsquadrat

MSD Massenselektiver Detektor

n Anzahl der Werte

- nicht bestimmt

n.n. nicht nachweisbar

N,N-DMF N,N-Dimethylformamid

n.s. nicht signifikant

ng Nanogramm

P x R Prüfer x Wiederholung Wechselwirkung

PA Polyacrylat

PAK Polyaromatische Kohlenwasserstoffe

PCA Principal Component Analysis (dt. Hauptkomponenten Analyse)

PCB Polychlorierte Biphenyle

PCP Pentachlorphenol

PDMS Polydimethylsiloxan

ppt Parts per trillion (≅ ng/L)

PTFE Polytetrafluorethen = Teflon

QbA Qualitätswein bestimmter Anbaugebiete

QDA Quantitative Deskriptive Analyse

R² Quadrat des Korrelationskoeffizienten R

* Signifikanzniveau p<0,05 (Fehlerwahrscheinlichkeit)

** Signifikanzniveau p<0,01 (Fehlerwahrscheinlichkeit)

*** Signifikanzniveau p<0,001 (Fehlerwahrscheinlichkeit)

SIM Single Ion Monitoring (dt. Einzelionenerfassung)

SLFA Staatliche Lehr- und Forschungsanstalt (Neustadt a.d. Wstr.)

SPME Solid Phase MicroExtraction (dt. Festphasenmikroextraktion)

SQ Summe der Abweichungsquadrate

2,4,6-TCA 2,4,6-Trichloranisol

TCP Trichorphenol

TeCA Tetrachloranisol

TeCP Tetrachlorphenol

TIC Total Ion Chromatogramm (dt. Gesamtionenerfassung)

% vol. Volumenprozent

W x P Wein x Prüfer Wechselwirkung

W x R Wein x Wiederholung Wechselwirkung

1 Einleitung

1.1 Allgemeines

Aufgrund ihrer außergewöhnlichen physikalischen Eigenschaften wie Flexibilität,

Hydrophobie und geringe Gasdurchlässigkeit wird die Rinde der Korkeiche (Quercus

suber) seit dem 18.Jahrhundert als Verschluß für Weinflaschen benutzt.

Leider sind mit dem Naturkorken auch Probleme verbunden: Undichtigkeiten führen

zu Ausläufern und Korkinhaltsstoffe können in den Wein übertreten. Zu Ausläufern

kann es auch kommen, wenn die Flaschen nach der Füllung zu rasch in Kisten oder

Paletten gelegt werden. Dann hat der Korken seine ursprüngliche Ausdehnung noch

nicht erreicht und Wein kann zwischen Flaschenhals und Korken auslaufen. Das

Auftreten eines Korkgeschmacks hingegen ist nicht mit Fehlern bei der Abfüllung,

sondern mit der Kontamination durch Korkinhaltsstoffe verbunden. Selbst ein hoher

finanzieller Aufwand bei der Auswahl der Naturkorken kann den Korkton nicht

hundertprozentig ausschließen, da durch die optischen Auswahlverfahren nach

denen die Korken in Qualitätsstufen eingeteilt werden sensorische Mängel nicht

erkannt werden.

Trotz der genannten Probleme zieht die Mehrheit der Verbraucher Korken den

alternativen Flaschenverschlüssen (Schraubverschluß, Kunststoffstopfen) vor. In

einer 1996 durchgeführten Umfrage des Instituts für Demoskopie Allensbach gaben

88 % aller befragten Personen an, den Korken als Flaschenverschluß zu

bevorzugen. Bei Weinen im gehobenen Preissegment (über 10.- DM) sind sogar 97

% aller Weine mit einem Naturkorken verschlossen [2].

Für die Erzeugerländer spielt die Produktion von Naturkorken eine wirtschaftliche

Rolle, da mit deren Herstellung ein große Zahl von Arbeitsplätzen verbunden sind.

Für Portugal ist dies von immenser wirtschaftlicher Bedeutung, da der Korken 30 %

des Warenwertes aller portugiesischen Exporte bestreitet [94].

Eine Ökobilanz, die die Herstellung des Naturkorkens im Vergleich zum

Schraubverschluß untersuchte, zeigte für den Naturkorken einen wesentlich

geringeren Energieverbrauch. Auch werden weniger nicht-nachwachsende

Rohstoffe benötigt, es fällt weniger Abfall an und es werden weniger Treibhausgase

produziert [108].

1.2 Die Naturkorkenproduktion

Die Korkeiche (Quercus suber L.) wächst vor allem in Portugal und Spanien, wo ca.

80 bis 90 % der weltweit etwa 11 Milliarden Korken pro Jahr hergestellt werden. Die

größten Anbauflächen befinden sich im Süden Portugals, im Alentejo-Gebiet. Erst 15

bis 20 Jahre nach der Pflanzung findet die erste Ernte statt („virgem“). Nach

weiteren neun bis zehn Jahren erfolgt die zweite Ernte („secundeira“). Beide Ernten

sind jedoch aufgrund der unregelmäßigen Struktur des Korkholzes für die

Naturkorkenproduktion ungeeignet. Erst das ab der dritten Ernte gewonnene Holz

(„amadia“) besitzt eine gleichmäßige Struktur durch regelmäßig und parallel

gewachsene Jahresringe. Ab diesem Zeitpunkt kann in regelmäßigen Intervallen von

neun bis zehn Jahren die vier bis sechs Zentimeter dicke Rinde geschält werden

[63]. Je nach Witterungsverlauf findet die Ernte in einem Zeitraum von Mitte Mai bis

Ende August statt. Durch eine anschließende Lagerung im Freien für etwa sechs bis

zwölf Monate soll das Korkholz durch Witterungseinflüsse einen Teil der in ihm

befindlichen Gerbstoffe verlieren. Nach dieser Lagerung werden die zu Ballen

gebündelten Korkplatten gekocht. Dabei ändert sich die Zellwandstruktur, verbunden

mit einer Zunahme der Elastizität und des Volumens. Nur so bearbeitetes

Korkmaterial kann zum Abdichten von Weinflaschen benutzt werden. Das

Eigengewicht der Korkballen führt zu einem Abflachen der Platten während des

Kochens und zusätzlich wird dabei ein großer Teil der Gerbstoffe herausgelöst. Die

Größe der Ballen verhindert eine gleichmäßige Verteilung der Feuchtigkeit über alle

Platten. Um dies zu erreichen, werden die Platten vor der Weiterverarbeitung

zwischen zwei Wochen und mehreren Monaten gelagert. Traditionell erfolgt dies bei

vielen Betrieben in nicht klimatisierten Räumen oder unter Plastikfolien, was zwar zu

einer gleichmäßigen Verteilung der Feuchtigkeit, aber auch zu einer

Verschimmelung der Platten führt. Der Grad der Verschimmelung war für viele

traditionell arbeitende Betriebe ein Maß für den Zeitpunkt der Weiterverarbeitung

der Platten. Moderne Unternehmen lagern die Platten in gut durchlüfteten Räumen

um die Verschimmelung zu verhindern oder zumindest zu reduzieren und bestimmen

die Feuchtigkeit im Inneren mit Meßgeräten. Im nächsten Schritt der Produktion

werden die Platten entsprechend der Länge der späteren Korken in Streifen

geschnitten und die Korken parallel zur Längsachse des Baumes ausgestanzt. So

verlaufen die Lentizellen im rechten Winkel zur Längsrichtung des Korkens und

damit zum Flaschenhals bei der späteren Füllung. Anschließend werden die Korken

hinsichtlich der Länge und des Durchmessers auf die gewünschten Maße

geschliffen. Der nachfolgende Bleichvorgang erfolgte in früheren Jahren mit

chlorhaltigen Mitteln wie Calcium-hypochlorit-chlorid oder Natriumhypochlorit mit

einer anschließenden Neutralisation durch Oxalsäure. In jüngster Zeit hat sich das

Bleichen mit Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure bei fortschrittlichen Betrieben

durchgesetzt. Bei diesem Verfahren wird mit einer Zitronensäurelösung neutralisiert.

Nach einem Waschvorgang werden die Korken geschleudert und in Klimakammern

auf eine Restfeuchte von 4 - 8 % eingestellt. Die fertigen Rohkorken werden

elektronisch vorsortiert und von Hand in die verschiedenen Qualitätsstufen

eingeteilt.

Die Veredlung der Rohware erfolgt bei den in Deutschland vertriebenen

Flaschenkorken zumeist bei deutschen Firmen. Nach dem Entstauben und

Bedrucken werden die Korken versiegelt (Butadien-, Kautschuk- oder Acryl-

Polymere), mit einem Gleitmittel versehen (Paraffine, Silikone) und in einer

Schwefeldioxidatmosphäre verpackt [51].

1.3 Korkmikroorganismen

Vom Korken ausgelöste Fehltöne im Wein sind in erster Linie den

Stoffwechselaktivitäten von Mikroorganismen zuzuschreiben [86]. Dabei entstehen

die Verbindungen, die den Korkgeschmack verursachen.

1.3.1 Myzelbildende Pilze

Bei der Produktion von Flaschenkorken entsteht Staub, der große Mengen an

Pilzsporen der Gattungen Penicillium, Monilia, Mucor, Rhizopus, Aspergillus und

Trichoderma aufweist [8] [18] [27] [35] [60] [87].

Bereits 1900 führte Mathieu [97] schimmelige und modrige Fehltöne im Wein auf

„Ausscheidungen“ von Schimmelpilzen der Gattung Penicillium zurück, die er in den

Lentizellen nachweisen konnte. Penicillium glaucum auf dem Korken wurde für den

„Stopfengeschmack“ verantwortlich gemacht [131]. Auch Aspergillus niger wurde auf

Korkmaterial identifiziert und als Verursacher des Korkgeschmacks ausgemacht

[160]. Daneben wurde eine sensorische Veränderung des Weinaromas beobachtet,

die an Tonerde erinnert und von Metaboliten verschiedener Pilze verursacht wurde

[138]. Auch muffig-pilzige Geruchseindrücke konnten in Weinen aufgrund von mit

Pilzen kontaminierten Korken und Sektkorken festgestellt werden [95, 103, 104].

Nach Schaeffer [130] erzeugte bereits der einfache Kontakt von Pilzen der

Gattungen Penicillium multicor, Penicillium frequetans und Penicillium asymetrica

velutina einen fauligen Geschmack im Wein. Ein korkähnlicher Muffton konnte von

dem aus Korkmaterial isolierten Schimmelpilz Penicillium roquefortii sowohl auf

Korkholz, als auch in Korkholz enthaltenden Medien erzeugt werden [67]. Auch

Aspergillus versicolor vermochte dies auf zuvor sterilisiertem Korkmaterial [87].

1.3.2 Bakterien und Hefen

Über die Belastung von Korkmaterial mit Hefen und Bakterien wurden in der

Literatur unterschiedliche Angaben gemacht. Dies ist auf die Schwierigkeiten bei

deren Isolation zurückzuführen. So konnten bei einigen Untersuchungen gar keine

[50], bei anderen nur selten [18, 87] Hefen auf Korkmaterial nachgewiesen werden.

Aus der Luft portugiesischer Korkfirmen konnten ebenfalls sehr selten Hefen isoliert

werden [84]. Bakterien wurden dagegen regelmäßig auf Korkmaterial nachgewiesen

[20, 26], was sich in negativen sensorischen Veränderungen der entsprechenden

Weine bemerkbar machte. Die Mikroorganismen wurden aus den Lentizellen isoliert

und führten zu Geruchseindrücken, die als „leicht verdorben“, „undefinierbar“,

„Korkton“, bis hin zu „komplett verdorben“ beschrieben wurden. Die Autoren

inokulierten steriles Korkmaterial mit Hefen der Gattungen Rhodotorula und Candida

und konnten nach einer Zugabe von Wein Gerüche nach Bouillon und Ethylacetat

feststellen. Bei der Isolierung von Bakterien aus Korkmaterial konnte Grossmann

[60] feststellen, daß diese in Reinkultur Geruchsnoten produzierten, die von

angenehm aromatisch bis zu muffig reichten.

1.4 Muffige Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen

Pilze der Gattung Penicillium produzieren in einer Vielzahl von Medien 1-Octen-3-on

(1) und 1-Octen-3-ol (2) [81]. Diese Verbindungen besitzen einen charakteristischen

Geruch nach Pilzen und sind als Geruchskomponenten in einer Vielzahl von Pilzen

nachgewiesen [52].

O OH

(1) (2)

Auch Schimmelpilze, wie Aspergillus flavus, können diese Verbindungen auf

feuchtem Weizenmehl produzieren [80]. Nach Wilkins können dies auch

verschiedene Penicillium Spezies auf Gerste [168]. In Wasser-Kork-Medien konnten

neben 1-Octen-3-ol auch Veratrol (1,2-Dimethoxybenzol) (3) mit holzig/muffigem

Geruchseindruck und Guaiacol (2-Methoxyphenol) (4), das sensorisch einen

rauchigen Geruchseindruck auslöst, als Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen

nachgewiesen werden [83]. Das Guaiacol liefert nach der Ansicht einiger Autoren

einen Beitrag zum Korkgeschmack [87, 141].

OMe

OMe OMe

OH

(3) (4)

Sesquiterpene konnten auf von Penicillium roquefortii befallenem Korkholz mit

muffigen Geruchseindrücken identifiziert werden [67]. Diese Verbindungen wurden

in Roquefortkäse [52] und in teilsynthetischen Medien identifiziert [24].

Geosmin [98] (5) und 2-Methylisoborneol [57] (6) sind zwei Stoffwechselprodukte

von Actinomyceten und für den muffigen-erdigen Geruch von Trinkwasser und

Boden verantwortlich. Auch Cyanobakterien [73] und Streptomyces griseus [14]

synthetisieren diese Verbindungen. Sowohl Geosmin, als auch 2-Methylisoborneol

konnten auch in Korkmaterial nachgewiesen werden [83].

CH3

CH3

OH CH3

OHCH3

CH3CH3

(5) (6)

In verschiedenen Sparten der Lebensmittelindustrie wurden seit den sechziger

Jahren muffige, modrige und schimmelige Fehltöne beobachtet. Das Auftreten

dieser Fehltöne korrelierte mit einer verstärkten Anwendung von chlororganischen

Pflanzenschutzmitteln. So wurde von Engel [41] 2,3,4,6-Tetrachloranisol (TeCA) (7)

in Hühnereiern und Hühnerfleisch identifiziert, was die Autoren auf die Verwendung

von mit Holzschutzmitteln belasteten Sägespänen zurückführten. Diese Holzspäne

wurden von den Hühnern mit dem Futter aufgenommen. Bei der Untersuchung von

Sägespänen in Hühnerfarmen konnte 2,3,4,6-Tetrachlophenol (TeCP) (8) und

Pentachlorphenol (PCP) (9) nachgewiesen werden [32]. Diese Sägespäne wiesen

Pilze der Gattungen Penicillium, Aspergillus sydowi und Scopulariopsis brevicaulis

auf. In Reinkultur produzierten diese Pilze durch Biomethylierung (Bio-Meth.) die

Anisole aus den jeweiligen Phenolen.

OMe

Cl

Cl

Cl

Cl Cl

Cl

Cl

Cl

OH

Cl

Cl

Cl

Cl

OH

Cl

(7) (8) (9)

Abb. 1.1 Mikrobiologische Bildungswege von 2,4,6-TCA

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

(11) (12)

Cl

Cl

Cl Cl Cl

Cl

Cl

Cl

OH

(13) (9)

Cl Cl

Cl

OH

Cl Cl

Cl

Cl

Cl

OMe

(14) (10)

Cl Cl

Cl

OMe

(15)

Dehydr.hal.

Red.Dehal.

Bio-Meth.

Bio-Meth. Red.Dehal.

Red.Dehal.

Hydr.

1.Red.Dehal.2.Hydr.

Auch verschiedene Bakterien können Natriumpentachlorphenolat (NaPCP) auf

Kulturmedien zu TeCA und Pentachloranisol (PCA) (10) abbauen [128]. In einer

Untersuchung über die Abbaumechanismen wurde gezeigt, daß von

Mikroorganismen aus Hexachlorcyclohexan (Lindan) (11) und Hexachlorbenzol (12)

durch reduktive Dehalogenierung (Red.Dehal.) und Hydroxylierung (Hydr.)

Chlorphenole und Chloranisole synthetisiert werden können [93]. Durch

Dehydrohalogenierung (Dehydr.hal.) von Hexachlorcyclohexan beziehungsweise

reduktive Dehalogenierung von Hexachlorbenzol entsteht 1,3,5-Trichlorbenzol (13).

Dieses kann durch Hydroxylierung zu 2,4,6-Trichlorphenol (2,4,6-TCP) (14)

umgesetzt werden [10].

In Austern konnten verschiedene Chlorphenole, Chloranisole und 2,4,6-

Tribromanisol nachgewiesen werden [102]. Für den muffigen Geruch von Reis

wurden mit Chloranisolen kontaminierte Jutesäcke verantwortlich gemacht [92, 166].

Die gleichen Verbindungen konnten auch in Fasermaterialien und den darin

verpackten Früchten identifiziert werden [167].

Von 31 untersuchten Pilzen, die aus Jute- und Papiersäcken, sowie aus

fasermaterialhaltigen Kartons isoliert wurden, besaßen 17 die Fähigkeit 2,4,6-

Trichlorphenol (2,4,6-TCP) (14) zu 2,4,6-Trichloranisol (2,4,6-TCA) (15) zu

methylieren [153]. Auch aus Wasser mit einem muffigen Fehlton konnten Pilze mit

der Fähigkeit zu dieser Methylierung isoliert werden [107].

In Abb. 1.1 sind die mikrobiologischen Wege, die zur Bildung von 2,4,6-TCA führen

können, aufgezeigt.

1.5 Chlororganische Verbindungen in Korkmaterial und Wein

In Wein konnte 1981 2,4,6-TCA als eine wichtige Komponente des Korkfehltons

nachgewiesen werden [149]. Daneben wurden auch Dichloranisole identifiziert,

deren Entstehung in der Chlorbleichung der Korken zu suchen ist. Durch die

Bleichung mit Hypochlorit wird das im Kork enthaltene Lignin chloriert und

anschließend werden daraus die chlorierten Phenole abgespalten [150]. Diese

Theorie wird dadurch bestätigt, daß in allen mit Hypochlorit gebleichten Korkproben

2,4,6-TCP nachgewiesen werden konnte [144]. Die Chlorphenole werden durch die

Stoffwechselaktivitäten von Mikroorganismen zu den entsprechenden Anisolen

methyliert [150]. PCP und verschiedene Chloranisole konnten bei anderen

Untersuchungen in allen untersuchten Korkproben nachgewiesen werden [30, 124].

Dabei zeigten die äußeren Rindenbereiche die höchsten Anisolgehalte [72]. Auch

Sponholz und Muno kamen zu diesem Ergebnis, was auf den mikrobiellen Abbau

von PCP zu den Anisolen auf der Korkrinde zurückzuführen sei [144]. PCP, 2,3,4,6-

TeCA, 2,4,6-TCP und die entsprechenden Anisole konnten von Bertrand [15] in allen

untersuchten Korkproben festgestellt werden. Die Autoren wiesen Holzpaletten als

Verursacher aus, da sie in diesen Paletten die gleichen Substanzen nachweisen

konnten. In Korken von reklamierten Weinflaschen konnten 2,4- und 2,6-

Dichloranisol (16, 17), 2,4,6-TCA, 2,3,4,6-TeCA und PCA quantifiziert werden [116].

OMe

Cl

Cl

OMe

ClCl

(16) (17)

Tanner [149] fand neben den chlorierten Anisolen auch Mono-, Di- und

Trichlorphenol, Mono- (18) und Dichlorguaiacol, Trichlordimethoxybenzol und

Chlornaphtol in muffig riechenden Korkstopfen. Bei der Chlor-Bleichung von

Papierbrei konnte die Bildung von Chlorlignin nachgewiesen werden, wobei das

Chlorlignin anschließend durch Bakterien zu den Chlorguaiacolen abgebaut werden

kann [42]. Wegen der chemisch ähnlichen Struktur ist dieser Vorgang auch bei der

Chlorbleichung von Korken denkbar. So konnte neben den schon genannten

Substanzen auch 4,5-Dichlorguaiacol (19), 3,4,5-Trichlorguaiacol (20) und 6-

Chlorvanillin (21) in Korkmaterial identifiziert werden, was auf die Chlorbleichung der

Korken zurückzuführen ist [83].

OH

OMe

Cl

OH

OMe

Cl

Cl

OH

OMe

Cl

Cl Cl

(18) (19) (20)

OH

OMe

Cl

CHO

(21)

Ein Verzicht auf die Chlorbleichung verhindert jedoch nicht das Auftreten von

Korktönen in Weinen. Auch garantiert chlorfrei gebleichte Korken können zu einem

Korkton auf der Flasche führen [36]. Die Anwesenheit von chlorierten Phenolen und

Anisolen in Korkmaterial kann auch noch andere Gründe als die oben genannten

haben. So konnte gezeigt werden, daß auch das zur Waschung und zum Kochen

der Korkplatten verwendete Wasser mit diesen Substanzen belastet sein kann [36].

Die Waschwässer in Portugal und Spanien sind aus hygienischen Gründen zum Teil

extrem gechlort. Dadurch können aromatische Verbindungen chloriert werden [71]

Einige der chlorierten Verbindungen im Wasser sind auf die Haloform-Reaktion

zurückzuführen [13, 109, 127].

Neben dem typischen Korkgeschmack gibt es noch den sogenannten Leimton, der

nur bei Agglomerat- oder Preßkorken auftritt. Er wird durch den Übergang von

Kleberbestandteilen in den Wein ausgelöst. Dieser Fehler äußert sich in einer

chemischen, papierähnlichen Note im Wein und kann sensorisch leicht vom

typischen Korkgeschmack unterschieden werden. Als einen Verursacher konnte

Diekmann [36] 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin (22) ausmachen, wobei aufgrund der

Vielzahl der verwendeten Kleber noch andere Verbindungen als Fehlerquellen in

Frage kommen. Der Leimton kann nur durch die Verwendung besserer Kleber

verhindert werden.

(22)

1.6 Sensorische Bedeutung der potentiellen Auslöser des Korktons im

Wein

Alle für den Korkgeschmack in Frage kommenden Verbindungen werden erst ab

einer bestimmten Konzentration im Wein wahrgenommen. Diese Konzentration

nennt man den sensorischen Schwellenwert. Nur wenn dieser Wert überschritten

wird tritt ein geruchlicher Reiz, hier ein Fehlton, auf. Daher muß immer das

Verhältnis von Konzentration zu Schwellenwert und nicht nur die Konzentration

allein beachtet werden. Bei der Angabe von sensorischen Schwellenwerten ist zu

beachten, daß jede Substanz in unterschiedlichen Matrices auch unterschiedliche

Schwellenwerte besitzt. So lassen sich die unterschiedlichen Schwellenwerte der

Substanzen in Tab. 1.1 teilweise durch die Bestimmung in Wasser oder in Wein

erklären.

Die Unterschiede in den sensorischen Geruchsschwellenwerten einer Substanz in

der gleichen Matrix bei unterschiedlichen Untersuchungen kann auf die Verwendung

unterschiedlicher Weine zurückgeführt werden.

Auch der Faktor Mensch spielt eine große Rolle, da verschiedene Personen stark in

ihrer sensorischen Wahrnehmungsschärfe schwanken können.

Tab. 1.1 : Sensorische Geruchsschwellenwerte [ng/L] der potentiellen, für den

Korkton in der Literatur seit 1981 aufgeführten chemischen

Verbindungen

Verbindung Matrix Sensorischer

Schwellenwert [ng/L]

Literatur

2,4,6-TCA Wein 10 [149]

Wein 4 [3]

Wasser 0,004 [31]

Wasser 0,00003 [85]

2,3,6-TCA Wasser 0,00004 [31]

Wasser 7 [61]

2,3,4,6-TeCA Wasser 0,004 [31]

Wein 25 [85]

PCA Wasser 4 [31]

Geosmin Wasser 10 [73]

Wein 25 [3]

2-MIB Wasser 29 [73]

Wasser 100 [81]

Wein 30 [3]

1-Octen-3-ol Wasser 10 000 [81]

Wein 20 000 [3]

1.7 Instrumentelle Analytik der potentiellen Auslöser des Korktons

Bisher kamen zur Analyse der im Wein den Korkton auslösenden Verbindungen nur

sehr zeit- und arbeitsintensive Methoden zum Einsatz. Bei flüssig-flüssig-

Extraktionen wird der Wein mit einem kleinen Volumina eines oder mehrerer

Lösungsmittel extrahiert, die organische Phase abgetrennt und am Gasstrom

eingeengt [38, 43]. Der so gewonnene Extrakt wird direkt in den

Gaschromatographen injiziert, wobei die Quantifizierung über einen internen

Standard erfolgt [116]. Die Festphasen-Extraktion bedient sich der selektiven

Adsorption des Analyten an eine stationäre Phase. Zur Desorption werden die

Analyten mit Lösungsmitteln von der stationären Phase eluiert. Die weitere Analyse

erfolgt wie bei der flüssig-flüssig-Extraktion. Bei diesen Methoden muß mit

umwelttoxikologisch bedenklichen Lösungsmitteln, wie halogenierten Alkanen

gearbeitet werden, deren Einsatz in zunehmendem Maße verboten wird und deren

Entsorgung Probleme bereitet [38, 45]. In jüngster Zeit kamen bei der Analyse von

Korkmaterial auch lösungsmittelfreie Methoden zum Einsatz, wie zum Beispiel die

direkte thermische Desorption von 2,4,6-TCA aus dem Probenmaterial mittels eines

speziellen Injektors [70] oder eine dynamische Headspace-Methode mit

anschließender Cryo-Fokussierung [36]. Beide Methoden eignen sich jedoch nicht

zur Analyse von Wein und können nicht oder nur sehr kostenintensiv automatisiert

werden.

1.8 Technische Lösungsansätze zur Behebung der Problematik

Korkgeschmack

Um eine Lösung für das Problem Korkgeschmack zu finden, wurden in der

Vergangenheit verschiedene Lösungsansätze gesucht. Seit nachgewiesen wurde,

daß 2,4,6-TCA in erster Linie auf mikrobiologischen Wege während der Produktion

entsteht, wurden Mittel und Wege gesucht, diese Mikroorganismenaktivitäten zu

bestimmen und/oder auszuschalten.

Bei jeder Untersuchung steht die Bestimmung der mikrobiologischen Aktivität an

erster Stelle. Ein Schwachpunkt der klassischen Kulturplattenverfahren ist die

fehlende Übertragbarkeit auf die im Korken tatsächlich vorliegenden Verhältnisse.

Erstens ist das Nahrungsangebot für Mikroorganismen auf einer Korkplatte

wesentlich geringer und zweitens ist die Bestimmung der Anzahl der

Mikroorganismen nach der Inokulierung der Kulturplatten nicht auf die tatsächlichen

Verhältnisse übertragbar. Nach einem für Bodenmikroorganismen entwickelten

Verfahren [1] konnte eine Methode entwickelt werden [36], die es gestattet, die

tatsächliche Aktivität der Mikroorganismen in Korkmaterial zu bestimmen. Bei der

Methode bedient man sich der Fähigkeit nahezu aller Mikroorganismen,

Dimethylsulfoxid (DMSO) in Dimethylsulfid (DMS) umzuwandeln. Während DMSO in

Wasser gut löslich und damit schwerflüchtig ist, löst sich DMS nicht in Wasser und

kann wegen seiner hohen Flüchtigkeit gaschromatographisch quantifiziert werden.

Mit dieser Methode kann die Aktivität der Mikroorganismen auf Korkmaterial genau

bestimmt werden.

Als eine Möglichkeit zur Sterilisierung wurde die Behandlung der Korken mit

Schwefeldioxid angedacht. Es konnte aber bereits 1958 gezeigt werden, daß das

SO2 nicht das Wachstum von Hefen auf Korken verhindern kann [55]. Auch bei

Pilzen der Gattung Trichoderma, sowie bei Bakterien konnte die Behandlung mit

Schwefeldioxid nicht effektiv zur Sterilisation eingesetzt werden [33]. Eine neuere

Untersuchung [144] kam zu dem Ergebnis, daß Schwefeldioxid auf Pilze und Hefen

nicht sterilisierend, sondern nur vermindernd wirkt. Auf Bakterien wirkte sich in

dieser Untersuchung die Sterilisation mit Schwefeldioxid nicht vermindernd aus.

Eine Autoklavierung [25] von Korkmaterial senkt die Belastung mit Mikroorganismen

zwar deutlich ab, läßt sich jedoch nur schwierig in den Produktionsprozeß bei der

Herstellung von Naturkorken integrieren. Die physikalischen und chemischen

Eigenschaften des Korkens werden dabei nicht negativ beeinflußt [126].

Bei einer Gammabestrahlung [18, 171] wird zwar die mikrobiologische Belastung

reduziert, aber die Korken sind durch die hohe Strahlenbelastung aufgrund von

Verformungen nicht mehr zum Verschließen von Weinflaschen geeignet.

Eine aktuelle Methode ist der Einsatz eines Suberase genannten Enzyms, das durch

seine Phenoloxidase-Aktivität die Umsetzung von 2,4,6-Trichlorphenol zu 2,4,6-TCA

verhindern soll [54]. Dabei oxidiert nach Herstellerangaben das Enzym die im

Korken vorhandenen Phenole zu Chinonen. Neben dem hohen finanziellen Aufwand

sind mit der Methode auch noch weitere Nachteile verbunden. Bereits im Korken

vorhandenes 2,4,6-TCA kann auf diesem Weg nicht entfernt werden und zudem

macht der Hersteller keine Angaben über die nachträgliche Entfernung des Enzyms

aus den Korken. Dies könnte aber zu nachfolgenden Problemen bei der Lagerung

solcher Korken auf dem Wein führen, da noch aktives Enzym auch weineigene

Phenole oxidieren könnte.

Problematisch ist auch bei all diesen Verfahren, daß sie erst im Anschluß an die

Produktion durchgeführt werden. Jäger und Diekmann, die die Stoffwechselaktivität

der Mikroorganismen in jedem einzelnen Schritt der Produktion von Naturkorken und

Sektkorken untersuchten, bestimmten die Stellen im Produktionsverlauf, bei denen

ein sprunghafter Anstieg der DMS-Produktion, das heißt der Stoffwechselaktivität

festzustellen war [76]. Dies war immer dann der Fall, wenn sich die

Lebensbedingungen für Mikroorganismen durch einen erhöhten Feuchtigkeitsgehalt

des Korkmaterials und hohe Außentemperaturen verbesserten. An diesen Punkten

konnte auch ein Anstieg der Konzentration von 2,4,6-TCA gemessen werden. Daher

wurde das Korkmaterial an diesen Produktionschritten mit Mikrowellen bestrahlt, um

die mikrobielle Stoffwechselaktivität zu verhindern [75]. Es konnte gezeigt werden,

daß auf diese Weise produzierte Korken nicht mit 2,4,6-TCA, der dominierenden

Komponente des Korkgeschmacks, belastet waren. Das neue Verfahren eignet sich

auch zur Reduzierung der 2,4,6-TCA-Konzentration in fertigen Rohkorken. Die

Behandlung muß dabei jedoch vor der Bleichung stattfinden, eine Maßnahme, die

aus finanziellen Gründen im Erzeugerland stattfinden muß. Die Erprobung der

neuen Technik im Produktionsmaßstab wird zeigen, ob die vielversprechenden

Versuchsergebnisse bestätigt werden können.

Somit muß eine Verbesserung der Korkqualität in jedem Fall bereits vor der

Versendung nach Deutschland oder in andere weinbautreibende Länder stattfinden.

Dort kann und muß aber, auch nach der Etablierung einwandfreier

Produktionstechniken, eine lückenlose Qualitätskontrolle stattfinden [174]. Auf

diesem Weg könnten die meisten der auf der Flasche auftretenden

Geschmacksfehler vermieden werden.

2 Problemstellung

In der hier vorliegenden Arbeit sollten die kinetischen Prozesse beim Übergang von

Korkinhaltsstoffen in den Wein bestimmt werden.

Die Entwicklung einer neuen, schnellen, automatisierbaren und wenn möglich auch

lösungsmittelfreien instrumentell-analytischen Methode zur Quantifizierung der für

den Korkton verantwortlichen Substanzen in Wein und Korkmaterial stand im

Vordergrund des ersten Abschnitts der Arbeit.

Ein möglichst breit angelegtes Screening sollte das Auftreten der für den Korkton

verantwortlichen Verbindungen in der Praxis dokumentieren. Neben den im FB

Kellerwirtschaft der SLFA Neustadt wegen Korkgeschmack angelieferten Flaschen

sollten Proben des Weinbauamtes Neustadt untersucht werden, um einen Überblick

über die tatsächlichen Ausmaße des Problems Korkton in der weinwirtschaftlichen

Praxis zu erhalten.

Da der Korkgeschmack ein sensorisches Problem ist, sollten die sensorischen

Schwellenwerte der für den Korkgeschmack in Frage kommenden Substanzen

verglichen und deren Matrixabhängigkeit untersucht werden.

Ein weiteres, oft beobachtetes Phänomen ist die unterschiedliche sensorische

Ausprägung von Weinen einer Füllung, die mit Korken der gleichen Charge

verschlossen waren. Problematisch für den abfüllenden Betrieb und den

Verbraucher gleichermaßen ist bei dieser Erscheinung vor allem, daß diese

Veränderung zumeist nur bei dem direkten Vergleich mit anderen Flaschen der

gleichen Füllung bemerkt wird. Da der Korken die einzige Variable ist, in der sich die

verschiedenen Flaschen unterscheiden, liegt die Vermutung nahe, daß er diese

Veränderungen bewirkt. Deshalb sollte auch der Einfluß des Naturkorkens auf die

gesamte sensorische Wahrnehmung des Weines bestimmt werden.

Der zentrale Abschnitt der Arbeit bestand in der Ermittlung der kinetischen Prozesse

beim Übergang von Korkinhaltsstoffen aus dem Korken in den Wein. Um eine solche

kinetische Studie durchführen zu können, mußte die Anfangskonzentration der den

Korkton verursachenden Substanzen im Korken bekannt sein. Daher sollte in einem

ersten Schritt ein Verfahren entwickelt werden, um Naturkorken mit einer genau

definierten Menge an Korkton-Verursachern zu dotieren. Lagerversuche mit

dotierten Naturkorken sollten den Einfluß der Lagerart (liegend oder stehend), der

Lagertemperatur und der Korkqualität auf den Übergang von Korkinhaltsstoffen in

den Wein und damit dem Auftreten von sensorischen Fehlern bestimmen. In gleicher

Weise dotierte Sekt- und 1+1-Korken sollten die kinetischen Prozesse bei diesen

Produkten aufklären.

3 Material und Methoden

3.1 Verwendete Geräte

Zur Trennung der Analyten wurde ein Gaschromatograph der Firma Chrompack,

Modell CP9000 mit Split/Splitless Injektor verwendet. Bei isothermer

Injektortemperatur von 250°C verblieb der Injektor für eine Minute im splitlosen

Modus. Zur Identifizierung und Quantifizierung der Analyten wurde ein

massenselektiver Detektor der Firma Hewlett Packard, Modell MSD 5970 im Single-

Ion-Monitoring (SIM) Modus eingesetzt. Die Ionenquelle wurde bei einer Temperatur

von 250°C betrieben. Die bei einer Fragmentierungsenergie von 70 eV erhaltenen

charakteristischen Massenfragmente für die untersuchten Substanzen enthält Tab.

4.1. Zur Steuerung des GC/MS-Systems wurde die HP-Chem-Station (Version

C.02.00) eingesetzt.

3.2 GC-Säule und Temperaturprogramm

Als Trennsäule wurde eine 0,32 mm dicke und 30 m lange mit Polyethylenglycol

beschichtete HP-Innowax mit 0,5 µm Filmdicke eingesetzt. Das

Temperaturprogramm startete bei 60°C. Diese Temperatur wurde für 3 Minuten

konstant gehalten und der Ofen anschließend mit einer Rate von 5°C pro Minute auf

250°C erhitzt und für eine Minute bei dieser Temperatur belassen. Als Trägergas

wurde Helium mit einem Säulenvordruck von 10 kPa verwendet.

3.3 Qualitative und Quantitative Analyse mit dem massenselektiven

Detektor (MSD)

Zum qualitativen Nachweis von unbekannten Substanzen wurde der

massenselektive Detektor im FULL-SCAN-Modus betrieben. Dabei werden

Totalionenstromchromatogramme aufgenommen und Massenspektren der Analyten

erhalten. Durch den Vergleich mit Bibliotheksspektren können Zuordnungen

getroffen werden. Bei Vorliegen der Reinsubstanz kann außerdem ein Vergleich der

Retentionszeiten eine Identifizierung ermöglichen.

Im Single-Ion-Monitoring-Modus (SIM) des MSD wurden alle quantitativen

Bestimmungen durchgeführt. Vorteile dieser Technik sind eine höhere Selektivität

mit dem massenselektiven Detektor (MSD)

durch die Auswahl charakteristischer Massenfragmente und eine größere

Empfindlichkeit durch die Verlängerung der Meßzeit pro Fragment. So können die

Nachweisgrenzen der Analyten um zwei bis drei Zehnerpotenzen gesenkt werden.

Ein Arbeiten in diesem empfindlichen Modus war auch aufgrund der extrem

niedrigen Konzentrationen (niedriger ppt-Bereich) der untersuchten Substanzen

nötig. Auch bei der Koelution von zwei oder mehreren Verbindungen aufgrund

ähnlicher chromatographischer Eigenschaften können in den meisten Fällen

quantitative Aussagen getroffen werden, wenn sich die betreffenden Analyten in

ihren charakteristischen Massenfragmenten unterscheiden. Die Art der

Quantifizierung unterschied sich bei den verschiedenen Probenmatrices und

Anreicherungsmethoden und wird in den entsprechenden Kapiteln beschrieben.

3.4 Festphasen Mikro Extraktion, engl. Solid Phase Microextraction

(SPME)

Bei der 1989 von Pawliszyn entwickelten SPME-Methode [12] kommen dünne

Fasern zum Einsatz, die mit den gleichen Polymeren wie die stationären Phasen bei

der Kapillar-Gaschromatographie belegt sind. Die zu untersuchenden Analyten

werden dabei nach dem Einbringen in die Probe an dem SPME-Fasermaterial

adsorbiert und anschließend thermisch desorbiert. Somit entfällt das Lösungsmittel,

was sowohl Kontaminationen aus dem Lösungsmittel, als auch Artefaktbildung bei

der Aufkonzentrierung des Lösungsmittelextraktes von vornherein ausschließt.

Dieser Umstand und die schnelle thermische Desorption im Injektor führen zu sehr

niedrigen Nachweisgrenzen. Die SPME-Faser ist in eine Stahlkanüle integriert, aus

der sie aus- und eingefahren werden kann. In der Kanüle besitzt die SPME-Faser

eine ausreichende Stabilität, um durch Gummi-Septen in Probengefässe oder

Injektoren eingebracht werden zu können.

Die SPME-Methode wurde in der Vergangenheit vor allem zur Analytik von

toxikologisch bedenklichen Trinkwasserkontaminanten eingesetzt, etwa den

organischen Verbindungsklassen PAK, PCB, chlorierte KW und leichtflüchtige KW

[6, 12]. Inzwischen dokumentieren eine Reihe von Veröffentlichungen die

Anwendbarkeit der SPME bei anderen Matrices und Analyten [111], [114]. Auch bei

der Analyse von Monoterpenen in Weinen wurden SPME-Fasern eingesetzt [53].

Darüber hinaus konnte die Eignung der SPME für die Analyse einiger

Weinaromastoffe in der Headspace von Silvaner Weinen gezeigt werden [88]. Eine

Ausweitung auf die flüchtigen phenolischen Aromastoffe im Kontext des

Barriquefassausbaus von Weinen gelang Gutzler [64].

3.4.1 SPME-Methodenentwicklung

3.4.1.1 Wein

Die Art der Probenahme ist bei jeder SPME-Methodenentwicklung ein

entscheidender Schritt. Ein Vergleich der Diffusionskoeffizienten von Benzol bei

einem statischen Headspace-System (PDMS-SPME-Faser) zeigt die großen

Unterschiede in den verschiedenen Matrices :

• D(SPME-Faser) = 2.8 x 10 -6 cm²/s [105]

• D(Headspace) = 7.7 x 10 -2 cm²/s [162]

• D(Lösung) = 1.8 x 10 -5 cm²/s [164]

Der Wert für D(SPME-Faser) ist sowohl für die Probenahme aus der Headspace, als auch

direkt aus der Matrix identisch. Somit kommt der Differenz der anderen beiden

Diffusionskoeffizienten die größte Bedeutung zu. Der wesentlich höhere Wert von

D(Headspace) bedeutet, daß sich das Equilibrium in der Headspace deutlich schneller als

in der Lösung einstellt.

Durch die Extraktion von Analyten aus der Headspace wird das Gleichgewicht

zwischen der Probe und der Headspace gestört. Wenn nun die an die SPME-Faser

angelagerte Menge des Analyten groß ist im Vergleich zu der sich insgesamt in der

Headspace befindlichen Menge (Headspace-Kapazität), dann ist die aus der

flüssigen Phase an die Headspace nachzuliefernde Menge des Analyten groß. Das

bedeutet, daß ein großer Anteil der insgesamt an die SPME-Faser angelagerten

Analyten aus der flüssigen Phase stammt. Dieses Nachliefern ist in dem hier

vorliegenden Fall der geschwindigkeitsbestimmende Schritt bei der Probenahme aus

der Headspace, da zwischen D(Headspace) und D(Lösung) ein Faktor von über 1000 liegt

[111].

Das gleiche Ergebnis konnte bei der Untersuchung des Phasentransfers von

flüchtigen Weininhaltsstoffen aus der Matrix in die Headspace beobachtet werden

[46].

Mit der Erhöhung der Headspace-Kapazität (KHSVH) kann die Einstellung des

Equilibriums beschleunigt werden. Diese steht mit der SPME-Faser-Kapazität

(KFSVF) und dem Versuchsfehler E in folgender Beziehung [111]:

KFSVF E=

KHSVH 100

KFS : Verteilungskoeffizient SPME-Faser/ProbeKHS : Verteilungskoeffizient Headspace/ProbeVF : Volumen SPME-FaserVH : Volumen Headspace

Bei einem Versuchsfehler von 5% müßte die Headspace-Kapazität das 20-fache der

SPME-Faser-Kapazität betragen, um eine Einstellung des Equilibriums in wenigen

Minuten zu ermöglichen. Dazu muß der Headspace-Proben-Verteilungskoeffizient,

zum Beispiel über eine Temperaturerhöhung und/oder das Headspacevolumen

erhöht werden. Beides geht aber mit einer Absenkung der Sensitivität einher.

Durch den Zusatz von Salz kann in einigen Fällen die Adsorption an die SPME-

Faser erhöht werden. Eine theoretische Erklärung gibt die Gleichung von Setchenow

für den Verteilungskoeffizienten zwischen der Probe und dem Extrakt bei flüssig-

flüssig-Extraktionen [111]

Kfs = K0e(ksCs) = K0 [ 1 + ksCs + (ksCs)2 + (ksCs)

3 + . . . ]

2! 3!

Dabei ist K0 der Verteilungskoeffizient ohne Salzzusatz, ks eine Konstante und Cs die

Salzkonzentration. Nach der Gleichung kann der Salzeffekt sowohl bei niedrigen, als

auch bei hohen Salzkonzentrationen auftreten. Eine exakte Berechnung auf der

Basis dieser Gleichung ist somit nicht möglich [91].

Agitation, das heißt Rühren der Probe, führt zu erhöhten Adsorptionsraten. Durch

das Rühren wird nicht nur die Probe selbst, sondern auch die Headspace verwirbelt,

so daß die Grenzschicht, die zwischen der SPME-Faser und der Headspace

besteht, permanent zerstört wird [111]. Da das Durchdringen der Grenzschicht für

die Analyten mit einem Energieaufwand verbunden ist, senkt das Rühren die

benötigte Energie und steigert auf diese Weise die Adsorptionsrate. Sowohl bei der

Analyse von Koffein direkt aus der Matrix [65], als auch bei der Analyse der

Headspace zur Bestimmung von halogenierten Umweltgiften in verschiedenen

Getränken [110] konnte ein deutlichen Anstieg der Empfindlichkeit bei einer

Agitation der Probe festgestellt werden.

Nach der Theorie sollten die an eine SPME-Faser angelagerten Mengen eines

beliebigen Analyten bei unterschiedlichen Agitationsverhältnissen den in Abb. 3.1

dargestellten Verhältnissen entsprechen [111].

0102030405060708090

100

0 20 40 60 80 100

Zeit [dimensionslos]

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%] a b c

Abb. 3.1 Anlagerung eines beliebigen Analyten an eine SPME-Faser in

Abhängigkeit von der Extraktionszeit in einer Probe bei

unterschiedlichen Agitationsbedingungen : a, perfekte Agitation; b, gute

Agitation; c, schlechte Agitation

Nach Abb. 3.1 sollte bei ausreichend langer Adsorptionszeit die maximale an der

SPME-Faser angelagerte Menge unabhängig von den Agitationsbedingungen sein.

Da die für eine Analyse benötigte Zeit von ausschlaggebender Bedeutung für die

Praxistauglichkeit einer Methode ist, sollte in jedem Fall das Equilibrium so schnell

wie möglich erreicht und damit die Probe so effektiv wie möglich gerührt werden.

Bei einer anderen Technik wird nicht die Probe selbst, sondern die SPME-Faser

vibriert, wobei sich für einige Anwendungen deutliche Empfindlichkeitssteigerungen

ergaben [16]. Zur Durchführung solcher Analysen ist jedoch ein spezieller

Autosampler erforderlich.

Die beste zur Zeit verfügbare Agitationsmethode für SPME-Anwendungen ist die

direkte Ultraschall-Beschallung der Probe. Man erreicht damit bei einigen

Anwendungen eine Verkürzung der Extraktionszeit um den Faktor zehn, und damit

Werte, die sich in der Nähe der theoretischen Grenzen für optimal agitierte Proben

befinden [59]. Nachteilig ist hier die bisher fehlende Automatisierbarkeit.

Verschiedene Analyten besitzen verschiedene Affinitäten zu SPME-Fasern mit

unterschiedlichen Polaritäten [29]. Je nach Molekulargewicht der Beschichtung

schwanken die dielektrischen Konstanten der SPME-Beschichtungen von 2.6 bis 2.8

für die Polydimethylsiloxan- (PDMS) und 2.6 bis 3.6 für die Polyacrylat- (PA) SPME-

Fasern [155]. Damit liegen sie in der Nähe der ε-Werte der üblichen Analyten, zum

Beispiel ε(Toluol) = 2.4 und ε(Essigsäure) = 4.1 [154]. Im Vergleich zum ε-Wert von

Wasser (= 78) sind die ε-Werte der Analyten sehr gering, woraus sich große

Affinitäten gegenüber den SPME-Fasermaterialien und damit hohe Werte für den

Verteilungskoeffizienten K ergeben [154].

Um optimale Ergebnisse zu erzielen, sollten das SPME-Fasermaterial und die zu

untersuchenden Analyten vergleichbare Polaritäten besitzen. Beim Vergleich der

Empfindlichkeiten von PDMS- (unpolar) und PA-SPME-Faser (polar) auf ihre

Eignung zur Analyse von Pestiziden unterschiedlicher Polarität zeigte die unpolare

PDMS-SPME-Faser zur Analyse von Azinphos-methyl (unpolar) sehr gute, für

Ethyl-parathion (polar) dagegen eher schlechte Adsorptionsraten. Bei der PA-

SPME-Faser wurde ein entgegengesetztes Ergebnis erhalten [19]. Auch bei der

Untersuchung von Aromastoffen zeigten sich die entsprechenden Unterschiede in

der Empfindlichkeit bei verschiedenen SPME-Fasermaterialien [170].

Ein Einfluß des pH-Wertes auf den Verteilungskoeffizienten K wird in erster Linie bei

solchen Substanzen gefunden, die sich in Lösungen in unterschiedlichen

Dissoziationsstufen befinden können. Dazu zählen in erster Linie Säuren wie die für

das Weinaroma relevanten geradzahligen unverzweigten Carbonsäuren

(Essigsäure, Butansäure, Hexansäure, Octansäure, Decansäure und

Dodecansäure) aus dem Lipidmetabolismus der Hefen, sowie die Propansäure und

die verzweigten 2-Methylpropan- und 3-Methylbutansäure aus dem

Proteinmetabolismus der Hefen [136]. Der Wert für K bei dissoziierbaren Analyten

wie den hier erwähnten Säuren läßt sich wie folgt beschreiben [111]

K = K0

[H+]

Ka + [H+]

wobei K0 der Verteilungskoeffizient zwischen der Probe und der SPME-Faser bei der

undissoziierten Form ist. Sinkt der pH-Wert, dann liegt ein größerer Teil der Säure in

der nicht-dissoziierten Form vor. Da Säuren nur in dieser Form an die SPME-Faser

adsorbiert werden können, bedeuten tiefere pH-Werte höhere Adsorptionsraten,

wobei zur Erzielung der höchsten Ausbeuten der pH-Wert zwei Einheiten unter dem

pKS-Wert der jeweiligen Säure liegen sollte [170].

Auch bei Terpenalkoholen wurde eine signifikante Steigerung der Adsorption an die

SPME-Faser bei sinkenden pH-Werten festgestellt [53].

Bei der Anwesenheit eines organischen Lösungsmittels in einer wäßrigen Lösung

ändert sich K nach [137]

[P1/2 - P2/2]K = 2.303 KFW exp

KFW : Verteilungskoeffizient in reinem WasserP1 : Polarität für Wasser (10.2)P2 = c Ps + (1 - c) P1

Ps : Polarität des organischen Lösungsmittelsc : Konzentration des organischen Lösungsmittels

Aus der Gleichung kann berechnet werden, daß die Konzentration des gelösten

organischen Lösungsmittels mindestens ein Prozent betragen muß, um einen

signifikanten Einfluß auf K zu nehmen [5].

Bei der Analyse von Terpenen direkt aus methanolhaltigen Matrices wurde ein

drastisches Absinken der Ausbeuten bei einem Anstieg der Methanol-Konzentration

beobachtet [53].

Wenn die Temperatur von Probe und SPME-Faser von der Temperatur T0 zu T

verändert werden, ändert sich der Verteilungskoeffizient K nach [5]

[ -∆H/R (1/T - 1/T0) ]K = K0 exp

K0 : Verteilungskoeffizient bei T0

∆H : Verdampfungsenthalpie des Analyten beim Wechsel von der Probe in dieSPME-Faser

R : Gaskonstante

∆H kann im Temperaturbereich von 10°C bis 90°C, der bei der SPME typischerweise

angewandt wird, als konstant angesehen werden. Wenn K größer als eins ist, besitzt

der Analyt im SPME-Fasermaterial eine geringere potentielle Energie als in der

Probe. Das bedeutet, daß die Anlagerung an die SPME-Faser ein exothermer

Prozeß ist, gleichbedeutend mit ∆H > 0. Daraus folgt nach der obigen Gleichung,

daß eine Temperaturerhöhung K erniedrigt [5]. Für die Extraktion von Benzol aus

der Headspace über einer wäßrigen Lösung mit einer PDMS-SPME-Faser sinkt die

berechnete Ausbeute beim einer Temperaturerhöhung von 25°C auf 90°C um den

Faktor 5 [96]. Somit sollte eine möglichst tiefe Temperatur die Ausbeute an der

SPME-Faser begünstigen.

Im Gegensatz dazu werden durch die Erhöhung der Temperatur die

Molekülbewegungen der Analyten forciert. Dies bewirkt einen Anstieg des

Verteilungskoeffizienten, d.h. der Konzentration in der Gasphase [46].

Optimal ist daher eine Erwärmung der Probe bei gleichzeitigem Kühlen der SPME-

Faser [172], was zu einem starken Anstieg der Ausbeute an der SPME-Faser führt,

aber mit einem hohen technischen Aufwand verbunden ist [117]. Der

Verteilungskoeffizient KT für die kalte SPME-Faser bei gleichzeitiger

Temperaturerhöhung der Probe kann berechnet werden nach [111]

[ Cp/R (∆T/TF + ln (TF/TS)) ]KT = K0 TS/TF exp

TS : Temperatur der HeadspaceTF : Temperatur der SPME-Faser∆T = TS - TF

Cp : Molwärme des Analyten bei konstantem DruckR : GaskonstanteK0 : K wenn SPME-Faser und Headspace die gleiche Temperatur TF besitzen

Aus der obigen Gleichung ergeben sich drei Parameter, die die Größe von KT

beeinflussen : K0, TF und TS. Demnach sollte eine möglichst tiefe Temperatur der

SPME-Faser TF den Verteilungskoeffizienten K0 und damit auch KT erhöhen. Zu

beachten ist dabei, daß eine Temperaturerniedrigung die physikalischen und

chemischen Eigenschaften der SPME-Faser durch die Reduzierung des Transfers

von Analyten in die SPME-Faser beeinflußt. Für Benzol, Toluol, Ethylbenzol und o-

Xylol können nach der obigen Gleichung die KT -Werte bei verschiedenen

Temperaturen TS errechnet werden. Bei TS = 500 K und TF = 300 K ergibt sich ein

KT/K0 -Wert, der sich für die genannten Verbindungen zwischen 14 und 43 bewegt.

Die Kinetik des Extraktionsprozesses bestimmt die Extraktionsgeschwindigkeit,

wobei der Stofftransport eines Analyten aus einer Probe in die SPME-Faser nach

dem zweiten Fick’schen Diffusionsgesetz beschrieben wird

dC/dt = Dd²C/dx²

C : KonzentrationD : Diffusionskoeffizient

In der nachfolgenden Abb. 3.2 ist der theoretische Verlauf der Anlagerung eines

beliebigen Analyten an eine SPME-Faser dargestellt.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

DFt / (b - a)²

n/n ∞

Abb. 3.2 : An einer SPME-Faser adsorbierte Menge eines Analyten bei einer

perfekt gerührten Probe

Dieser logarithmische Verlauf wird auch bei realen Proben gefunden [5]. Zu

welchem Zeitpunkt das Maximum erreicht wird, ist jedoch von den

Versuchsbedingungen abhängig. Der Grund dafür ist zuerst in der Art der

Probenahme zu suchen. Müssen die Analyten mehrere Grenzschichten

durchdringen, um an die SPME-Faser zu gelangen (Probenahme in der Headspace),

dann sind diese Phasenübergänge die geschwindigkeitsbestimmenden Schritte.

Daneben sind die Größe und die Flüchtigkeit des Analyten für die

Adsorptionsgeschwindigkeit bestimmende Faktoren. Außerdem sind Matrixeffekte

von eminenter Bedeutung, da eine bessere Löslichkeit in der Matrix eine schlechtere

Verflüchtigung bedeutet. In jedem Fall kann aber durch eine extrem ausgedehnte

Adsorptionsdauer die Rate nicht über einen bestimmten Maximalwert hinaus

gesteigert werden. Ziel einer jeden SPME-Methodenentwicklung muß es daher sein,

diesen Zeitpunkt zu bestimmen. In vielen Fällen reicht dagegen eine wesentlich

kürzere Adsorptionsperiode aus, da die an der SPME-Faser angelagerte Menge zur

Erzielung einer ausreichenden Empfindlichkeit unter dem Maximalwert liegen kann.

Nach der Extraktion der Analyten aus der Probe findet die Desorption derselben im

Injektor des Gaschromatographen statt. Dabei diffundieren die Analyten aus der

SPME-Faser in den Strom des Trägergases, wobei eine hohe

Trägergasgeschwindigkeit eine rasche Desorption ermöglichen soll. Wie bei der

Adsorption kann eine perfekte Desorption nach dem zweiten Fick’schen Gesetz

berechnet werden, wonach sich ein logarithmischer Abfall der Analyten-

Konzentration in der SPME-Faser mit zunehmender Verweildauer im Injektor

ergeben sollte. Für Analyten mit niedrigem Molekulargewicht beträgt die

Desorptionsdauer bei einer SPME-Faser mit einer 100 µm-Beschichtung und einer

Injektortemperatur von 200°C etwa eine Sekunde [111]. Auch bei höheren

Molekülmassen stellt die vollständige Desorption kein praxisrelevantes Problem dar.

Die Temperatur im Injektor des Gaschromatographen ist nicht über die gesamte

Länge konstant. Die Injektortemperatur steigt zur Mitte hin an, um im unteren

Bereich wieder abzusinken [111]. Optimale Ergebnisse werden dann erzielt, wenn

die SPME-Faser zur Desorption der Analyten in dem mittleren, heißesten Bereich

positioniert wird. Um eine Zerstörung der SPME-Faser zu vermeiden, wird auf ein

Befüllen des Liners mit Glaswolle verzichtet. Der eigentliche Sinn einer solchen

Befüllung ist die Verbesserung der Verdampfung von flüssigen Proben. Bei der

Headspace-Gaschromatographie werden die Peakformen dadurch nicht beeinflußt.

Die normalen Split/Splitless-Injektoren führen zu relativ geringen Flußraten,

gleichbedeutend mit einem langsamen Stofftransport auf die Trennsäule. Dies führt

zu breiten Peaks, da hier aufgrund der möglichst vollständigen Übertragung der

Analyten auf die Säule der Split geschlossen sein muß. Das Problem kann

umgangen werden, indem ein Inlet mit einem kleineren Innendurchmesser benutzt

wird. Im Gegensatz zu der Aufgabe von in Lösungsmittel gelösten Extrakten wird bei

der SPME kein großer Liner benötigt, da hier keine große Lösungsmittelmenge

verdampft werden muß. Auf diese Weise werden die Flußraten deutlich gesteigert

und damit die Peakformen verbessert [139]. Bei den im Injektor vorliegenden

Temperaturen ist der Wert für den Verteilungskoeffizienten KFG (SPME-Faser/Gas)

wesentlich geringer als bei den Adsorptionstemperaturen. Dies kann am Beispiel

des Benzols verdeutlicht werden, wo KFG bei 25°C 300 und bei 250°C nur noch 0,4

beträgt. Bei dieser für die meisten Anwendungen üblichen Injektortemperatur von

250°C kann demnach von einer vollständigen Desorption ausgegangen werden

[111]. Eine Erhöhung der Injektortemperatur über 250°C sollte nach den SPME-

Faser-Herstellerangaben wegen einer dann verkürzten Lebensdauer nicht benutzt

werden [147].

Bei der Entwicklung der SPME-Methode wurde ein 1995’er Riesling Qualitätswein

trocken mit 12 % Vol. Ethanol eingesetzt. Der Wein war mit einem Schraubverschluß

versehen, nie mit einem Korken in Kontakt gekommen und somit frei von den den

Korkton auslösenden Substanzen. Dieser Wein wurde auf eine Konzentration von

10 ng/L 2,4,6-TCA eingestellt, 5 ml in ein 14 ml Gläschen gegeben und mit einem

Teflon-beschichteten Septum verschlossen. Bei der Optimierung wurden folgende

Parameter variiert :

• Direkte oder Headspace-Probenahme

• Salzgehalt der Matrix

• Agitation der Probe

• Temperatur

• pH-Wert des Weines

• Beschichtungsmaterial der SPME-Faser

• Dauer der Adsorption der SPME-Faser in der Probe

• Ethanolgehalt der Probe

• Eintauchtiefe im Injektor des Gaschromatographen

Es sollte außerdem untersucht werden, ob die Kopplung von multipler Headspace

Extraktion mit der SPME (MHE-SPME) auch zur Quantifizierung von den Korkton

auslösenden Substanzen in Wein geeignet ist. Dabei wurde ein Headspacegläschen

mit Wein befüllt und auf eine Konzentration von 10 ng/L 2,4,6-TCA eingestellt. Die

Proben wurden anschließend solange wiederholt mit der SPME extrahiert, bis kein

2,4,6-TCA mehr nachweisbar war.

Zur statistischen Absicherung der Ergebnisse wurden alle Versuche in dreifacher

Wiederholung durchgeführt.

3.4.1.2 Korkmaterial

Bei dem Korkmaterial zur SPME-Methodenentwicklung handelte es sich um

Naturkorken, die von Flaschen stammten, die wegen eines Korktons beanstandet

worden waren. Um Vergleiche zwischen den einzelnen Parametern der

Methodenentwicklung anstellen zu können, wurde homogenisiertes Korkmaterial

verwendet.

Zur Optimierung der Methode wurden zusätzlich zu den in Kapitel 3.4.1.1 erwähnten

die folgenden Parameter variiert :

• Korkgröße des Korkmaterials : In dieser Versuchsreihe wurde ein 36 mm langer

Naturkorken, der von einer wegen Korkgeschmack reklamierten Flasche stammte,

in Scheiben mit 6 mm Kantenlänge zerteilt. Jede der sechs Scheiben wurde mit

einem Messer in sechs gleich große Stücke zerteilt und die Stücke homogenisiert.

Mit Hilfe einer Schneidmühle (Fa. Retsch, Modell SM 2000) wurde ein Teil der

Bruchstücke auf Stücke mit einer Kantenlänge von etwa 2 mm gemahlen. Das

restliche Material wurde mit einer Ultrazentrifugalmühle (Fa. Retsch, Modell Z

1000) nach vorhergehender Versprödung in flüssigem Stickstoff zu Staub

vermahlen. Alle drei Varianten wurden anschließend in Gläschen gefüllt und mit 5

ml entionisiertem Wasser versetzt.

• Eingewogene Menge des Korkmaterials

• Zusatz von Lösungsmitteln unterschiedlicher Polarität

Alle Versuche wurden in dreifacher Wiederholung durchgeführt.

3.5 Der Korkgeschmack in der weinwirtschaftlichen Praxis

3.5.1 Instrumentell-analytische Auftragsuntersuchungen von Wein in der

SLFA Neustadt

Die im Laufe des Jahres 1996 entwickelte SPME-Methode wurde seit April 1997 in

mehreren Auftragsuntersuchungen zur Bestimmung der 2,4,6-TCA-Konzentration

von kommerziellen Weinen eingesetzt. Alle Proben wurden dabei auch sensorisch

unter den in Kapitel 3.6.1.1 beschriebenen Bedingungen untersucht. Auf diese

Weise konnten die instrumentell-analytischen Ergebnisse mit denen aus der

Sensorik verglichen werden. Alle Proben wurden auf die Anwesenheit aller

potentiellen Korkton-Auslöser (Kapitel 1.6) hin mittels GC/MS analysiert. Die dabei

untersuchten Korken entstammten den dazugehörigen Flaschen.

3.5.2 Korkgeschmack bei QbA-Prüfung und Prämierungsveranstaltungen

der Landwirtschaftskammer

Alle als Qualitätsweine bestimmter Anbaugebiete (QbA) vermarkteten deutschen

Weine müssen eine amtliche Prüfnummer erhalten. Neben der Bestimmung der

wichtigsten wein-analytischen Kennzahlen durchlaufen diese Weine auch eine

sensorische Prüfung. Dabei werden die Proben von geschulten Prüfern auf ihre

Typizität in Farbe, Geruch und Geschmack überprüft. Auf einer 5-Punkte fassenden

Qualitätsskala müssen mindestens 1,5 Punkte erreicht werden [156]. Ein Grund, der

zur Ablehnung eines Weines führen kann, ist die Anwesenheit eines

Korkgeschmacks. In solch einem Fall wird von dem Wein eine zweite Probe

angefordert, um den Wein ohne den Korkgeschmack bewerten zu können. Die

amtliche Qualitätsweinprüfung im Anbaugebiet Pfalz wird im Weinbauamt Neustadt

durchgeführt. Im Zeitraum von Oktober 1997 bis Januar 1998 wurden alle wegen

Korkton beanstandeten Weine in 100 ml Flaschen gefüllt und einmal pro Woche zur

instrumentellen Analyse abgeholt. In der SLFA wurden diese Proben anschließend

mit der in Kapitel 4.1 beschriebenen SPME-Methode auf die Anwesenheit von den

Korkton verursachenden Substanzen hin analysiert.

Über die Proben können aus Gründen des Datenschutzes keine näheren Angaben

gemacht werden. Da auf dem Korkbrand (Aufdruck des Korkens) der abfüllende

Betrieb gekennzeichnet ist, konnten diese Korken aus den gleichen Gründen nicht

untersucht werden.

Herausragende Weine von überdurchschnittlicher Qualität werden von den

Landwirtschaftskammern der Bundesrepublik Deutschland auf ihre sensorische

Eigenschaften in einer von der amtlichen Qualitätsweinkontrolle getrennten Prüfung

nach dem gleichen Prüfverfahren bewertet [158]. Erfüllt ein Wein diese gegenüber

der QbA-Prüfung strengeren Qualitätsmaßstäbe, so erhält er je nach Bewertung eine

Prämierung. Die Verkostungen für das Anbaugebiet Pfalz finden im Weinbauamt

Neustadt statt. Weist ein Wein einen Korkton auf, wird eine zweite Flasche geöffnet

und dies auf dem Prüfbogen vermerkt. Nach Absprache mit dem Weinbauamt

konnte eine Durchsicht der Prüfbögen der Jahre 1997 und 1998 erfolgen, um eine

durchschnittliche Befallshäufigkeit angeben zu können.

3.6 Sensorik

3.6.1 Korktonsensorik

3.6.1.1 Auftragsuntersuchungen

Bei den routinemäßig durchgeführten sensorischen Untersuchungen auf

Korkgeschmack wurden von den fraglichen Partien mindestens zwölf Flaschen von

mindestens sieben weinerfahrenen Prüfern des Fachbereichs Kellerwirtschaft der

SLFA Neustadt auf die Anwesenheit eines Korktons verkostet. Die hier aufgeführten

Verkostungen fanden im Zeitraum zwischen April 1996 und Januar 1999 statt. Bei

jeder Verkostung wurden 50 ml der Probe in INAO-Degustationsgläser gefüllt und

um Aromaverluste zu vermeiden mit einem Kunststoffdeckel verschlossen. Alle

Proben wurden bei Raumtemperatur sowohl im olfaktorischen, als auch im

gustatorischen / retronasal-olfaktorischen Modus analysiert. Nur solche Proben, bei

denen sechs der sieben Prüfer einen Korkton feststellen konnten, wurden als

fehlerhaft bezeichnet. Die Weine, die sensorisch einen Korkgeschmack aufwiesen,

wurden anschließend mit der in Kapitel 4.1 beschriebenen SPME-GC/MS-Methode

analysiert.

3.6.1.2 Lagerversuche

Um den Anteil der Weine mit Korkgeschmack zu bestimmen, wurden die Weine des

Lagerversuches von zehn weinerfahrenen Mitarbeitern (drei weiblich und sieben

männlich) der SLFA Neustadt im August 1997 nach den in Kapitel 3.6.1.1 erwähnten

Modalitäten verkostet. Ein Wein wurde nur dann als fehlerhaft bezeichnet, wenn

mindestens acht der zehn Prüfer einen Korkton festgestellt hatten.

3.6.2 Schwellenwertbestimmungen

Zur Bestimmung des sensorischen Schwellenwertes wurde eine Substanz in der

jeweils angegebenen Matrix gelöst und von den Prüfern in einem Duo-Trio-Test

verkostet.

Die DIN-Vorschrift DIN 10 950 legt die Rahmenbedingungen für diese

Dreiecksprüfung fest : „Gleichzeitige Vorlage einer Einzelprobe und eines oder

mehreren Probenpaare, in denen eine Probe identisch mit der Einzelprobe ist. Die

Prüfpersonen haben zu unterscheiden, welche Probe mit der Einzelprobe

übereinstimmt.“

Die Prüfer waren Mitarbeiter der SLFA Neustadt. Unter ihnen befanden sich sowohl

trainierte Weinexperten mit langjähriger Erfahrung, als auch ausgesprochene

Weinlaien.

Alle Prüfer, auch die Weinexperten, wurden in einem vierwöchigen Training mit den

zu untersuchenden Substanzen vertraut gemacht. Um den Einfluß dieses Trainings

zu ermitteln, wurden die sensorischen Schwellenwerte vor und nach diesem Training

ermittelt.

Bei den Bestimmungen des persönlichen Schwellenwertes eines Prüfers wurde der

beschriebene Test in vierfacher Wiederholung durchgeführt. Nur wenn bei

mindestens drei von vier Wiederholungen (75 %) der Prüfer die Substanz richtig

erkannt hatte, war die Bedingung für die jeweilige Konzentration erfüllt [37]. Der

sensorische Schwellenwert wurde damit für jeden Prüfer als die Konzentration

angegeben, bei dem er/sie noch mindestens 75 % richtige Antworten hatte.

Zur Bestimmung des sensorischen Schwellenwertes von einer Substanz in

unterschiedlichen Weinen wurden die einzelnen, persönlichen Ergebnisse über die

Summe aller Weinexperten und aller Weinlaien getrennt gemittelt.

3.6.3 Quantitative Deskriptive Analyse (QDA)

Ziel einer QDA [146] ist es, die Unterschiede verwandter Lebensmittel mit den

menschlichen Sinnesorganen beschreibend und quantitativ zu erfassen und einer

statistischen Auswertung zugänglich zu machen. Zu Beginn jeder QDA werden die

Attribute bestimmt, die die Unterschiede zwischen den einzelnen Proben am besten

beschreiben. Zu jedem Attribut müssen Referenzen zur Standardisierung der Prüfer

erarbeitet werden. Die Prüfpersonen müssen auf die reproduzierbare Bewertung der

Intensität von Proben bezüglich dieser Referenzen trainiert werden. Im eigentlichen

Versuch werden die Varianten in der Intensität bezogen zu den einzelnen

Referenzen verkostet. Bei der Auswahl der geeigneten Attribute für die im Rahmen

dieser Arbeit untersuchten Weine wurde das Weinaromarad herangezogen. Dieses,

ursprünglich von amerikanischen Weinwissenschaftlern [106] entwickelte Hilfsmittel,

wurde in seiner modifizierten, speziell für die Belange der deutschen Weine

konzipierten Form eingesetzt [48].

3.6.3.1 Lagerversuch

In diesem Lagerversuch sollte der Einfluß von verschiedenen Naturkorken auf die

gesamte sensorische Ausprägung eines Weines im Vergleich zum

Schraubverschluß als Kontrolle ermittelt werden.

Das Prüferpanel bestand aus Mitarbeitern der SLFA Neustadt und hatte seine

Fähigkeit zur reproduzierbaren Bewertung in zwei vorhergehenden deskriptiven

Studien unter Beweis gestellt. In einem vierwöchigen Training vor der Verkostung

der Versuchsweine wurde der für den Versuch verwendete 1995’er Riesling Kabinett

trocken von dem Panel verkostet und alle genannten Attribute notiert. Aus diesen

wurden die acht meistgenannten ausgewählt und nach den in Tab. 3.1 aufgeführten

Rezepten die Geruchsreferenzen bereitet.

Tab. 3.1 Rezepte zur Herstellung der Geruchsreferenzen zur Kalibrierung der

Prüfpersonen hinsichtlich Geruchsqualität und Geruchsintensität

Standard Herstellung

Pfirsich 15 ml Pfirsichsaft1 + 85 ml Grundwein2

Maracuja 5 ml Maracujasirup3 + 95 ml GrundweinAnanas 25 ml Saft einer frisch gepreßten Babyananas + 75 ml GrundweinGrapefruit 25 ml frisch gepreßter Grapefruitsaft + 75 ml GrundweinRosenblüte 5 µl Stammlösung4 in 100 ml GrundweinHonig 1/4 Kaffeelöffel Honig5 in 100 ml Grundwein auflösenButter 100 µl einer 0,1 %-igen, ethanolischen Diacetyllösung in 100 ml

Grundweinvegetativ 5 ml grüne Bohnen Lake6 in 95 ml Grundwein1 Granini Pfirsich Nektar (mind. 30% Fruchtsaftgehalt, 2% Zitronensaft)2 1995 Silvaner halbtrocken, Qualitätswein, 10,5 % vol. Alkohol, Bereich

Südliche Weinstraße, Pfalz, Heinrich Lorch GmbH, A.P. Nr. 5 005 038 427 963 Riemerschmid Maracujasirup (mind. 38% Fruchtsaftgehalt)4 Linalool (1,5 g/L), Geraniol (0,2 g/L) und Nerol (0,2 g/L) in Ethanol5 Langnese Bienenhonig, Feine Auslese, goldklar6 Bonduelle grüne Bohnen, fein

Im ersten Trainingsabschnitt mußten die Prüfer die unbeschrifteten

Geruchsreferenzen im olfaktorischen Modus erkennen. Danach wurden aus

mehreren Geruchsreferenzen Mischungen von maximal drei Geruchseindrücken

erstellt, die ebenfalls von den Prüfern herauszufinden waren. Im dritten

Trainingsabschnitt mußten die Referenzen, die in unterschiedlichen Konzentrationen

vorlagen, in eine richtige Reihenfolge gebracht werden. Letzter Abschnitt des

Trainings war eine vollständige QDA, bei der die reproduzierbare Bewertung der

Prüfer kontrolliert wurde.

Bei den Verkostungen der Versuchsvarianten mußten die einzelnen Proben, die

zuvor auf die Abwesenheit eines Korktons sensorisch untersucht worden waren, auf

einer unstrukturierten Skala (10 cm) eines Prüfbogens (Kapitel 8.3) bewertet

werden, wobei die Referenzen die maximale Intensität darstellten. Jeder Prüfer hatte

an jedem der acht Verkostungstermine im August 1997 jeweils sechs Weine zu

bewerten. Es wurden sowohl von den Weinen, als auch von den Geruchsreferenzen

jeweils 30 ml in INAO-Degustationsgläser gefüllt und im olfaktorischen Modus bei

Raumtemperatur verkostet. Alle Weine wurden in zweifacher Wiederholung

bewertet.

3.6.3.2 Sub-threshold-Versuch

In einer zweiten QDA wurde der Einfluß von 2,4,6-TCA in Konzentrationen unterhalb

eines zuvor bestimmten sensorischen Schwellenwertes auf die gesamte sensorische

Wahrnehmung untersucht. Dazu wurde einem 1996’er Silvaner QbA trocken 2,4,6-

TCA in Konzentrationen von 1 ng/L und 3 ng/L zugesetzt und diese Weine

gegenüber unbelasteten Weinen in zweifacher Wiederholung deskriptiv bewertet.

Das Training der Panelmitglieder und die eigentliche Verkostung der

Versuchsvarianten fand nach den unter 3.6.3.1 beschriebenen Bedingungen im

Januar und Februar 1998 statt.

3.7 Varianzanalyse (ANOVA)

Die Varianzanalyse bestimmt die Varianz, das heißt die Summe der

Abweichungsquadrate (SQ), von Faktoren wie den untersuchten Versuchsvarianten

(V), den Prüfern (P) und den Wiederholungen (R) im Verhältnis zur Gesamtvarianz.

Neben den einzelnen Faktoren tragen auch die Wechselwirkungen zwischen den

einzelnen Faktoren (zum Beispiel PxR) zur Gesamtvarianz bei. Die restliche,

ungeklärte Varianz ist der Versuchsfehler (F). Durch die Division von SQ durch den

Freiheitsgrad (FG) erhält man für jeden Faktor und jede Wechselwirkung ein

mittleres Abweichungsquadrat (MQ). Aus den MQ-Werten werden die F-Werte

bestimmt, indem die mittleren Abweichungsquadrate (MQ) jedes Faktors durch die

ungeklärte Varianz im Fehler (MQF) geteilt werden. Für jeden statistisch

signifikanten F-Wert wird ein Signifikanzniveau angegeben. Dabei kennzeichnet *

eine Fehlerwahrscheinlichkeit kleiner 5 %, ** eine kleiner 1 % und *** eine kleiner

0,1 %.

Der ANOVA wurde ein sogenanntes „mixed model“ zugrundegelegt, da die Variablen

Wein und Wiederholung als „fixed“ und die Variable Prüfer als „random“ eingestuft

wurden. Für den Faktor Prüfer bedeutet dies, daß jede Person als eine zufällige

Stichprobe aus einer Grundgesamtheit angesehen wird. Somit können die

Ergebnisse über das spezifische Panel hinaus extrapoliert werden. Die Berechnung

der F-Werte unter den genannten Bedingungen kann Tab. 3.2 entnommen werden.

Tab. 3.2 : Berechnung der F-Werte bei der ANOVA

Variable Freiheits-grad (FG)

Summe derAbweichungs-quadrate

(SQ)

MittleresAbweichungs-quadrat (MQ)

F-Wert

Prüfer(random) FGP SQP MQP =

SQP

FGPFP =

MQP

MQPxW + MQPxR - MQF

Wein(fixed)

FGW SQW MQW

=SQW

FGW

FW = MQW

MQPxW

Wieder-holung(fixed)

FGR SQR MQR =SQR

FGRFR =

MQW

MQPxR

Versuchs-fehler FGF SQF MQF =

SQF

FGF

Die ANOVA wurde mit Hilfe der „proc glm“-Prozedur des PC-SAS (Version 6.12)

Statistikpaketes ausgewertet.

3.8 Migration von 2,4,6-TCA aus dem Naturkorken in den Wein

Ziel der Migrationsversuche war die Bestimmung der kinetischen Prozesse beim

Übergang von 2,4,6-TCA aus dem Naturkorken in den Wein. Dabei sollte die

Konzentrationsabnahme im Naturkorken und die gleichzeitige Zunahme der

Konzentration im Wein bestimmt werden. Eine exakte Bestimmung ist nur dann

möglich, wenn die 2,4,6-TCA-Konzentration im Naturkorken vor dem Verschließen

der Flasche bekannt ist. Die Bestimmung der Belastung eines einzelnen

Naturkorkens mit 2,4,6-TCA beinhaltet aber die Zerstörung dieses Korkens. Man

benötigt demnach eine ganze Korkcharge mit identischer 2,4,6-TCA-Belastung.

Agglomeratkorken erfüllen weitestgehend diese Bedingung [36], da bei ihrer

Herstellung das eingesetzte Korkmaterial kleingemahlen und homogenisiert wird.

Bei der Bestimmung von 2,4,6-TCA in Naturkorken aus einer Charge zeigten sich

jedoch sowohl bei eigenen, als auch bei fremden Untersuchungen große

Inhomogenitäten [152]. Dieses Ergebnis ist mit den Bedingungen bei der Produktion

von Naturkorken zu erklären, da die Korkholzplatten auf verschiedene Chargen

verteilt werden. Eine Charge setzt sich so aus den Naturkorken mehrerer einzelnen

Platten zusammen. Auch eine einzelne, mit 2,4,6-TCA belastete Platte direkt aus

dem Erzeugerland zeigte eine so große Streuung, daß der Versuchsansatz einer

gleichmäßig mit 2,4,6-TCA belasteten Platte verworfen werden mußte.

3.8.1 Dotierung von Naturkorken

Um eine größere Menge von Naturkorken mit gleicher 2,4,6-TCA-Belastung zu

erhalten, sollte aus den im vorigen Kapitel genannten Gründen unbelastetes

Material mit 2,4,6-TCA dotiert werden. Die Methode mußte dabei folgende

Bedingungen erfüllen :

• Die dotierten Korken sollten bezüglich ihrer physikalischen Eigenschaften

unverändert bleiben, das heißt, es mußte ein anschließendes Verschließen von

Weinflaschen möglich sein.

• Die 2,4,6-TCA-Konzentrationen sollten mit denen von realen Proben vergleichbar

sein.

• Das 2,4,6-TCA mußte möglichst gleichmäßig über den gesamten Korken verteilt

sein um die Migration bestimmen zu können.

3.8.2 Lagerversuche

Mit dotierten Naturkorken wurden Weinflaschen nach der Abfüllung auf Wein

gelagert.

Durch den Vergleich von verschiedenen Varianten sollten folgende Einflüsse auf die

Kinetik des Übergangs untersucht werden :

• Einfluß der Lagerungstemperatur durch die Lagerung der Varianten in der

Klimakammer bei 10° und bei 25°C.

• Einfluß der Lagerungsart durch den Vergleich der Kinetik bei liegender mit der bei

stehender Lagerung der Flaschen.

• Bestimmung der Migrationsgeschwindigkeit durch unbelastetes Korkmaterial.

• Migration aus dem Agglomeratkörper durch eine aufgeklebte Naturkorkscheibe

(1+1-Korken).

• Migration aus dem Agglomeratkörper durch zwei aufgeklebte Naturkorkscheiben

(Sektkorken).

• Migrationsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Korkqualität durch den

Vergleich von Korken aus unterschiedlichen Güteklassen („Super“ und

„6.Klasse“).

Zu verschiedenen Zeitpunkten wurden die einzelnen Versuchsvarianten geöffnet

und jeweils drei Flaschen untersucht. Der Wein wurde mit der SPME-Methode auf

die 2,4,6-TCA-Konzentration vermessen und auf die Anwesenheit eines Korktones

sensorisch verkostet, wobei hier sieben erfahrene Weinexperten herangezogen

wurden. Die Korken wurden mit der SPME-GC/MS-Methode analysiert. Die im

Ergebnisteil aufgeführten Daten für Wein und Korken sind jeweils der Mittelwert von

drei Einzelmessungen.

Obwohl bei einer Variante die Kinetik in Sektkorken untersucht wurde, kam aus

Kostengründen kein Sekt, sondern Wein für die Lagerversuche zum Einsatz.

4 Ergebnisse


TCA in Wein

4.1.1 Art der Probenahme

Erster Schritt der Methodenentwicklung war der Vergleich von direkter und

Headspace-Probenahme. Unter der Headspace versteht man den mit Analyten

gefüllten Gasraum über der Probe. Mit dieser Messmethode kann die Konzentration

an geruchsaktiven Substanzen, die der sensorischen Wahrnehmung des Buketts

eines Weines zugrunde liegen, am besten bestimmt werden.

Bei der Probenahme durch Eintauchen der SPME-Faser in den Wein wurde zwar zur

Einstellung des Equilibriums zwischen Matrix und SPME-Faser eine geringere

Zeitspanne benötigt, die maximale an der SPME-Faser adsorbierte 2,4,6-TCA

Menge war jedoch bei der Extraktion aus der Headspace höher (Abb. 4.1). In dieser

und in den meisten der nachfolgenden Abbildungen ist die Abhängigkeit der SPME-

Ausbeute von der jeweiligen Variable immer in Bezug zur jeweiligen maximalen

Peakfläche dargestellt.

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60Adsorptionsdauer [Min.]

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Direkt

Headspace

Abb. 4.1 : Einfluß der Probenahme auf das an einer PDMS-SPME-Faseradsorbierte 2,4,6-TCA bei 25°C, Agitation und NaCl-Sättigung der Probe(Prozentuale Darstellung mit der höchsten Peakfläche als Bezugspunkt;n = 3)

4.1.2 Salzgehalt der Probe

Bei der Erhöhung des Salzgehaltes der Probenmatrix stieg die an die SPME-Faser

adsorbierte Menge von 2,4,6-TCA mit dem NaCl-Zusatz an und stagnierte ab einer

Konzentration von 200 g/L (Abb. 4.2).

4.1.3 Agitation der Probe

Das Rühren der Probe erhöht ebenfalls die Adsorption von 2,4,6-TCA an die SPME-

Faser (Abb. 4.3). Die Adsorptionsrate konnte bei voller Rührerleistung (1250

U./min.) gegenüber der nicht agitierten Probenahme um das Dreifache gesteigert

werden.

4.1.4 SPME-Fasermaterial

Zwei SPME-Fasern mit unterschiedlicher Polarität führten bezüglich der Adsorption

an der SPME-Faser zu keinen signifikanten Unterschieden, wobei die unpolare

PDMS-SPME-Faser etwas höhere Adsorptionsraten als die polare PA-SPME-Faser

(90 % der PDMS-SPME-Faser) aufwies.

4.1.5 pH-Wert

Bei dem ausgewählten pH-Wert-Bereich (2,8 bis 4,2) handelt es sich um die bei der

Matrix Wein vorliegenden Extremwerte. Innerhalb dieses Bereiches zeigte sich kein

signifikanter Einfluß auf die an der SPME-Faser angelagerte Menge des 2,4,6-TCA

(Abb. 4.4).

0

20

40

60

80

100

120

0 100 200 300 400NaCl-Konzentration [g/L]

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.2 : Einfluß des NaCl-Zusatzes zum Wein auf das an der SPME-Faser

adsorbierte 2,4,6-TCA (Prozentuale Darstellung mit der höchsten

Peakfläche als Bezugspunkt; n = 3)

0

20

40

60

80

100

120

0 200 400 600 800 1000 1200 1400Rührergeschwindigkeit [U/Min.]

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.3 : Einfluß der Agitation der Probe (Rührergeschwindigkeit) auf das an der

SPME-Faser adsorbierte 2,4,6-TCA (Prozentuale Darstellung mit der

höchsten Peakfläche als Bezugspunkt; n = 3)

0

20

40

60

80

100

120

2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2pH-Wert

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.4 : Einfluß des pH-Wertes auf das an der SPME-Faser adsorbierte 2,4,6-

TCA (Prozentuale Darstellung mit der höchsten Peakfläche als

Bezugspunkt; n = 3)

4.1.6 Ethanolgehalt

Mit ansteigendem Ethanolgehalt im Wein sinkt die Ausbeute des 2,4,6-TCA an der

SPME-Faser (Abb. 4.5).

4.1.7 Temperatur

Bei den durchgeführten Versuchen ergab sich für eine Temperatur von 20°C ein

Maximum an adsorbiertem 2,4,6-TCA. Die in Abb. 4.6 dargestellten Werte wurden

bei allen Temperaturen nach Erreichen des Equilibriums bestimmt.

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10 12 14 16Ethanolgehalt [Vol.%]

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.5 : Einfluß des Ethanolgehaltes auf das an der SPME-Faser adsorbierte

2,4,6-TCA (Prozentuale Darstellung mit der höchsten Peakfläche als

Bezugspunkt; n = 3)

Abb. 4.6 : Einfluß der Temperatur auf das an der SPME-Faser adsorbierte 2,4,6-

TCA (Prozentuale Darstellung mit der höchsten Peakfläche als

Bezugspunkt; n = 3)

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60 70Temperatur [°C]

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

4.1.8 Adsorptionsdauer

Bei der Untersuchung der Meßgröße Zeit zeigte es sich, daß bei der Probenahme in

der Headspace nach einer Adsorptionsdauer von 60 Minuten ein Equilibrium erreicht

wird (Abb. 4.7).

Abb. 4.7 : Einfluß der Zeit auf das an der SPME-Faser adsorbierte 2,4,6-TCA

(Prozentuale Darstellung mit der höchsten Peakfläche als Bezugspunkt;

n = 3)

Eine Verlängerung der Extraktionszeit über 60 Minuten hinaus führt nicht mehr zu

einer Erhöhung der in der SPME-Faser adsorbierten Analyten. Aus Abb. 4.7 läßt

sich weiter erkennen, daß nach 30 Minuten bereits über 80 % der maximalen

Ausbeute erreicht sind.

4.1.9 Position der SPME-Faser im Injektor des Gaschromatographen

Aus Abb. 4.8 geht hervor, daß die am MSD erhaltenen Peakflächen mit der

Eintauchtiefe der SPME-Faser im Injektor des Gaschromatographen anstiegen. Bei

einer maximalen Eintauchtiefe (4,5 cm) wurden die besten Ergebnisse erhalten.

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60 70Adsorptionsdauer [min.]

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.8 : Einfluß der Eintauchtiefe der SPME-Faser im Injektor des

Gaschromatographen auf die Ausbeute am MSD (Prozentuale

Darstellung mit der höchsten Peakfläche als Bezugspunkt; n = 3)

4.1.10 Nachweisgrenze der SPME-Methode für 2,4,6-TCA in Wein

Aus den in den vorherigen Abschnitten genannten Gründen wurde bei den späteren

Analysen die exakt gleiche Adsorptionsdauer von 30 Minuten aus der Headspace

bei 25°C eingehalten, wobei eine PDMS-SPME-Faser verwendet wurde. Die Proben

waren mit NaCl gesättigt und wurden bei 1250 U/min. gerührt. Der pH-Wert des

jeweiligen Weines wurde nicht verändert. Nach der Adsorption wurde die SPME-

Faser mit der maximal möglichen Eintauchtiefe von 4,5 cm im Injektor des

Gaschromatographen positioniert.

Im SIM-Modus des MSD wurde bei Zugrundelegung eines Signal zu Rausch

Verhältnisses von drei zu eins eine Nachweisgrenze von 1 ng/L ermittelt.

4.1.11 Quantifizierung weiterer potentieller Korkton-Auslöser

Aus den Veröffentlichungen der letzten Jahre wurden 11 weitere mit dem Korkton in

Verbindung gebrachte Substanzen ausgewählt und eine gaschromatographische

Methode entwickelt, um alle in einem GC-Lauf nachweisen zu können. Die

0

20

40

60

80

100

120

0 1 2 3 4 5Eintauchtiefe im Injektor [cm]

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

beschriebene Probenvorbereitung/Extraktion mit der SPME-Methode erwies sich

dabei auch für die anderen Substanzen als ausreichend empfindlich um

Konzentrationen im niedrigen ng/L-Bereich qualitativ erfassen zu können (Tab. 4.1).

Tab. 4.1 : Massenfragmente (mZ) und ihre molekülspezifischen, relativenIntensitäten für die mit der SPME quantifizierbaren potentiellen amKorkton beteiligten Substanzen

Verbindung mZ rel. Intensitäten2-Methylisoborneol 95-108-107 100-20-152,4,6-TCA 195-197-210 100-95-60Geosmin 112-111-126 100-25-182,3,6-TCA (i.S.) 210-195-197 100-70-652,3,5,6-Tetrachloranisol 246-203-244 100-95-704-Chlorguaiacol 143-115-158 100-85-802,3,4-Trichloranisol 210-195-197 100-95-95Pentachloranisol 237-265-280 100-95-952,3,4,5-Tetrachloranisol 246-203-244 100-85-754,5-Dichlorguaiacol 177-149-192 100-70-656-Chlorvanillin 185-186-115 100-90-553,4,5-Trichlorguaiacol 211-183-226 100-50-45

4.1.12 Multiple Headspace Extraktion mit der SPME (MHE-SPME)

In Abb. 4.9 erkennt man die an der SPME-Faser adsorbierten 2,4,6-TCA-Mengen

bei der wiederholten Extraktion von 5 ml Wein mit einer 2,4,6-TCA-Konzentration

von 10 ng/L.

Addiert man die Peakflächen aus den einzelnen Messungen, so erhält man die

gesamte in der Probe befindliche Menge 2,4,6-TCA, in diesem Fall ca. 42 000

Flächencounts. Die in diesem Wein vorliegende 2,4,6-TCA-Konzentration von 10

ng/L entspricht bei 5 ml Wein im Headspacegläschen einer absoluten Menge von 50

pg 2,4,6-TCA. Durch die Injektion von in Hexan gelöstem 2,4,6-TCA konnten die am

MSD detektierten Peakflächen mit den absoluten 2,4,6-TCA-Mengen verglichen

werden (Abb. 4.10). Eine Peakfläche von 42.000 Flächencounts entspricht einer

Absolutmenge von 63 pg 2,4,6-TCA, ein Wert der sich in guter Übereinstimmung mit

dem Wert aus der Kalibriergerade befindet.

1 2 3 4 5 6

21564

11067

45622641 1908

00

5000

10000

15000

20000

25000M

SD-P

eakf

läch

e [C

ount

s]

1 2 3 4 5 6

Meßwiederholung

Abb. 4.9 : An der SPME-Faser adsorbiertes 2,4,6-TCA bei der wiederholten

Extraktion eines Weines (n = 3)

y = 667,04xR2 = 0,9997

0

200.000

400.000

600.000

800.000

1.000.000

0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400C [µg/L] ~ [pg absolut]

[Cou

nts]

Abb. 4.10 : Peakflächen am MSD bei der direkten Injektion von in Hexan gelöstem

2,4,6-TCA (n = 3)

von 2,4,6-TCA in Naturkorken und Korkmaterial


TCA in Naturkorken und Korkmaterial

Die Optimierung der SPME-Methode zur Analyse von Korkmaterial erfolgte nach

Abschluß der Methodenentwicklung zur Analyse von Wein. Die dort gewonnenen

Erkenntnisse konnten so direkt in die Untersuchungen von Korkmaterial einfließen.

4.2.1 Art der Probenahme

Die Probenahme bei Korkmaterial erfolgte bei allen weiteren Schritten der

Methodenentwicklung nur in der Gasphase über der Probe.

4.2.2 Zusatz von Wasser, Ethanol und N,N-Dimethylformamid (N,N-DMF)

Jeweils 20 mg eines zuvor homogenisierten Korkmaterials wurden in 14 ml fassende

Headspacegläschen gefüllt. Es wurden folgende Varianten untersucht : ohne Zusatz,

Zusatz von 5 ml entionisiertem Wasser, 5 ml Ethanol und 5 ml N,N-DMF (Abb. 4.11).

0

20

40

60

80

100

120

trocken Wasser Ethanol N,N-DMF

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.11 : Vergleich der an der SPME-Faser adsorbierten 2,4,6-TCA-Menge von

trockenem Korkmaterial sowie bei Zusatz von Wasser, Ethanol und N,N-

DMF (Prozentuale Darstellung mit der höchsten Peakfläche als

Bezugspunkt; n = 3)


Aus Abb. 4.11 geht hervor, daß die Empfindlichkeit der Methode durch den Zusatz

von Wasser gegenüber der trockenen Probe deutlich gesteigert werden konnte.

Beim Zusatz von Ethanol oder N,N-DMF sinkt dagegen die Konzentration in der

Headspace, was sich in den geringeren Ausbeuten an der SPME-Faser bemerkbar

macht.

4.2.3 Korngröße des Korkmaterials

In Abb. 4.12 erkennt man den großen Einfluß der an der SPME-Faser detektierten

2,4,6-TCA-Menge in Abhängigkeit von der Partikelgröße.

0

20

40

60

80

100

120

6 mm 2 mm Staub

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.12 : Vergleich der Korngröße des Korkmaterials auf das an der SPME-Faser

adsorbierte 2,4,6-TCA (Prozentuale Darstellung mit der höchsten


4.2.4 Eingewogene Menge des Korkmaterials

In dieser Versuchsreihe wurde kleingemahlenes, homogenisiertes Korkmaterial in

unterschiedlichen Mengen abgewogen, in 5 ml Wasser suspendiert und vermessen.

Das Korkmaterial stammte von einem Naturkorken, der eine wegen Korkton

reklamierte Weinflasche verschlossen hatte. Die umfangreiche Meßreihe ergab das

in Abb. 4.13 dargestellte Ergebnis.


y = 7465,4Ln(x) + 14571R2 = 0,95

05.000

10.00015.00020.00025.00030.00035.00040.00045.00050.000

0 20 40 60 80 100 120Eingewogene Menge Korkmaterial [mg]

Peak

fläch

e [M

SD-C

ount

s]

Abb. 4.13 : Einfluß der eingewogenen Korkmenge auf das an der SPME-Faser

adsorbierte 2,4,6-TCA

Man erkennt eine logarithmische Abhängigkeit von der eingewogenen Korkmenge.

Dies wird durch die gute Korrelation bei einer logarithmischen Darstellung

verdeutlicht (Abb. 4.14).

y = 7465,4Ln(x) + 14571R2 = 0,95

05.000

10.00015.00020.00025.00030.00035.00040.00045.00050.000

0 1 10 100 1000Eingewogene Menge Korkmaterial [mg]

Peak

fläch

e [M

SD-C

ount

s]

Abb. 4.14 : Abhängigkeit der an der SPME-Faser adsorbierten 2,4,6-TCA-Menge

von der eingewogenen Korkmenge bei logarithmischer Darstellung


4.2.5 Salzgehalt der Matrix

In Abb. 4.15 erkennt man, daß das an der SPME-Faser angelagerte 2,4,6-TCA

durch die Zugabe von NaCl im Gegensatz zu dem Ergebnis bei der Analyse von

Wein nicht gesteigert werden konnte.

0

25

50

75

100

125

0 20 100 200 400NaCl-Konzentration [g/L]

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.15 : An der SPME-Faser adsorbiertes 2,4,6-TCA in Abhängigkeit von der

NaCl-Konzentration in der wässrigen Lösung/Suspension (Prozentuale


4.2.6 Agitation der Probe und Einfluß der Temperatur

Wie bei der Analyse von Wein führt eine Agitation der Probe zu einer Erhöhung der

Adsorption des 2,4,6-TCA an der SPME-Faser um den Faktor 3. Auch bei der

Temperatur konnte der gleiche Einfluß wie beim Wein festgestellt werden, nämlich

eine maximale Empfindlichkeit bei 20°C (Kapitel 4.1.7).


4.2.7 Beschichtungsmaterial der SPME-Faser, Dauer der Adsorption der

SPME-Faser in der Probe, Eintauchtiefe im Injektor des

Gaschromatographen

Bei der Analyse von Korkmaterial erwies sich wie bei der Analyse von Wein die mit

PDMS beschichtete SPME-Faser als beste Wahl zur Extraktion von 2,4,6-TCA.

Die kinetischen Prozesse bei der Adsorption an die SPME-Faser sind mit denen bei

der Weinanalyse identisch.

Auch bei der Extraktion von Korkmaterial ergibt eine maximal in den Injektor

eingeführte SPME-Faser (4,5 cm) die besten Ergebnisse.

4.2.8 Quantifizierung von Korkmaterial mit der Multiplen Headspace

Extraktion (MHE-SPME)

Hierzu wurden 3,6 mg eines zuvor kleingemahlenen Naturkorkens, der von einer

reklamierten Flasche stammte, in ein HS-Gläschen gegeben und mit der SPME-

Faser mehrere Male hintereinander extrahiert. In Abb. 4.16 ist die Abhängigkeit der

an der SPME-Faser adsorbierten 2,4,6-TCA-Menge von der Anzahl der aus einem

einzigen Headspacegläschen durchgeführten Messungen dargestellt.

0

20

40

60

80

100

1 3 5 7 9 11 13 15Messung Nummer

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.16 : Multiple Headspace Extraktion eines kleingemahlenen Naturkorkens


Auch nach 15 Wiederholungen war noch 2,4,6-TCA quantifizierbar, ganz im

Gegensatz zu der bei Wein durchgeführten Versuchsreihe, bei der nach 5

Einzelmessungen kein 2,4,6-TCA an der SPME-Faser mehr nachzuweisen war.

Eine erschöpfende Analyse bis zu dem Zeitpunkt, an dem kein 2,4,6-TCA mehr

nachweisbar ist, benötigt demnach wesentlich mehr Einzelmessungen als bei der

Weinanalyse.

4.2.9 Quantifizierung von 2,4,6-TCA in Korkmaterial

Von fünf zerkleinerten Korken, die nach zuvor durchgeführten Analysen 2,4,6-TCA

in Konzentrationen unterhalb der instrumentellen Nachweisgrenze von 1 ng/g Kork

enthielten, wurden jeweils 1 g Korkmaterial mit 2,4,6-TCA in unterschiedlichen

Konzentrationen dotiert. Von diesen Proben wurden jeweils 20 mg nach der

optimierten SPME-Methode analysiert und so eine Fünf-Punkt-Kalibrierung in

fünffacher Wiederholung bei den verschiedenen Konzentrationen durchgeführt. Bei

allen späteren Untersuchungen wurden immer 20 mg Korkmaterial eingewogen.

Damit konnten die erhaltenen Peakflächen auf eine Konzentration in ng 2,4,6-TCA

pro g Korkmaterial umgerechnet werden (Abb. 4.17).

y = 6468,7xR2 = 1

0100.000200.000300.000400.000500.000600.000700.000800.000

0 20 40 60 80 1002,4,6-TCA [ng/g Kork]

Peak

fläch

e [M

SD-C

ount

s]

Abb. 4.17 Peakflächen am MSD bei der Extraktion von mit 2,4,6-TCA dotiertem

Korkmaterial (n = 3)


4.3.1 Instrumentell-analytische Auftragsuntersuchungen von Wein in der

SLFA Neustadt

In der nachfolgenden Tab. 4.2 sind die während der Dauer des Forschungsprojektes

durchgeführten Auftragsuntersuchungen aufgelistet.

Tab. 4.2 : Instrumentell-analytische Auftragsuntersuchungen in der SLFA

Untersuchung Nr. Probenumfang Wein Probenumfang Korken /

Korkmaterial

1 14 14

2 36

3 36

4 24

5 5

6 3

7 4

8 3

9 100 (Durchschnittsprobe)

10 1



Exemplarisch sollen hier die Ergebnisse von zwei Untersuchungen dargestellt

werden.

Untersuchung 1 :

Es handelte sich dabei um 7 Flaschen Riesling und 7 Flaschen Rieslaner, beide aus

dem Jahrgang 1992, verschlossen mit Naturkorken der gleichen Chargenummer. Die

Flaschen waren Stichproben aus einer Gesamtheit von zweimal 45 Flaschen und

wurden dem FB Kellerwirtschaft ohne nähere Bezeichnung in 100 ml

Probengläschen zugestellt.

Tab. 4.3 : Auftragsuntersuchung 2 : 2,4,6-TCA-Konzentrationen der untersuchten

Weine im Vergleich zu den sensorischen Ergebnissen

Wein 2,4,6-TCA Korkton

Riesling 5 < 1 ng/L -



Riesling 28 3,5 ng/L +




Rieslaner 6 < 1 ng/L -

Rieslaner 21 3,4 ng/L +






In Tab. 4.3 zeigt sich die gute Übereinstimmung von instrumentell-analytischen und

sensorischen Datensätzen bei dieser Untersuchung. Wurde in einem Wein 2,4,6-

TCA quantifiziert, hier in Konzentrationen zwischen 3,1 und 5,5 ng/L, dann wies der

Wein auch sensorisch einen Korkton auf.

Untersuchung 2 :

Hier wurden 12 Flaschen Riesling Kabinett trocken, 12 Flaschen Riesling Spätlese

trocken, 6 Flaschen Grauburgunder Spätlese trocken und 6 Flaschen

Weißburgunder Spätlese trocken untersucht. Alle Weine entstammten dem

Jahrgang 1997. Alle untersuchten Weine waren Stichproben aus insgesamt 40 000

Flaschen vier verschiedener Füllungen und waren mit Naturkorken aus der gleichen

Charge eines Herstellers verschlossen.

Tab. 4.4 : Auftragsuntersuchung 2 : 2,4,6-TCA-Konzentrationen des untersuchten

Rieslings (Kabinett trocken) im Vergleich zu den sensorischen

Ergebnissen

Wein C (2,4,6-TCA) Korkton

1 5 ng/L +

2 < 1 ng/L -

3 5 ng/L +

4 3 ng/L +

5 4 ng/L +

6 < 1 ng/L -

7 < 1 ng/L -

8 < 1 ng/L -

9 3 ng/L +

10 < 1 ng/L -

11 < 1 ng/L -

12 < 1 ng/L -


Rieslings (Spätlese trocken) im Vergleich zu den sensorischen

Ergebnissen


1 < 1 ng/L -

2 7 ng/L +

3 < 1 ng/L -

4 < 1 ng/L -

5 6 ng/L +

6 < 1 ng/L -

7 1 ng/L -

8 3 ng/L +

9 < 1 ng/L -

10 < 1 ng/L -

11 < 1 ng/L -

12 < 1 ng/L -


Grauburgunders (Spätlese trocken) im Vergleich zu den sensorischen

Ergebnissen


1 3,5 ng/L +

2 < 1 ng/L -

3 5 ng/L +

4 3 ng/L +

5 < 1 ng/L -

6 4,5 ng/L +


Weißburgunders (Spätlese trocken) im Vergleich zu den sensorischen

Ergebnissen


1 < 1 ng/L -

2 < 1 ng/L -

3 < 1 ng/L -

4 < 1 ng/L -

5 < 1 ng/L -

6 4 ng/L +

Bei der Addition aller 36 Weine aus den vier verschiedenen Füllungen ergab sich

bei den sensorischen Untersuchungen in 13 Fällen ein Korkgeschmack. Die

instrumentelle Analyse zeigte in insgesamt 14 Weinen eine quantifizierbare

Konzentration von 2,4,6-TCA. Es handelte sich bei der abweichenden Probe um den

Wein Riesling Spätlese trocken mit Nummer 7. Dieser Wein enthielt das 2,4,6-TCA

in einer Konzentration von 1 ng/L, wies jedoch sensorisch keinen Korkton auf. Da

die Weine mit Korkgeschmack eine höhere 2,4,6-TCA-Konzentration aufwiesen,

wurde in diesem Fall der sensorische Schwellenwert offensichtlich nicht erreicht.

Wegen des hohen zeitlichen Aufwands wurde für diesen Wein kein sensorischer

Schwellenwert bestimmt. Aus der Tatsache, daß der Wein Nummer 8 aus der

gleichen Füllung einen Korkton aufwies und 3 ng/L 2,4,6-TCA enthielt, kann man

jedoch erkennen, daß der Schwellenwert zwischen 1 und 3 ng/L liegen muß (Kapitel

4.8).

Nimmt man die sensorischen Ergebnisse als Basis, dann besaßen 36 % aller

untersuchten Weine einen Korkgeschmack.

Bei allen instrumentell-analytischen Auftragsuntersuchungen des FB Kellerwirtschaft

konnte in jedem Wein, der sensorisch einen Korkgeschmack aufwies, 2,4,6-TCA

quantifiziert werden. Dabei lagen die Konzentrationen in diesen Fällen bei 3 ng/L

oder darüber. In einer ersten Näherung kann daher dieser Wert als mittlerer

sensorischer Schwellenwert für die Wahrnehmung von 2,4,6-TCA in Wein

angenommen werden. Die anderen Substanzen aus Tab. 1.1, die im

Zusammenhang mit dem Problem Korkgeschmack in verschiedenen Literaturstellen

genannt wurden, konnten dagegen in keiner Untersuchung nachgewiesen werden.

Die prozentualen Anteile der Weine mit Korkton lagen zwischen 6,7 und 36 %, wenn

die sensorischen Ergebnisse als Maßstab angelegt werden. Das verdeutlicht das

Ausmaß des Problems, wenn auch berücksichtigt werden muß, daß der SLFA

Neustadt nur problematische Füllungen überreicht wurden.

4.3.2 Korkgeschmack bei QbA-Prüfung und Prämierungsveranstaltungen

der Landwirtschaftskammer

Von den über einen Zeitraum von vier Monaten verkosteten Weinen (7483) wurden

86 und damit 1,1 % wegen Korkgeschmack beanstandet und zur instrumentellen

Analyse in 100 ml Flaschen gefüllt. In diesen Proben konnte nach dem Transport in

die SLFA aber nur noch in 15 Weinen (0,2 %) sensorisch ein Korkton festgestellt

werden. Diese Weine enthielten von den Substanzen aus Tab. 1.1 nur das 2,4,6-

TCA in Konzentrationen zwischen 1 und 14 ng/L. In den anderen 71 Weinen konnte

weder 2,4,6-TCA noch eine der anderen in Kapitel 1.4 aufgeführten Substanzen

nachgewiesen werden.

Bei den Prämierungsveranstaltungen ergab sich für das Jahr 1997 ein

Korkgeschmacksanteil von 6 % bei einer Gesamtzahl von 4500 Proben. Im Jahr

1998 wurden 5300 verschiedene Weine verkostet. Dabei hatten 6,5 % einen

Korkton.

sensorische Ausprägung eines Weines

4.4 Einfluß des Naturkorkens auf die gesamte sensorische Ausprägung

eines Weines

4.4.1 Bestimmung des Korkgeschmacks

4.4.1.1 Sensorische Untersuchungen

Den Prüfern wurden kommerzielle Weine, die wegen Korkgeschmack beanstandet

worden waren, zur olfaktorischen Beurteilung angeboten. Anschließend bewertete

das Panel unbelastete Weine, die mit 2,4,6-TCA dotiert waren. Alle Prüfer waren

sich einig, daß durch diese Dotierung mit 2,4,6-TCA der typische Korkgeschmack

erzeugt werden kann. In den nächsten Trainingssessions mußten die Prüfer mittels

Duo-Trio-Test Weine mit verschiedenen 2,4,6-TCA-Konzentrationen von

unbelasteten unterscheiden. Auf diese Weise wurde für den 1995’er Riesling

Kabinett trocken der sensorische Erkennungs-Schwellenwert für das 2,4,6-TCA mit 7

ng/L bestimmt. Anschließend erfolgte die verdeckte Verkostung aller 210 Flaschen

auf die Anwesenheit eines Korkgeschmacks (Tab. 4.8) :

Tab. 4.8 : Anteil der Weine mit Korkgeschmack bei den Chargen verschiedenerAnbieter

Anbieter Anzahl von Flaschen mitKorkgeschmack

prozentualer Anteil derWeine mit

Korkgeschmack1 3 8,6 %2 2 5,7 %3 0 0 %4 2 5,7 %5 2 5,7 %6 2 5,7 %

4.4.1.2 Instrumentelle Analytik

Alle von den Prüfern wegen Korkgeschmack beanstandeten Weine wurden auf die

Anwesenheit der in Kapitel 4.1.11 beschriebenen Substanzen hin analysiert. Dabei

lag nur das 2,4,6-TCA in Konzentrationen oberhalb der Nachweisgrenze vor. Aus

Tab. 4.9 erkennt man, daß in allen wegen Korkgeschmack beanstandeten Weinen

das 2,4,6-TCA in Konzentrationen oberhalb des für diesen Wein bestimmten

sensorischen Erkennungsschwellenwertes von 7 ng/L quantifiziert werden konnte.


Tab. 4.9 : 2,4,6-TCA-Konzentrationen in den wegen Korkgeschmackbeanstandeten Weinen

Wein Nummer Hersteller sensorische Beschreibung 2,4,6-TCA-Konzentration [ng/L]

1 1 Korkton 82 1 starker Korkton 563 1 Korkton 124 2 Korkton 95 2 Korkton 166 4 Korkton 217 4 Korkton 148 5 Korkton 149 5 Korkton 15

10 6 Korkton 1111 6 Korkton 19

4.4.2 QDA der Weine des Lagerversuchs

Um die Aussagekraft der bei der QDA erhaltenen Werte zu überprüfen, wurden die

Daten einer Varianzanalyse unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tab. 4.10

zusammengefasst.

Tab. 4.10 : Varianzanalyse der quantitativen deskriptiven Analyse : Auswirkung des

Flaschenverschlusses auf die gesamte sensorische Ausprägung eines

Weines

Pfirsich Maracuja

Ananas Grapefruit

Rosenblüte

Honig Butter vegetativ

Wein **1 *** *** * n.s. n.s. * *Wdh n.s.2 n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s.

Prüfer *** *** *** *** *** *** *** ***Wdh xPrüfer

n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s.

1 *. **. *** stehen für die Signifikanzniveaus p<0.05. p<0.01. p<0.0012 n.s. : nicht signifikant

Tab. 4.10 zeigt, daß die Attribute Rosenblüte und Honig bezüglich des Faktors

„Wein“ nicht signifikant sind und somit nicht zur Erklärung der Gesamtvarianz, hier

den Unterschieden zwischen den mit verschiedenen Korken verschlossenen

Weinen, herangezogen werden können. Alle anderen Attribute jedoch tragen in

unterschiedlichem Maße zur Gesamtvarianz bei, wobei die Attribute Maracuja und


Ananas am besten geeignet sind, die unterschiedliche geruchliche Qualität der

einzelnen Chargen zu erklären. In den Abb. 4.18 und 4.19 sind die Intensitäten aller

signifikanten Attribute der sechs verschiedenen Chargen im Vergleich zur Kontrolle

(Schraubverschluß), die in den Intensitäten mit 100% angesetzt wurde, in einem

Sterndiagramm dargestellt.

Die Abb. 4.18 und 4.19 zeigen, daß die Variante mit Schraubverschluß in den

Intensitäten bei allen Attributen am unteren Ende der Intensitätsskala lag.

Der Faktor Wiederholung war bei keinem Attribut signifikant, das heißt kein Wein

wurde bei den zwei Verkostungsterminen signifikant unterschiedlich bewertet.

Hochsignifikant war bei allen Attributen der Faktor Prüfer, das heißt die einzelnen

Prüfer haben bei ihren Bewertungen die Skalen sehr unterschiedlich genutzt.

Entscheidend ist aber, ob die einzelnen Prüfer reproduzierbar die Skalen nutzten,

was durch die Insignifikanz der Wiederholung belegt wird. Die Wechselwirkung der

beiden Faktoren Wiederholung und Prüfer war bei allen Attributen nicht signifikant,

das heißt, daß die Prüfer über die Wiederholungen reproduzierbar bewerteten.

50

100

150

Pfirsich

Maracuja

Ananas

Butter/Karamel

Grapefruit

vegetativKorkanbieter 1

Korkanbieter 2

Korkanbieter 3

Schraubverschluß

Abb. 4.18 : QDA-Aromaprofil : Aromaveränderung im Wein durch die 15 monatige

Lagerung mit Korken von 3 verschiedenen Anbietern (Darstellung der

Attributsintensitäten in Prozent des Schraubverschlusses; n = 13 Prüfer

x 2 Wiederholungen)


50

100

150Pfirsich

Maracuja

Ananas

Butter/Karamel

Grapefruit

vegetativKorkanbieter 4

Korkanbieter 5

Korkanbieter 6

Schraubverschluß

Abb. 4.19 : QDA-Aromaprofil : Aromaveränderung im Wein durch die 15 monatige

Lagerung mit Korken von 3 verschiedenen Anbietern (Darstellung der

Attributsintensitäten in Prozent des Schraubverschlusses; n = 13 Prüfer x 2

Wiederholungen).

4.5 QDA von Weinen mit 2,4,6-TCA im Subthreshold-Bereich

Die Bewertungen der Prüfer für den mit 1 ng/L 2,4,6-TCA versetzten und den 2,4,6-

TCA-freien Wein in Abb. 4.20 zeigen die geringen Unterschiede in den sensorischen

Ausprägungen zwischen den beiden Varianten.

01234

Pfirsich

Künstliche Frucht

Birne

HonigGrasig

Maracuja

FruchtigerGeschmack

Kontrolle

+ 1 ng/L 2,4,6-TCA

Abb.4.20 : QDA-Aromaprofil eines Weines mit 1 ng/L 2,4,6-TCA im Vergleich zu

einem 2,4,6-TCA-freien Wein

01234

Pfirsich

Künstliche Frucht

Birne

HonigGrasig

Maracuja

FruchtigerGeschmack

Kontrolle

+ 3 ng/L 2,4,6-TCA

Abb. 4.21 : QDA-Aromaprofil eines Weines mit 3 ng/L 2,4,6-TCA im Vergleich zu

einem 2,4,6-TCA-freien Wein.

Auch bei Zusatz von 3 ng/L 2,4,6-TCA konnten nur geringe Unterschiede zwischen

den Varianten beobachtet werden (Abb. 4.21).

Die Überprüfung der Ergebnisse mit Hilfe der ANOVA ergab ebenfalls keinen

signifikanten Einfluß des Faktors „Wein“ auf die Unterschiede zwischen den Proben

(Tab.4.12).

Tab. 4.11 : Varianzanalyse der quantitativen deskriptiven Analyse : Einfluß von

2,4,6-TCA in Konzentrationen unterhalb des sensorischen

Schwellenwertes (3 ng/L) auf die gesamte sensorische Ausprägung

eines Weines

Pfirsich Maracuja

Ananas Grapefruit

Rosenblüte

Honig Butter vegetativ

Wein n.s.2 n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s.Wdh n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s.

Prüfer *** *** *** *** *** *** *** ***Wdh xPrüfer

n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s.

1 *** steht für das Signifikanzniveau p<0.0012 n.s. : nicht signifikant

4.6 Schwellenwertbestimmungen

Wegen seiner großen Bedeutung für den Korkgeschmack wurden mit dem 2,4,6-

TCA umfangreiche Schwellenwertbestimmungen durchgeführt. Um einen

repräsentativen Querschnitt über die Schwellenwerte zu erhalten, wurden

Mitarbeiter der SLFA herangezogen, unter denen sich sowohl Experten, als auch

Weinlaien befanden. Vor und nach Abschluß eines vierwöchigen Trainings wurden

die persönlichen Schwellenwerte für das 2,4,6-TCA mit Hilfe des Duo-Trio-Tests in

drei Sessions bestimmt. Die sensorischen Schwellenwerte für das 2,4,6-TCA waren

dabei bei den verschiedenen Prüfern über einen weiten Bereich verstreut (Abb.

4.22).

Wie groß der Einfluß des Trainings besonders auf die Prüfergruppe der Weinlaien

war, zeigt das Beispiel eines Prüfers, der seinen Schwellenwert in den vier Wochen

von 300 ng/L auf 3 ng/L absenken konnte. Zu beachten ist bei der Angabe von

Schwellenwerten, daß jede Substanz in unterschiedlichen Lösungen

unterschiedliche Schwellenwerte besitzt. Dabei zeigte es sich bei den

Schwellenwertbestimmungen unterschiedlicher Weine, daß mit einem Anstieg von

Ethanolkonzentration und Aromenfülle auch ein Anstieg der 2,4,6-TCA-

Schwellenwerte verbunden ist (Tab. 4.12).

1 3 10 30 10002468

1012141618

Häu

figke

it

1 3 10 30 100

2,4,6-TCA-Konzentration [ng/L]

6 6

15

1 2

Abb. 4.22 : Sensorische Schwellenwerte für das 2,4,6-TCA bei verschiedenen

Prüfern nach einem vierwöchigen Training

Tab. 4.12 : Sensorische Schwellenwerte von 2,4,6-TCA in unterschiedlichen

Weinen

Wein (Ethanolgehalt in vol.%) Sensorischer Schwellenwert

1996’er Silvaner QbA, trocken (10,5) 3 ng/L

1995’er Riesling Kabinett, trocken (11) 7 ng/L

1994’er Muskateller Spätlese (9,5) 11 ng/L

1993’er Spätburgunder Spätlese, trocken (12,5) 12 ng/L

In Rahmen einer Auftragsuntersuchung wurden jeweils 36 Flaschen aus fünf

verschiedenen Füllungen unterschiedlicher Rebsorten, die mit Korken aus einer

Charge verschlossen waren, auf die Anwesenheit eines Korktons verkostet. Aus

allen Füllungen wurden sensorisch einwandfreie Flaschen ausgewählt und mit der

SPME-Methode auf die Abwesenheit von 2,4,6-TCA untersucht. Von den

unbelasteten Weinen, denen anschließend die Reinsubstanz in unterschiedlichen

Konzentrationen zugesetzt worden war, wurden die sensorischen Schwellenwerte

bestimmt (Tab. 4.13).

Tab. 4.13 Sensorische Schwellenwerte bei fünf verschiedenen Rebsorten, die mit

Naturkorken einer Charge gelagert worden waren und Anteil der Weine

mit Korkton innerhalb der einzelnen Füllungen.

Rebsorte Schwellenwert [ng/L] Korkton [%]

Müller Thurgau 2,4 11

Bacchus 2,8 19

Traminer 3,0 6

Ruländer 4,1 14

Scheurebe 5,8 3

Bei der letzten sensorischen Untersuchung im Rahmen dieser Arbeit konnten

Besucher am Tag der offenen Tür im September 1999 ihre persönlichen 2,4,6-TCA-

Schwellenwerte in Wein bestimmen (Abb. 4.23). Dabei ergab sich für diese Gruppe

von weininteressierten Verbrauchern ein mittlerer sensorischer 2,4,6-TCA-

Schwellenwert von 5 ng/L in Wein.

y = 20,167x + 1,6907

0

25

50

75

100

125

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,02,4,6-TCA-Konzentration [log pg/L]

Ric

htig

e A

ntw

orte

n [%

]

Sensorischer Schwellenwert :

5,03 ng/L

Abb. 4.23 Mittlerer sensorischer Schwellenwert von 2,4,6-TCA in Wein, dargestellt

als Mittelwert von 158 Besuchern am Tag der offenen Tür der SLFA

Neustadt (n = 1)


4.7.1 Dotierung von Naturkorken

4.7.1.1 Lagerung von Naturkorken in einer ethanolisch/wässrigen 2,4,6-

TCA-Lösung

Der Versuch Naturkorken auf diese Weise zu dotieren, wurde nach wenigen Tagen

abgebrochen, da durch den Kontakt mit der ethanolisch/wässrigen Lösung die

Außenbehandlungsmittel abgelöst wurden. Dies war an einer starken Verfärbung der

Lösung zu erkennen. Somit wäre mit diesen Korken ein späteres Verschließen von

Weinflaschen unter praxisähnlichen Bedingungen unmöglich.

4.7.1.2 Lagerung von Naturkorken in einer 2,4,6-TCA-haltigen Atmosphäre

Eine Verfärbung war bei diesem Versuchsansatz nicht zu beobachten. Die Korken

behielten ihre ursprüngliche Struktur und Beschichtung und konnten so für eine

spätere Lagerung auf Wein verwendet werden. In Abb. 4.24 ist der zeitliche Verlauf

der 2,4,6-TCA-Aufnahme in den Naturkorken bei der Analyse mit der SPME-

Methode zu erkennen.

y = 32,904Ln(x) - 101,78R2 = 0,9852

0

20

40

60

80

100

120

0 100 200 300 400 500Kontaktzeit [h]

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.24 : 2,4,6-TCA-Aufnahme in Naturkorken bei der Dotierung in einer

kontaminierten Atmosphäre (Prozentuale Darstellung mit der höchsten


0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50Lagerzeit des Korkens auf dem Wein [h]

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.25 : Verlauf der 2,4,6-TCA-Migration aus dem Korken in den Wein nach dem

Verschließen mit einem dotierten Naturkorken (Prozentuale Darstellung

mit der höchsten Peakfläche als Bezugspunkt; n = 3).

Bei der Lagerung mit einem Wein lösten die so dotierten Korken sofort einen

Korkton im betreffenden Wein aus. Bei der instrumentellen Analyse konnten schon

nach 30 Minuten Lagerung hohe 2,4,6-TCA-Konzentrationen bestimmt werden, die

sich über den Beobachtungszeitraum von 48 Stunden nicht weiter steigerten (Abb.

4.25).

In einem zweiten Experiment wurden einzelne Naturkorken zu verschiedenen

Zeitpunkten der Dotierung aus dem Reaktionsgefäß entfernt und in vier

verschiedene Scheiben geschnitten.

Für die erste Scheibe wurde eine 2 mm dicke Scheibe vom Ende des Korkens

abgeschnitten. Scheibe 2 war eine ebenfalls 2 mm dicke Scheibe, die direkt nach

der ersten Scheibe vom Naturkorken abgetrennt wurde. Aus der Mitte des Korkens

wurde eine 2 mm dicke Scheibe für Scheibe 3 entnommen. Auch aus der Mitte

stammte Scheibe 4, hier wurde jedoch der Rand des Korkens mit einem 1 mm

breiten Ring entfernt (Abb. 4.26).

Scheibe 4Scheibe 4

Scheibe 1

Scheibe 2

Scheibe 3

Scheibe 4

Abb. 4.26 : Untersuchte Zonen in einem Naturkorken, der in einer 2,4,6-TCA-

haltigen Atmosphäre dotiert wurde

0

20

40

60

80

100

120

0 100 200 300 400 500Dotierungsdauer [Stunden]

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Scheibe 1

Scheibe 2

Scheibe 4

Scheibe 3

Abb. 4.27 : Kinetik der 2,4,6-TCA-Aufnahme in einem Naturkorken bei der Dotierung

in einer kontaminierten Atmosphäre (Prozentuale Darstellung mit der

höchsten Peakfläche als Bezugspunkt; n = 3)

Abb. 4.27 zeigt den zeitlichen Verlauf der 2,4,6-TCA-Konzentration innerhalb der

verschiedenen Korkscheiben. Die Dotierung des Naturkorkens führte in erster Linie

zu einer Anreicherung an den äußeren Teilen des Korkens. Eine gleichmäßige

Verteilung des 2,4,6-TCA in allen Teilen des Korkens war auch durch eine lange

Dotierungszeit nicht zu erreichen. Damit erwies sich die gewählte Methode als

unbrauchbar für die Verwendung bei Lagerversuchen, weil bei diesen die

Geschwindigkeit der Migration aus dem Korken in den Wein ermittelt werden sollte.

4.7.1.3 Aufgabe von 2,4,6-TCA an definierte Stellen im Inneren des

Naturkorkens mit Hilfe einer Spritze

Nach der Bestimmung der genauen Länge der gewählten Naturkorken wurden

Flaschen mit diesen verschlossen. Nach dem Vorbohren mit einem sehr feinen

Bohrer konnte das 2,4,6-TCA in verschiedenen Entfernungen zum weinseitigen

Korkspiegel injiziert werden. Durch die Aufgabe von einem Mikroliter einer

ethanolischen 2,4,6-TCA-Lösung (10 mg/L) wurden jeweils 10 Nanogramm absolut

in Entfernungen von 2, 4 und 6 Millimetern zum unteren Ende des Naturkorkens

dotiert.

Nach einer Lagerung von 4 Monaten konnte in keiner Versuchsvariante das 2,4,6-

TCA im Wein nachgewiesen werden.

Die 2-mm-Variante wurde nach der Lagerung in verschiedene Scheiben geschnitten

und vermessen. Zone 1 enthielt den weinseitigen Korkspiegel in Form einer 1 mm

dicken Scheibe, Zone 2 den Bereich zwischen 1 und 6 mm Entfernung zum

Korkspiegel. Die Zone 3 beinhaltete die Scheibe von 6 bis 22 mm und Zone 4 den

Rest des Korkens (Abb. 4.28).

Abb. 4.29 zeigt die 2,4,6-TCA-Konzentrationen in den verschiedenen Zonen.

Es fand demnach keine Migration in den Wein, sondern eine im Inneren des

Korkens statt.

Von einigen Korken wurde am Ende des Lagerversuches die unterste, einen

Millimeter dicke Scheibe abgetrennt. Anschließend wurde mit Hilfe eines

Korkbohrers ein Korkzylinder mit einem Durchmesser von 10 mm aus der Mitte des

Korkens gestochen. Dieser Zylinder wurde anschließend noch zweimal mit zwei

kleineren Korkbohrern ausgestochen, so daß zuletzt ein Zylinder mit einem

Durchmesser von 2 Millimetern Durchmesser und drei Röhren übrigblieben (Abb.

4.30).

Zone 1

Zone 2

Zone 3

Zone 4

Abb. 4.28 : Untersuchte horizontale Zonen in einem mittels einer Spritze in 2 mm

Entfernung zum Korkspiegel dotierten Naturkorken nach einer Lagerzeit

von 4 Monaten in der Weinflasche

0

20

40

60

80

100

120

Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone 4

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.29 : 2,4,6-TCA in verschiedenen horizontalen Korkscheiben eines mit einer

Spritze dotierten Naturkorkens nach einer viermonatigen Lagerung in

der Weinflasche (Prozentuale Darstellung mit der höchsten Peakfläche

als Bezugspunkt; n = 3)

Röhre 3 (2 mm Wandstärke)

Innen (2 mm)



Abb. 4.30 : Untersuchte vertikale Zonen in einem mittels einer Spritze in 2 mm

Entfernung zum Korkspiegel dotierten Naturkorken nach einer Lagerzeit

von 4 Monaten in der Weinflasche

Abb. 4.31 zeigt die Verteilung von 2,4,6-TCA in den verschiedenen Teilen des

Korkens.

0

20

40

60

80

100

120

Röhre 1(außen)

Röhre 2 Röhre 3 Innen

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.31 : 2,4,6-TCA in verschiedenen vertikalen Zonen eines mit einer Spritze

dotierten Naturkorkens nach einer viermonatigen Lagerung in der

Weinflasche (Prozentuale Darstellung mit der höchsten Peakfläche als

Bezugspunkt; n = 3)

Das 2,4,6-TCA war demnach nur in der unmittelbaren Nähe des Injektionskanals zu

finden. Die Aufgabe des 2,4,6-TCA erfolgte jedoch am unteren Ende des Korkens,

wie in Kapitel 3.9.1 beschrieben. Die gleichmäßige Verteilung des 2,4,6-TCA in Abb.

4.29, bei der alle Scheiben mit Ausnahme der ersten annähernd gleiche Mengen

2,4,6-TCA enthielten, zeigt, daß die Substanz über den gesamten Injektionskanal

verteilt war. Dies kann schon bei der Dotierung, oder auch erst bei der Lagerung auf

dem Wein erfolgt sein. In jedem Fall belegt dieses Ergebnis, daß auch diese

Methode zur Dotierung von Korken nicht geeignet ist.

4.7.1.4 Verkleben von Naturkorkscheiben nach einer Dotierung mit 2,4,6-

TCA

Das äußere Erscheinungsbild der Korken war einwandfrei und litt weder unter dem

Verkleben noch dem Trocknen im Brutschrank. Vorversuche zeigten, daß die

physikalischen Eigenschaften durch die verschiedenen Behandlungsschritte nicht

beeinträchtigt wurden. Durch das genaue Anpassen der Schnittstellen war das

optische Erscheinungsbild nur geringfügig verändert.

Durch die Analyse verschiedener Abschnitte der dotierten Korken sollte die

Verteilung des 2,4,6-TCA im Korken überprüft werden.

Bei der Dotierung wurde das 2,4,6-TCA möglichst punktförmig auf die vom

Naturkorken getrennte Scheibe gegeben. Bei dieser Art der Dotierung besteht die

Gefahr, daß das 2,4,6-TCA beim anschließenden Verkleben und Trocknen an den

Rand des Korkens diffundiert. Die Folge wäre, daß das 2,4,6-TCA nicht nur durch

den Korken, sondern auch zwischen Korken und Flaschenhals in den Wein gelänge.

Daher wurden fertig dotierte Korken mit einer 6 mm langen Scheibe insgesamt 12

mm vom unteren Ende des Korkens abgetrennt. Diese Scheibe wurde mit einem

Korkbohrer so durchbohrt, daß ein 2 mm starker äußerer Ring erhalten wurde. Der

verbliebene Kern wurde noch zweimal mit verschiedenen Bohrern bearbeitet, so daß

insgesamt drei, jeweils 2 mm dicke Röhren und ein 12 mm dicker Kern übrigblieben

(Abb. 4.32).

Schnittstelle

Röhre 2

Röhre 1

Röhre 3

Kern

Dotierstelle

Abb. 4.32 : Untersuchte Bereiche eines dotierten Naturkorkens nach Dotierung,

Verkleben und Aushärten des Klebers im Brutschrank

0

25

50

75

100

125

Röhre 1(außen)

Röhre 2 Röhre 3 Kern

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.33 : Horizontale Diffusion von 2,4,6-TCA in einem dotierten Naturkorken

nach Dotierung, Verkleben und Trocknen im Brutschrank (Prozentuale


Die vier verschiedenen Stücke wurden getrennt vermahlen und jeweils 20 mg mit der

SPME-Methode auf 2,4,6-TCA analysiert, um die horizontale Diffusion des 2,4,6-

TCA beim Dotieren und Trocknen zu bestimmen (Abb. 4.33). Die Abb. 4.33 zeigt,

daß nur ein kleiner Teil des 2,4,6-TCA an den Rand des Korkens diffundierte und

der größte Teil sich auf den Kern des Korkens konzentrierte. Ziel des

Migrationsversuches war es, die vertikale Diffusion im Naturkorken bei der Lagerung

mit Wein zu bestimmen. Eine solche Diffusion im Korken vor der Lagerung wäre

daher nicht erwünscht. Um dies zu überprüfen, wurde von den fertig dotierten

Korken die Zone um die Dotierstelle in Form einer 2 mm dicken Scheibe entfernt.

Des weiteren wurden, sowohl in Richtung Korkspiegel, als auch zur Korkmitte hin,

insgesamt vier, jeweils 2 mm dicke Scheiben abgetrennt (Abb. 4.34) und das 2,4,6-

TCA in diesen bestimmt (Abb. 4.35).

Dotierstelle

Schnittstelle

Mitte Dotierstelle

Scheibe 2Scheibe 5

Scheibe 1 Scheibe 4

Abb. 4.34 : Untersuchte Scheiben eines dotierten Naturkorkens nach Dotierung,


0

20

40

60

80

100

120

Scheibe 1 Scheibe 2 Mitte Scheibe 4 Scheibe 5

Rel

ativ

e Pe

akflä

che

[%]

Abb. 4.35 : Vertikale Diffusion von 2,4,6-TCA in verschiedenen Scheiben eines

Naturkorkens nach Dotierung, Verkleben und Trocknen im Brutschrank

(Prozentuale Darstellung mit der höchsten Peakfläche als Bezugspunkt;

n = 3)

4 mm dicke Scheibe um die Dotierstelle

Dotierstelle

Abb. 4.36 : Untersuchte Korkscheibe eines dotierten Naturkorkens nach Dotierung,


Aus Abb. 4.35 ist zu entnehmen, daß eine Diffusion in die angrenzenden Bereiche

stattgefunden hat, doch war diese so gering, daß die auf die geschilderte Art und

Weise dotierten Korken für den Lagerversuch verwendet werden konnten.

In einem weiteren Experiment sollte überprüft werden, wieviel 2,4,6-TCA nach den

verschiedenen Schritten der Dotierung noch in den Korken enthalten war. Dazu

wurde von fünf präparierten Korken die insgesamt 4 mm dicke Zone um die

Dotierstelle kleingemahlen und 20 mg des homogenisierten Materials mit der SPME-

Methode vermessen (Abb. 4.36).

In Tab. 4.14 ist die auf diese Weise bestimmte 2,4,6-TCA-Konzentration im

Vergleich zu drei Naturkorken, die von reklamierten Flaschen stammten, aufgeführt.

Tab. 4.14 : 2,4,6-TCA in einem dotierten Naturkorken und in „realen“ Naturkorken,

die von reklamierten Flaschen stammten

Dotierter

Korken

Korken 1

(1994’er

Muskateller)

Korken 2

(1995’er

Spätburgunder)

Korken 3

(1993’er

Ruländer)

2,4,6-TCA

[ng/g Kork]19,6 6,4 28,5 4,2

Aus Tab. 4.14 geht hervor, daß der auf diese Weise dotierte Naturkorken mit

„realen“ Proben aus der Praxis bezüglich der Gesamtkonzentration an 2,4,6-TCA

vergleichbar war. Daher wurden die 10 ng 2,4,6-TCA, mit denen die Korken absolut

dotiert worden waren, bei den weiteren Versuchen beibehalten. Die

Standardabweichung betrug 19% (3,7 von 19,6 ng/g Kork), was mit der anisotropen

Struktur des Naturkorkens erklärbar ist.

Die Sektkorken und die Naturkorken bei der Versuchsreihe zur Bestimmung der

Migration bei Naturkorken unterschiedlicher Qualität wurden mit 30 ng absolut

dotiert. Es wurden für die Naturkorken der Qualität „6.Klasse“ 26,6 ng/g Kork, für

Naturkorken der Qualität „Super“ 15,4 ng/g Kork, sowie für Sektkorken 64,5 ng/g

Kork quantifiziert. Die horizontale und vertikale Diffusion erbrachte hier die gleichen

Ergebnisse wie bei den Korken des ersten Lagerversuches.

4.7.2 Lagerversuche

Bei den Lagerversuchen wurden an definierten Terminen immer drei Flaschen

geöffnet und die 2,4,6-TCA-Konzentration im Wein mit der SPME-Methode

bestimmt. Die dazugehörigen Korken wurden ebenfalls auf ihre Gehalte an 2,4,6-

TCA untersucht. Dazu wurde eine einen Millimeter dicke Scheibe vom unteren, zur

Flasche weisenden Spiegel abgetrennt. Die Scheibe wurde gemahlen und 20 mg mit

der SPME-Methode analysiert . Bei den Varianten, bei denen die Dotierstelle in 2

mm Entfernung zum Korkspiegel lag, wurde vom restlichen Korken die

nächstfolgende Schicht in Form einer 2 mm dicken Scheibe in gleicher Weise

analysiert. Von den 6 mm Varianten wurde der Bereich zwischen 1 und 5 mm

verworfen und die 2 mm dicke Scheibe um die Dotierstelle untersucht. In den

nachfolgenden Tabellen und Abbildungen sind die 2,4,6-TCA-Konzentrationen im

Wein und im Korkmaterial als Mittelwerte von jeweils drei Proben angegeben. Bei

der sensorischen Prüfung des Weines wurden die drei Flaschen homogenisiert

verkostet.

4.7.2.1 Einfluß der Lagerungstemperatur

Um zu überprüfen, ob das 2,4,6-TCA durch die Korkscheibe hindurch diffundierte

oder zwischen Korken und Flaschenhals in den Wein gelangte, wurde von der

Scheibe Dotierstelle (Abb. 4.30) der Randbereich komplett in einem einen Millimeter

dicken Ring entfernt und auf die Anwesenheit von 2,4,6-TCA untersucht. In Abb.

4.37 ist der zeitabhängige Verlauf der 2,4,6-TCA-Konzentration in diesem Bereich

dargestellt.

Die 2,4,6-TCA-Konzentration sank in diesem Bereich über den

Beobachtungszeitraum leicht ab, wobei die in diesem Teil des Korkens gefundenen

Konzentrationen insgesamt recht niedrig waren. Wäre das 2,4,6-TCA nicht durch die

Scheibe hindurch, sondern nach einem Aufweichen des Klebers zwischen dem

Korken und dem Flaschenhals in den Wein gelangt, dann hätten in diesem

Randbereich wesentlich höhere Gehalte vorliegen müssen.

Bei der Untersuchung der Randbereiche der anderen Varianten zeigten sich

ähnliche Migrationsverläufe. Aus diesem Grund werden sie bei den anderen

Abschnitten dieses Kapitels nicht mehr extra aufgeführt.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0 10 20 30 40 50Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k]

Abb. 4.37 2,4,6-TCA im Randbereich der 1 mm dicken Scheibe „Dotierstelle“ in

Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Weinflasche, n = 3 (2 mm,

liegend, 25°C),

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40 50 60Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k]

2 mm, liegend, 10°C


Abb. 4.38 2,4,6-TCA-Konzentration in der 2 mm dicken Scheibe „Dotierstelle“ bei

einer kalt (2 mm, liegend, 10°C) und einer warm (2 mm, liegend, 25°C)


Weinflasche (n = 3)

Beim Vergleich der Dotierstellen von kalt (10°C) und warm (25°C) gelagerten

Varianten zeigten beide ein deutliches Absinken der 2,4,6-TCA-Konzentrationen

(Abb. 4.38).

Im Gegensatz zum recht ähnlichen Verlauf an der Dotierstelle, zeigten die bei

unterschiedlichen Temperaturen gelagerten Varianten an der Scheibe „Korkspiegel“

deutliche Unterschiede. Während bei der 10°C-Variante nach 55 Tagen Lagerzeit

kein 2,4,6-TCA nachzuweisen war, stieg die 2,4,6-TCA-Konzentration bei der 25°C-

Variante nach 42 Tagen bis auf über 4 ng/g Kork an (Abb. 4.39).

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50 60Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k]



Abb. 4.39 2,4,6-TCA-Konzentration in der 1 mm dicken Scheibe „Korkspiegel“ bei

einer kalt (2 mm, liegend, 10°C) und einer warm (2 mm, liegend, 25°C)


Weinflasche (n = 3)

Dieser Trend setzt sich bei der Untersuchung der 2,4,6-TCA-Konzentrationen im

Wein fort. Hier war nach 30 Tagen erstmals 2,4,6-TCA im warm gelagerten Wein

nachweisbar. Die geringe 2,4,6-TCA-Konzentration führte nicht zu einem signifikant

von allen Prüfern wahrnehmbaren Korkton. Nur 50 % des Panels konnte einen

Korkton feststellen. Beim nächsten Öffnungstermin zeigte der Wein sensorisch

einen deutlichen Korkton, der von allen Prüfern wahrgenommen wurde. Die

instrumentell-analytischen Daten stimmen hier mit den sensorischen gut überein,

denn die 2,4,6-TCA-Konzentration betrug nach dieser Lagerzeit 4,2 ng/L, ein Wert

der für diesen Wein bei allen Prüfern oberhalb der persönlichen sensorischen

Schwellenwerte lag. In der kalt gelagerten Variante war dagegen auch nach 55

Tagen Lagerzeit kein 2,4,6-TCA nachzuweisen (Abb. 4.40).

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50 60Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/L]



50 % Korkton

100 % Korkton

Abb. 4.40 2,4,6-TCA-Konzentration im Wein bei einer kalt (2 mm, liegend, 10°C)

und einer warm (2 mm, liegend, 25°C) gelagerten Variante in

Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Weinflasche (n = 3)

4.7.2.2 Einfluß der Lagerungsart

Das Absinken der 2,4,6-TCA-Konzentration an der Dotierstelle war in der stehend

gelagerten Variante gegenüber der liegenden Lagerung geringfügig verzögert (Abb.

4.41). Dies wurde durch die Untersuchung der Korkspiegel bestätigt, denn hier

konnte 2,4,6-TCA bei der liegend gelagerten Variante erstmals nach 20 Tagen

nachgewiesen werden. Die stehende Variante zeigte dagegen erst nach 41 Tagen

eine meßbare Menge 2,4,6-TCA (Abb. 4.42).

Auch im Wein konnte bei der liegenden Variante nach 30 Tagen eine geringe 2,4,6-

TCA-Konzentration bestimmt werden. Der Wein wies einen von nicht allen Prüfern

wahrgenommenen, schwachen Korkton auf. Bei der stehenden Variante konnte erst

nach 41 Tagen 2,4,6-TCA nachgewiesen werden. Die Konzentration war nach dieser

Lagerzeit mit der bei der liegenden Lagerung vergleichbar. Beide Weine wiesen

einen sensorisch deutlich wahrnehmbaren Korkton auf (Abb. 4.43).

0

5

10

15

20

25


2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k]

2 mm, stehend, 25°C


Abb. 4.41 2,4,6-TCA-Konzentration in der 2 mm dicken Scheibe „Dotierstelle“ bei

einer stehend (2 mm, stehend, 25°C) und einer liegend (2 mm, liegend,

25°C) gelagerten Variante in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der

Weinflasche (n = 3)

0

1

2

3

4

5


2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k]

2 mm, stehend, 25°C2 mm, liegend, 25°C

Abb. 4.42 2,4,6-TCA-Konzentration in der 1 mm dicken Scheibe „Korkspiegel“ bei

einer stehend (2 mm, stehend, 25°C) und einer liegend (2 mm, liegend,

25°C) gelagerten Variante in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der

Weinflasche (n = 3)

0

1

2

3

4

5


2,4,

6-TC

A [n

g/L]

2 mm, stehend, 25°C


50 % Korkton

100 % Korkton

Abb. 4.43 2,4,6-TCA-Konzentration im Wein bei einer stehend (2 mm, stehend,

25°C) und einer liegend (2 mm, liegend, 25°C) gelagerten Variante in


4.7.2.3 Bestimmung der Migationsgeschwindigkeit durch unbelastetes

Korkmaterial

Sowohl die Variante mit der 2 mm, als auch die mit der 6 mm dicken Scheibe zeigten

ein deutliches Absinken der 2,4,6-TCA-Konzentration an der Scheibe „Dotierstelle“

(Abb. 4.44).

Ein Ausfall des GC/MS-Systems aufgrund eines technischen Defekts bedingte den

langen Abstand zwischen den letzten beiden Meßpunkten bei der 6 mm Variante.

Am Korkspiegel zeigte die 2 mm Variante zu einem wesentlich früheren Zeitpunkt

einen Anstieg der 2,4,6-TCA-Konzentration, wobei auch deutlich höhere 2,4,6-TCA-

Konzentrationen gemessen wurden (Abb. 4.45).

Der Wein der 2 mm Variante wies nach 41 Tagen sensorisch einen von allen

Prüfern erkannten Korkton auf, verursacht durch eine 2,4,6-TCA-Konzentration von

4,2 ng/L. In der 6 mm Variante konnten nur 50 % der Prüfer nach einer Lagerzeit von

134 Tagen einen Korkton im Wein feststellen. Der Wein enthielt zu diesem Zeitpunkt

0,9 ng/L 2,4,6-TCA (Abb. 4.46).

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100 120 140Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k]



Abb. 4.44 2,4,6-TCA-Konzentration in der Scheibe „Dotierstelle“ bei der Variante

mit einer 2 mm (2 mm, liegend, 25°C) und der Variante mit einer 6 mm

dicken Scheibe (6 mm, liegend, 25°C) in Abhängigkeit von der Lagerzeit

in der Weinflasche (n = 3)

0

1

2

3

4

5

0 20 40 60 80 100 120 140Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k]



Abb. 4.45 2,4,6-TCA-Konzentration in der Scheibe „Korkspiegel“ bei der Variante

mit einer 2 mm (2 mm, liegend, 25°C) und der Variante mit einer 6 mm

dicken Scheibe (6 mm, liegend, 25°C) in Abhängigkeit von der Lagerzeit

in der Weinflasche (n = 3)

0

1

2

3

4

5

0 20 40 60 80 100 120 140Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/L]


2 mm, liegend, 25°C100 % Korkton

50 % Korkton

Abb. 4.46 2,4,6-TCA-Konzentration im Wein bei der Variante mit einer 2 mm (2

mm, liegend, 25°C) und der Variante mit einer 6 mm dicken Scheibe (6

mm, liegend, 25°C) in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der

Weinflasche (n = 3)

4.7.2.4 Migration aus dem Agglomeratkörper durch eine aufgeklebte

Naturkorkscheibe (1+1-Korken)

Abb. 4.47 stellt die Veränderung des 2,4,6-TCA-Gehaltes an der Dotierstelle bei den

bei unterschiedlichen Temperaturen gelagerten 1+1-Korken dar.

Man erkennt bei beiden Varianten einen deutlichen Rückgang schon beim ersten

Öffnungstermin nach 6 Tagen. Im weiteren Verlauf der Lagerung sank der Wert in

diesem Abschnitt des Korkens sowohl bei der kalt (10°C), als auch bei der warm

(25°C) gelagerten Variante nur noch geringfügig ab.

In der Scheibe Korkspiegel war das 2,4,6-TCA nach 6 Tagen in beiden Varianten

nachzuweisen, mit einem annähernd parallelen Verlauf (Abb. 4.48).

Im Wein wurde beim ersten Öffnen nach 6 Tagen 2,4,6-TCA in beiden Varianten

nachgewiesen, wobei die Konzentration im Laufe der weiteren Lagerung nicht

signifikant weiter anstieg. Die 2,4,6-TCA-Konzentration lag hier an der unteren

Grenze des sensorischen Schwellenwertes, so daß nur die Prüfern mit den

geringsten sensorischen Schwellenwerten einen Fehlton feststellen konnten. Auch

bei allen weiteren sensorischen Verkostungen zeigte sich dieses Ergebnis (Abb.

4.49).

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25 30Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k]

1+1, liegend, 25°C

1+1, liegend, 10°C

Abb. 4.47 2,4,6-TCA-Konzentration in der Scheibe „Dotierstelle“ bei einem kalt

(1+1-Korken, liegend, 10°C) und einem warm (1+1-Korken, liegend,

25°C) gelagerten 1+1-Korken in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der

Weinflasche (n = 3)

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k] 1+1, liegend, 25°C

1+1, liegend, 10°C

Abb. 4.48 2,4,6-TCA-Konzentration in der Scheibe „Korkspiegel“ bei einem kalt

(1+1-Korken, liegend, 10°C) und einem warm (1+1-Korken, liegend,

25°C) gelagerten 1+1-Korken in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der

Weinflasche (n = 3)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0 5 10 15 20 25 30Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/L]

1+1, liegend, 25°C

1+1, liegend, 10°C

Abb. 4.49 2,4,6-TCA-Konzentration im Wein bei einem kalt (1+1-Korken, liegend,

10°C) und einem warm (1+1-Korken, liegend, 25°C) gelagerten 1+1-

Korken in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Weinflasche (n = 3)

4.7.2.5 Migration aus dem Agglomeratkörper durch zwei aufgeklebte

Naturkorkscheiben (Sektkorken)

In Abb. 4.50 ist der Verlauf der 2,4,6-TCA-Konzentration an der Dotierstelle, das

heißt zwischen Agglomeratkörper und der ersten Naturkorkscheibe, sowie dem

Bereich zwischen der ersten und der zweiten Naturkorkscheibe (Schicht 2) in

Abhängigkeit von der Lagerzeit dargestellt.

Mit dem Absinken der 2,4,6-TCA-Konzentration an der Dotierstelle ist ein Anstieg an

der Schicht 2 verbunden. In dieser direkt an die Dotierstelle angrenzenden Scheibe

war schon nach 5 Tagen 2,4,6-TCA nachzuweisen, wobei hier nach 57 Tagen 7 ng/g

Kork quantifiziert werden konnten.

Am Korkspiegel konnte nach 5 Tagen 2,4,6-TCA in einer geringen Konzentration

nachgewiesen werden. Im Laufe der Lagerung nahm diese Konzentration nur noch

geringfügig zu. Im Wein zeigte sich erstmals nach 57 Tagen 2,4,6-TCA, jedoch nur

in einer geringen Konzentration, die nicht zur Auslösung eines Korktons

ausreichte.(Abb. 4.51).

01020304050607080

0 10 20 30 40 50 60Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k]

Schicht 2

Dotierstelle

Abb. 4.50 : 2,4,6-TCA-Konzentration in den Scheiben „Dotierstelle“ und „Schicht 2“

bei einem Sektkorken (stehend, 25°C) in Abhängigkeit von der Lagerzeit

in der Sektflasche (n = 3)

Abb. 4.51 : 2,4,6-TCA-Konzentration in der Scheibe „Korkspiegel“ und im Wein bei

einem Sektkorken (stehend, 25°C) in Abhängigkeit von der Lagerzeit in

der Sektflasche (n = 3)

0,0

0,5

1,0

1,5

0 10 20 30 40 50 60Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k]

0,0

0,5

1,0

1,5

2,4,

6-TC

A [n

g/L]

Wein

Korkspiegel

4.7.2.6 Migrationsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Korkqualität

durch den Vergleich von Korken aus unterschiedlichen Güteklassen

(„Super“ und „6.Klasse“)

In Abb. 4.52 erkennt man, daß die TCA-Konzentrationen an den Dotierstellen beider

Qualitäten über den gesamten Untersuchungszeitraum von 57 Tagen nicht

signifikant abnahmen.

05

10152025303540

0 10 20 30 40 50 60Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k]

Qualität : "Super"

Qualität : "6.Klasse"

Abb. 4.52 : 2,4,6-TCA-Konzentrationen in der Scheibe „Dotierstelle“ bei Naturkorken

der Qualitäten „Super“ und „6.Klasse“ (liegend, 25°C) in Abhängigkeit

von der Lagerzeit in der Weinflasche (n = 3)

Dagegen ergab die Untersuchung der Korkspiegel beider Varianten deutliche

Unterschiede. Während bei der Qualität „Super“ zu keinem Zeitpunkt 2,4,6-TCA-

Konzentrationen über 1 ng/g Kork bestimmt werden konnten, wies die Scheibe

Korkspiegel bei der Qualität „6.Klasse“ nach 57 Tagen Lagerzeit 17 ng/g Kork auf

(Abb. 4.53).

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40 50 60Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/g

Kor

k]

Qualität : "Super"


Abb. 4.53 : 2,4,6-TCA-Konzentrationen in der Scheibe „Korkspiegel“ bei

Naturkorken der Qualitäten „Super“ und „6.Klasse“ (liegend, 25°C) in


02468

10121416

0 10 20 30 40 50 60Lagerzeit [Tage]

2,4,

6-TC

A [n

g/L]

Qualität : "Super"


100 % Korkton

0 % Korkton

Abb. 4.54 : 2,4,6-TCA-Konzentrationen im Wein bei der Lagerung von dotierten

Naturkorken der Qualitäten „Super“ und „6.Klasse“ (liegend, 25°C) in Abhängigkeit

von der Lagerzeit in der Weinflasche (n = 3)

Bei der Quantifizierung der 2,4,6-TCA-Konzentrationen in den entsprechenden

Weinen zeigten sich ebenfalls große Unterschiede zwischen den Varianten.

Während nach 57 Tagen Lagerung mit den dotierten Naturkorken der Qualität

„Super“ kein 2,4,6-TCA im Wein nachzuweisen war, konnte in dem mit den

preisgünstigen Korken gelagerten Wein schon nach 26 Tagen 2,4,6-TCA bestimmt

werden (1,4 ng/L). Nach 57 Tagen wurden über 13 ng/L gemessen, was mit einem

von allen Prüfern bemerkten Korkton verbunden war, während der Wein, der mit der

teuren Korkqualität gelagert wurde, sensorisch einwandfrei war (Abb. 4.54).

5 Diskussion


TCA in Wein

Der Nachweis von 2,4,6-TCA in Wein bis hinab zum sensorischen Schwellenwert mit

Hilfe der SPME gelang nur durch die Optimierung einer Vielzahl von Parametern.

Daher soll an dieser Stelle auf die einzelnen Schritte der Methodenentwicklung

eingegangen werden.

Die an der SPME-Faser angelagerte Menge eines beliebigen Analyten sollte nach

der Theorie unabhängig von der Position der SPME-Faser im Inneren eines

geschlossenen Systems sein, sofern die Volumina von SPME-Fasermaterial,

Headspace und Probe konstant gehalten werden [111]. Beim Vergleich von direkter

und Headspace-Probenahme ergab die zweite Methode deutlich bessere

Ergebnisse. Möglicherweise wird bei der Extraktion direkt in der Probe durch das

starke Rühren in Verbindung mit der hohen Elutionskraft des Ethanols die

Adsorption von 2,4,6-TCA an die SPME-Faser reduziert.

Nachteilig ist bei der direkten Probenahme auch die Aufnahme anderer,

nichtflüchtiger Weininhaltsstoffe wie Zucker, organische Säuren, Glycerin etc., die

nicht nur die Lebensdauer der SPME-Faser verkürzen, sondern auch zur

Verschmutzung des Injektors und der analytischen Säule führen.

Aus diesen Gründen erfolgte bei allen Analysen die Probenahme aus der

Headspace.

Der Anstieg der Empfindlichkeit der SPME-Methode um den Faktor 1,3 durch die

Sättigung der Probe mit NaCl entspricht den Ergebnissen anderer Untersuchungen

[111]. Gleiches gilt für die Steigerung der Adsorptionsrate durch die Agitation der

Probe [111].

Für die Eignung eines bestimmten SPME-Fasertyps ist die chemische Natur des

Analyten und hier besonders die Polarität die entscheidende Größe. Das 2,4,6-TCA

nimmt nach den Ergebnissen der hier vorliegenden Versuchsreihe bezüglich der

Polarität eine Zwischenstellung ein. Nur so kann der geringe Unterschied in der

Empfindlichkeit von 100% (PDMS) gegenüber 90% (Polyacrylat) erklärt werden. Um

eine möglichst tiefe Nachweisgrenze zu ermöglichen wurde die PDMS-SPME-Faser

mit der größtmöglichen Filmdicke von 100 µm gewählt, weil diese die höchste

Adsorptionskapazität besitzt [111].

Durch die Methylierung der phenolischen Gruppe am aromatischen Ring fehlt dem

2,4,6-TCA die Möglichkeit zur Dissoziation. Dies ist der Grund für den fehlenden

Einfluß einer pH-Wert-Variation innerhalb des hier untersuchten Bereiches (2,8 -

4,2), der die in der Weinmatrix auftretenden Spannen umfaßt.

Bei der Headspace-SPME-Methode sank die 2,4,6-TCA-Ausbeute mit steigendem

Ethanolgehalt, wobei die Ursache in der guten Löslichkeit des lipophilen 2,4,6-TCA

im lipophilen Lösungsmittel Ethanol zu suchen ist. Bei steigendem Ethanolgehalt

verbessert sich damit die Löslichkeit der Substanz in der Matrix, was mit einem

Sinken des Partialdampfdrucks der gelösten Verbindung verbunden ist. Mit dem

Dampfdruck sinkt auch der Verteilungskoeffizient K [46], das heißt die Konzentration

in der Gasphase und so die adsorbierte Menge an 2,4,6-TCA. Ein Weg, die

Empfindlichkeit der Methode zu steigern wäre es daher, die Ethanolkonzentration im

Wein zu erniedrigen. Dazu werden bei Wein destillative Methoden [77, 134] und

Membranverfahren, wie Umkehrosmose [161], Dialyse [169], Perevaporation [113]

und Transmembran-Destillation [125] eingesetzt. Alle Methoden sind jedoch mit

einer möglichen Abreicherung der Analyten sowie einem hohen Zeit- und

Kostenaufwand verbunden. Die einzige einfach durchzuführende Methode wäre die

Verdünnung mit Wasser. Dabei wird aber auch die Konzentration des 2,4,6-TCA

erniedrigt. Aus Abb. 4.5 erkennt man, daß ein Wein mit 10 Vol.% gegenüber einem

mit 1 Vol.% zwar eine um den Faktor zwei erhöhte Adsorptionsrate besitzt. Dazu

wäre jedoch bei einer realen Probe eine Verdünnung um den Faktor zehn nötig.

Somit kann der Anstieg des Partialdampfdruckes diese Verdünnung nicht

kompensieren. Alle Weine wurden aus diesem Grund unverdünnt analysiert. Zu

beachten ist aber, daß der Matrixeffekt des Ethanols bei unbekannten Proben zu

Fehlern bei der Quantifizierung führt, wenn die Methode des externen Standards

angewandt wird. Um die unterschiedlichen Ethanolgehalte verschiedener Weine

berücksichtigen zu können, wurde daher bei der Quantifizierung 2,3,6-TCA als

interner Standard zugesetzt.

Das bei der Quantifizierung von 2,4,6-TCA beobachtete Auftreten eines Maximums

bei einer Temperatur von 25°C (Kapitel 3.4.1.1) erklärt sich durch die

konkurrierenden Effekte der Erhöhung des Partialdampfdrucks bei der

Temperaturerhöhung einerseits und die gesteigerte Desorption andererseits. Die

Probenahme bei 25°C ergab innerhalb der hier durchgeführten Versuchsreihen

ausreichend gute Ergebnisse, doch könnte die Empfindlichkeit der Methode durch

das Kühlen der SPME-Faser bei gleichzeitiger Erhöhung der Probentemperatur aus

den genannten Gründen (Kapitel 3.4.1.1) weiter erhöht werden.

Da die Probenvorbereitungszeit für die hier vorgestellte Methode minimiert werden

sollte, wurde bei den Analysen nur 30 Minuten extrahiert, da nach dieser Zeitspanne

eine für die Quantifizierung ausreichende 2,4,6-TCA-Menge an der SPME-Faser

adsorbiert war.

Bei zurückliegenden Untersuchungen zur Quantifizierung von Terpenen in

Weißweinen [53] wurde ebenfalls eine optimale Ausbeute am Detektor bei einer

möglichst großen Eintauchtiefe der SPME-Faser im Injektor des GC erreicht. Leider

waren vom Hersteller des bei diesen Untersuchungen eingesetzten

Gaschromatographen keine kleineren Liner als solche mit 2 mm Innendurchmesser

käuflich zu erwerben. Liner mit kleinerem Innendurchmesser hätten zu geringeren

Peakbreiten und damit geringeren Standardabweichungen bei der Quantifizierung

geführt [111]. Trotzdem war die Desorption im Injektor rasch genug und die

Peakformen akzeptabel wozu auch die hohe Injektortemperatur von 250°C beitrug.

Die Nachweisgrenze von 1 ng 2,4,6-TCA in einem Liter Wein kann als

praxistauglicher Wert bezeichnet werden, da nur sehr wenige Menschen einen

geringeren sensorischen Schwellenwert besitzen (Kapitel 4.5). Die Mehrheit ist erst

ab einer Konzentration zwischen 3 und 10 ng/L in der Lage zwischen einer 2,4,6-

TCA-freien und einer belasteten Probe zu unterscheiden (Tab. 1.1 und Kapitel 4.5).

Demnach ist die hier entwickelte SPME-Methode eine schnelle, lösungsmittelfreie

und einfach durchzuführende Methode zur Analyse des Korkgeschmacks in Wein in

Konzentrationen unterhalb des sensorischen Schwellenwertes.

Eine vergleichende Studie untersuchte die Empfindlichkeit einer dynamischen

Headspace Methode mit anschließender Konzentration auf Tenax gegenüber der

Extraktion mit SPME-Fasern [40]. Dabei zeigte sich eine höhere Empfindlichkeit zur

Quantifizierung von Kola-Aromastoffen im Spurenbereich für die dynamische

Headspace Methode. In einer jüngeren SPME GC/MS-Methode zur Quantifizierung

von 2,4,6-TCA in Wein konnte eine Quantifizierungsgrenze von 5 ng/L erreicht

werden [44]. Auch bei der Detektion mit einem ECD konnte eine SPME-GC-Methode

mit einer Nachweisgrenze von 1 ng/L für das 2,4,6-TCA ausgearbeitet werden [99].

Die Empfindlichkeit der Methode könnte durch eine Optimierung des

Probenvolumens weiter gesteigert werden. Demnach sollte das Headspacevolumen

bei einem möglichst großen Probenvolumen möglichst klein gehalten werden, wenn

eine hohe Sensitivität angestrebt wird. In der Praxis bestimmen die vorliegenden

Probengefäße in weit größerem Maß die Methodenentwicklung. Es soll angemerkt

werden, daß die Sensitivität der Methode trotz der nicht optimalen Probengefäße

ausreichend war.

Auf eine Bestimmung der Nachweisgrenzen der SPME-Methode für die restlichen

Substanzen aus Tab. 1.1 wurde aus folgenden Gründen verzichtet :

1. Wie im Ergebnisteil aufgeführt, konnte in keinem Wein mit einem sensorisch

wahrnehmbaren Korkton eine andere Substanz als das 2,4,6-TCA nachgewiesen

werden.

2. Die Schwellenwerte der anderen Substanzen liegen zum Teil um mehrere

Zehnerpotenzen über dem von 2,4,6-TCA (Tab. 1.1).

3. Manche der Substanzen können nicht als Reinsubstanz erworben werden und

müßten synthetisiert werden, was aufgrund der fehlenden qualitativen Nachweise

nicht erforderlich war.

Eine SPME-Methode zur Quantifizierung von Geosmin, 2-MIB und 2,4,6-TCA in

Wasser (Probenahme direkt im Wasser) belegt die vergleichbare Empfindlichkeit

bezüglich dieser Substanzen [101]. Demnach hätte bei einer Anwesenheit von 2-MIB

und/oder Geosmin in Konzentrationen von sensorischer Relevanz ein qualitativer

Nachweis stattfinden müssen, was bei keiner der im Rahmen dieser Arbeit

untersuchten Proben der Fall war.

Aus der mit Hilfe der direkten Injektion von in Hexan gelöstem 2,4,6-TCA

gewonnenen Kalibriergerade (Abb. 4.10) ergibt sich für eine absolute Menge von 50

pg 2,4,6-TCA eine Peakfläche von 35 000 Counts am MSD. Der Vergleich mit den

bei der MHE-SPME erhaltenen 42 000 Counts zeigt die Eignung der Multiplen

Headspace Extraktion als eine weitere Möglichkeit zur Quantifizierung von 2,4,6-

TCA in Wein. Zur Quantifizierung aus komplexen Matrices wurde die MHE-Technik

1982 erstmals in der Literatur erwähnt [82]. In Verbindung mit der SPME konnten

ebenfalls die Vorzüge bei nicht-flüssigen Matrices gezeigt werden [112]. Nachteil der

Technik im Vergleich zur Quantifizierung über einen internen Standard ist die Anzahl

der benötigten Messungen bis zur erschöpfenden Extraktion des zu untersuchenden

Analyten. Da jedoch die bei der ersten Messung an der SPME-Faser angelagerte

Menge des Analyten zur Konzentration in der jeweiligen Lösung proportional ist,

kann durch die Berechnung des exponentiellen Abfalls der weiteren Extraktionen auf

die gesamte in der Probe befindliche Menge des Analyten geschlossen werden. Für

die hier untersuchte Probenmatrix Wein ergeben sich für die Quantifizierung über

die MHE-Technik keine signifikanten Vorteile. Anwendungsmöglichkeiten für diese

Art der Quantifizierung sind eher bei schwierigen Matrices zu suchen, die die

Verwendung eines internen Standards nicht gestatten, was im folgenden Kapitel am

Beispiel des Korkens ausgeführt wird.


TCA in Naturkorken und Korkmaterial

Bei einer festen Matrix wie Korkmaterial kann die Probenahme bei der SPME-

Technik wegen der fehlenden flüssigen Phase nur in der Gasphase über der Probe,

der Headspace erfolgen. Ein direkter Kontakt mit dem Korkmaterial hätte zu einer

Zerstörung der SPME-Faser geführt.

In Abb. 4.11 kann man erkennen, daß durch den Zusatz von Wasser die

Empfindlichkeit der Methode im Gegensatz zur trockenen Probe und auch zu den

Proben mit Ethanol- und N,N-DMF-Zusatz deutlich gesteigert werden konnte.

Ursache dafür ist das Durchtränken des Korkmaterials mit Wasser, wodurch das

2,4,6-TCA vermehrt in die Headspace überführt wird. Beim Zusatz von Ethanol oder


N,N-DMF sinkt dagegen die Konzentration in der Headspace, was sich in den

geringeren Ausbeuten an der SPME-Faser bemerkbar macht. Beide Lösungsmittel,

eines polar, das andere unpolar, vermögen 2,4,6-TCA zu lösen. Ethanol wurde aus

diesem Grund bereits bei der Extraktion von 2,4,6-TCA aus Korkmaterial benutzt

[83]. Bei diesem Verfahren wurde das Ethanol anschließend mit Freon extrahiert und

der Extrakt in den Gaschromatographen injiziert. Dies zeigt die gute Löslichkeit von

2,4,6-TCA in Ethanol. Eine gute Löslichkeit bedeutet aber auch ein Absinken von K

und damit eine Reduzierung der an der SPME-Faser angelagerten Menge [46].

Dieses Ergebnis deckt sich mit der SPME-Methodenentwicklung bei Wein (Kapitel

4.1.6), wo die Empfindlichkeit der Methode mit einem Anstieg des Ethanolgehalts im

Wein sank. Aus den gleichen Gründen sinkt die Empfindlichkeit bei der Verwendung

von N,N-DMF.

Eine Alternative wäre die Extraktion des Korkmaterials mit einem polaren

Lösungsmittel wie Methanol oder Ethanol und einem anschließenden Zusatz von

Wasser zu diesem Extrakt, um die Analyten in die Headspace zu überführen [111].

Nachteilig dabei ist die lange Zeitspanne, die zur Extraktion des Korkmaterials

benötigt wird [83].

Das Zerkleinern in staubfeine Partikel führte zu einer vermehrten Freisetzung von

2,4,6-TCA, belegt durch einen Anstieg der Ausbeute an der SPME-Faser. Auch bei

Extraktionen von Feststoffen mit Lösungsmitteln ist eine möglichst gute

Zerkleinerung der Probe vorteilhaft. Dies zeigen eine Reihe von DIN-

Standardmethoden aus dem Bereich der Umweltanalytik, wo die genaue Form des

Zerkleinerns vorgeschrieben ist [157].

Im Gegensatz zur Quantifizierung von 2,4,6-TCA aus Wein ergab sich bei der

Analyse von Korkmaterial eine logarithmische Abhängigkeit von der eingewogenen

Korkmenge. Eine Sättigung der SPME-Faser durch die in der Probe befindliche

Menge des Analyten kann ausgeschlossen werden, da mit der gleichen SPME-Faser

bei der Untersuchung anderer Proben wesentlich höhere Peakflächen erhalten

wurden. Der Grund für den logarithmischen Verlauf ist vermutlich in der Art der

Adsorption des Analyten an die Matrix zu suchen. Von Pentachlorphenol ist bekannt,

daß dieses zum Teil sogar kovalent gebunden an Erdpartikel vorliegt [129]. Als


aktive Stelle fungiert dort die Phenolgruppe, die bei 2,4,6-TCA aufgrund der

Derivatisierung der phenolischen Gruppe zum Anisol als Bindungspartner ausfällt.

Über die Art der Bindung dieses Analyten an die Korkmatrix liegen keine

Untersuchungen vor. Fest steht, daß bei der SPME-Methode nicht die gesamte in

der Probe befindliche 2,4,6-TCA-Menge extrahiert werden kann. Diese Probleme

treten jedoch auch bei der Verwendung von anderen Analysemethoden bei festen

Matrices auf. Für die dargestellten Lagerversuche spielen diese Probleme aufgrund

des vergleichenden Charakters bei konstanten Analysebedingungen keine Rolle.

Bei dem hier vorliegenden Korksystem handelt es sich nicht um eine Lösung,

sondern um eine Suspension von Korkmaterial in Wasser. Auch in der wässrigen

Suspension werden Wassermoleküle durch die Hydratation von Salzionen

gebunden, doch hat der Salzzusatz keinen signifikanten Einfluß auf die

Konzentration des 2,4,6-TCA in der Headspace, wahrscheinlich weil die Löslichkeit

von 2,4,6-TCA zu gering war.

In Kapitel 5.1 sind die Gründe für die Einflüsse der Agitation, der Temperatur, des

Beschichtungsmaterials der SPME-Faser, der Dauer der Adsorption, sowie der

Eintauchtiefe im Injektor des GC bereits diskutiert worden was im gleichen Maße für

die Analyse von 2,4,6-TCA aus Korkmaterial zutrifft.

Da es sich bei den Versuchsreihen MHE-SPME bei Wein und MHE-SPME bei

Korkmaterial um den gleichen Analyten (2,4,6-TCA) handelte, kann das

unterschiedliche Verhalten nur mit der unterschiedlichen Matrix erklärt werden. Das

wesentlich langsamere Absinken der extrahierbaren 2,4,6-TCA-Menge muß seine

Ursache in einer permanenten Nachlieferung von 2,4,6-TCA aus der Korkmatrix an

die Headspace haben. Das 2,4,6-TCA besitzt durch die Methylierung der Hydroxyl-

Gruppe nicht wie das Pentachlorphenol die Möglichkeit einer solchen kovalenten

Bindung [129]. Daß eine große Kapazität zur Bindung von 2,4,6-TCA an

Korkmaterial vorliegen muß, bestätigte sich in einer aktuellen Untersuchung. Dabei

wurde kleingemahlenes Korkmaterial in einem mit 2,4,6-TCA belasteten Wein für

sieben Tage gerührt. Es zeigte sich, daß 88 % des ursprünglich im Wein

befindlichen 2,4,6-TCA vom Korkmaterial aufgenommen wurde [21].


5.3.1 Instrumentell-analytische Auftragsuntersuchungen von Wein an der

SLFA Neustadt

Alle Untersuchungen von realen Proben aus der Praxis belegten, daß das 2,4,6-TCA

den größten Beitrag zum Korkgeschmack liefert.

Ein Grund ist der extrem niedrige sensorische Schwellenwert, der je nach Wein und

Empfindlichkeit des Prüfers zwischen 1 und 30 ng/L liegt (Tab. 1.1 und Kapitel 4.5).

Wurde ein Korkgeschmack sensorisch festgestellt, dann konnte auch in allen

Untersuchungen, die in der SLFA Neustadt in den Jahren 1997 bis 1999

durchgeführt wurden, das 2,4,6-TCA in Konzentrationen oberhalb des sensorischen

Schwellenwertes nachgewiesen werden. Bei einigen Proben konnten nicht alle

Prüfer sensorisch einen Korkton feststellen, obwohl das 2,4,6-TCA quantifiziert

werden konnte. Dies unterstreicht die Bedeutung des sensorischen

Schwellenwertes. Nur wenn er erreicht oder überschritten wird, tritt das Problem

Korkgeschmack in Erscheinung. Von den in Tab. 1.1 aufgelisteten Substanzen, die

als Verursacher des Korkgeschmacks diskutiert werden, konnte in keinem

untersuchten Wein eine andere Substanz als das 2,4,6-TCA nachgewiesen werden.

In Korkmaterial unterschiedlicher Verarbeitungsstufen wurde dagegen Geosmin

nachgewiesen [83]. Ein Grund für das Fehlen eines Nachweises in Wein ist seine

Instabilität in sauren Lösungen [56]. Durch den niedrigen pH-Wert im Wein wird das

Geosmin säurekatalysiert zum Olefin reduziert. 2-MIB konnte nur in sogenanntem

„grünen Korkholz“ nachgewiesen werden [83] und kann so nicht für die Vielzahl der

sensorischen Korktöne in der Praxis verantwortlich sein. In einer Untersuchung von

Kugler wurde den chlorierten Guaiacolen ein großer sensorischer Einfluß

zugeschrieben [83]. Diese traten in der genannten Untersuchung erst nach der

Chlorbleichung in größerem Maße auf. Seit Einführung der Peroxid-Bleichung

werden chlorgebleichte Korken nur noch in geringem Maße verwendet (Kapitel 1.2),

was der Grund für den fehlenden Nachweis der Chlorguaiacole im Rahmen der hier

vorliegenden Untersuchung sein könnte.

5.3.2 Korkgeschmack bei QbA-Prüfung und Prämierungsveranstaltungen der

Landwirtschaftskammer

In den vom Weinbauamt Neustadt bereitgestellten Proben, die von den Prüfern der

QbA-Prüfung wegen muffigen und schimmeligen Geruchseindrücken beanstandet

wurden, konnte nur 2,4,6-TCA nachgewiesen werden. Dies ist ein weiteres Indiz, für

die besondere sensorische Bedeutung der Substanz beim Auftreten des

Korkgeschmacks in Wein. Bei einer große Anzahl der beanstandeten Proben,

konnte nach der Überführung in die SLFA Neustadt weder 2,4,6-TCA nachgewiesen,

noch sensorisch ein Korkton festgestellt werden. Der Grund könnte in dem Zeitpunkt

der Befüllung der Probefläschen liegen. Erst nach Ende der 90-minütigen QbA-

Prüfung wurden die betreffenden Proben gezogen. Möglicherweise hat daher in

einigen Fällen das längere Offenstehen der Weinflaschen zu einem Verlust an

Analyten geführt. Dabei könnte ein Teil des 2,4,6-TCA aufgrund der hohen

Flüchtigkeit aus den Flaschen diffundiert sein und die Konzentration im Wein auf ein

Niveau unterhalb des sensorischen Schwellenwertes und der Nachweisgrenze

gefallen sein. Als letzte Möglichkeit muß eine Fehlklassifizierung in Betracht

gezogen werden, was aufgrund der guten Schulung und zum Teil großen Erfahrung

der Prüfer aber nicht sehr wahrscheinlich ist.

Der bei einer Gesamtheit von etwa 7500 Proben festgestellte prozentuale Anteil von

1,1 % Weinen mit Korkgeschmack liegt am unteren Rand vergleichbarer Studien :

2,9 % [100]

0,9 - 7,3 % [159]

1,2 - 3,5 % [9]

3,7 - 6 % [22]

5,5 % [49]

Zu beachten ist bei diesen 1,1 % jedoch, daß die bei der amtlichen

Qualitätsweinprüfung verkosteten Weine in der Regel erst kurz zuvor abgefüllt

wurden. Der Anteil von 1,1 % ist daher als unterste Grenze des gesamten

Korkgeschmacksanteils zu sehen und verdeutlicht die Ausmaße des Problems

(Kapitel 5.7).

Der Korkgeschmacksanteil bei den Prämierungsveranstaltungen der

Landwirtschaftskammer Pfalz von 6% (1997) und 6,5% (1998) ist umso

bemerkenswerter, wenn man bedenkt, daß zur Prämierung in erster Linie

hochwertige Weine angestellt werden. Bei solchen Weinen verwenden die

abfüllenden Betriebe zumeist höherpreisige und damit höherwertige Korken. Der

Korkgeschmacksanteil dürfte bei den Weinen im niedrigeren Preissegment demnach

noch höher liegen (Kapitel 5.7.6). Zu berücksichtigen ist, daß es sich bei den

Prüfern der Prämierungsveranstaltungen um Weinexperten mit langjähriger

Erfahrung handelt. Diese Prüfer besitzen eine höhere sensorische Sensibilität als

gelegentliche Weintrinker (Kapitel 5.6). Daher werden Weine mit schwachen

Korktönen von vielen Verbrauchern nicht als solche erkannt. Vergleicht man die

Prozentwerte von QbA-Prüfung und Kammerprämierung, dann läßt sich die große

Differenz durch die längere Lagerzeit bei den Flaschen der

Prämierungsveranstaltung erklären (Kapitel 5.7). Prämierte Weine müssen zuvor

den Test bei der QbA-Prüfung bestehen und werden in den meisten Fällen im auf

die Lese folgenden Sommer verkostet, so daß diese Weine deutlich mehr

Kontaktzeit mit dem Korken aufweisen.

Nach diesen Ausführungen kann zum gegenwärtigen Zeitpunkt eine Fehlerhäufigkeit

von 1 bis 6,5 % als realistischer Zahlenwert aller in Deutschland gefüllten

Weinflaschen angesehen werden. Das Problem ist jedoch nicht nur auf Deutschland

beschränkt, sondern ein weltweites. Nach Untersuchungen der australischen

Weinindustrie kann der weltweite Verlust pro Jahr bis zu 10 Milliarden Dollar

betragen [49]. Wenn auch nicht bei allen Untersuchungen das 2,4,6-TCA als

alleiniger Verursacher des Korkgeschmacks ausgemacht wurde [3, 49, 116], so steht

seine dominierende Rolle in diesem Zusammenhang außer Zweifel.

5.4 Lagerversuch : Einfluß des Naturkorkens auf die gesamte


5.4.1 Bestimmung des Korkgeschmacks

Die in dieser Versuchsreihe ermittelten Zahlenwerte sind aufgrund des

Probenumfanges von 35 Flaschen pro Charge nicht repräsentativ für einen Anbieter.

So kann aus diese Ergebnissen nicht geschlossen werden, daß ein bestimmter

Hersteller höher oder niedriger mit 2,4,6-TCA kontaminierte Korken vertreibt. Aber

die Gesamtzahl von 210 Flaschen und die repräsentative Auswahl von

gesamte sensorische Ausprägung eines Weines

verschiedenen Herstellern läßt durch die über alle Chargen gemittelte Korktonrate

von 5,2 % das Ausmaß des Problems erkennen.

Der Wert steht in guter Übereinstimmung mit den Ergebnissen aus der

weinwirtschaftlichen Praxis (Kapitel 4.3 und 5.3). Dabei wurden die sensorischen

Ergebnisse durch die instrumentell-analytischen Daten bestätigt, da in allen

sensorisch beanstandeten Weinen das 2,4,6-TCA in Konzentrationen oberhalb des

mit 7 ng/L für diesen Wein bestimmten sensorischen Schwellenwertes quantifiziert

werden konnte. Da keine der anderen Substanzen aus Tab. 1.1 in den Weinen

nachgewiesen werden konnte, wird dadurch nochmals die elementare Bedeutung

von 2,4,6-TCA für das Auftreten des Korkgeschmacks verdeutlicht.

5.4.2 QDA der Weine des Lagerversuchs

Der für diesen Lagerversuch verwendete Wein war zum Zeitpunkt der Verkostung im

Mai 1997 beim Erzeugerbetrieb bereits ausverkauft. Es handelte sich nicht um einen

für eine lange Lagerung gedachten Wein, sondern um ein Erzeugnis, das von den

meisten Verbrauchern innerhalb relativ kurzer Zeit nach dem Einkauf auch

getrunken wird. Der Verkostungstermin kann somit als praxisnah bezeichnet werden.

Die Attribute Pfirsich, Maracuja und Ananas wurden von allen Prüfern als positiv für

den Wein eingestuft. Somit sind aus sensorischer Sicht Weine mit höherer

Bewertung in diesen Attributen auch qualitativ als hochwertiger einzustufen. Die

Weine, die mit Korken verschlossen waren, hatten signifikant höhere Bewertungen

in diesen Attributen als der Schraubverschluß. Das bedeutet, daß der Kork als

Flaschenverschluß nach einer mittleren Lagerungsdauer von 15 Monaten die

fruchtigen Attributen gegenüber dem Schraubverschluß anhob. Dies trifft in

besonderem Maß auf die mit den Korkchargen der Anbieter 1, 2 und 3

verschlossenen Weine zu. Als mögliche Erklärung der Unterschiede zwischen den

unterschiedlichen Korkchargen kann eine Belastung der Weine mit 2,4,6-TCA in

Konzentrationen unterhalb des Erkennungsschwellenwertes ausgeschlossen werden

(Kapitel 5.5).

Bei der Lagerung von Wein in Flaschen lassen sich die Änderungen der

Aromastoffkonzentrationen unterteilen in [118], [62], [121], [122] :

• Abnahme der Acetate


• Zunahme der Carbonsäure-ethylester

• Bildung von Substanzen aus dem Carotinoid-Abbau

• Bildung von Substanzen aus dem Kohlenhydrat-Abbau

• Säurekatalysierte Reaktionen der Monoterpenverbindungen


Für die Intensität der sensorischen Attribute Pfirsich, Maracuja und Ananas sind die

Konzentrationen einer Reihe von Acetaten von Bedeutung : 2-Methylpropyl-acetat,

3-Methylbutyl-acetat, Hexylacetat und 2-Phenylacetat [121]. Die Gehalte der oben

genannten Verbindungen nehmen während der Flaschenlagerung im Laufe der

ersten vier bis sechs Jahre durch Hydrolyse zu den entsprechenden Säuren und

Alkoholen ab. Nach der Einstellung des Gleichgewichts bleiben die Konzentrationen

dieser Aromastoffe konstant. Es konnte gezeigt werden, daß durch tiefe

Lagertemperaturen dieser Prozeß stark verlangsamt werden kann [118], [121].

Umgekehrt kann durch eine stark erhöhte Lagertemperatur von 40°C die

sensorische Veränderung, die ein Wein durch eine Flaschenlagerung bei 12°C im

Laufe eines Jahres erfährt, schon innerhalb von drei Monaten erreicht werden [34].

Die Lagertemperatur wurde zwischen den verschiedenen Varianten jedoch nicht

variiert, so daß diese nicht für die Unterschiede in der Sensorik verantwortlich sein

kann.

Neben der Temperatur können Oxidationsprozesse die Reifung eines Weines

beeinflussen, wobei diesem Vorgang bei der üblichen Flaschenlagerung nur eine

geringe Bedeutung zugemessen wird [123] [163].

Zur Vermeidung einer vorzeitigen Oxidation, sowie als Schutz vor mikrobiellem

Verderb, wird jedem Wein schweflige Säure in Konzentrationen zwischen 50 und

300 mg/L zugesetzt [11]. Die fortschreitende Reifung eines Weines bei der

Flaschenlagerung kann auch an der Abnahme der freien schwefligen Säure, das

heißt der Oxidation von Sulfit zu Sulfat, festgemacht werden [123] [66]. Diese

Abnahme wird auch durch den Typ des Flaschenverschlusses beeinflußt, wobei der

Schraubverschluß eine signifikant geringere Abnahme als der Naturkorken aufweist

[165] [79] [132]. Ohne SO2-Schutz wird Ethanol zu Acetaldehyd oxidiert, was sich

sensorisch in einem an Apfelwein erinnernden „Luftton“ bemerkbar macht [142].

Keine Variante dieses Lagerversuches wies jedoch einen solchen „Luftton“ auf.

In früheren Versuchen mit Schraubverschlüssen [151] traten zuweilen Probleme mit

negativen sensorischen Veränderungen auf. Die auf diese Weise gelagerten Weine

wiesen faulige, an Schwefelwasserstoff erinnernde Fehltöne, sogenannte „Böckser“,

auf. Die Autoren machten porenhaltige Aluminiumüberzüge als Fehlerquelle aus,

wodurch Wein mit dem Aluminium in Kontakt kam. Die Dichtigkeit der in dieser

Versuchsreihe benutzten Schraubverschlüsse konnte nicht überprüft werden, doch


könnte dies eine Ursache für die schlechtere sensorische Bewertung im Vergleich zu

den Korkvarianten sein.

5.5 QDA von Weinen mit 2,4,6-TCA im Subthreshold-Bereich

Eine negative Auswirkung von 2,4,6-TCA in Konzentrationen unterhalb des

sensorischen Schwellenwertes auf die gesamte sensorische Ausprägung eines

Weines kann nach den Ergebnissen dieser Versuchsreihe ausgeschlossen werden.

Der Effekt der Maskierung, bei dem die Anwesenheit eines Moleküls die

Wahrnehmung eines anderen Aromastoffes verhindert oder reduziert, wird gerade

im Zusammenhang mit dem Problem Korkgeschmack diskutiert. Folge einer

Maskierung wäre eine Suppression (Unterdrückung) der Wahrnehmung der

Weinaromastoffe. Piggot und Findlay fanden bei den für die sensorische

Wahrnehmung wichtigen Estern bei gleichzeitiger Anwesenheit mehrerer dieser

Substanzen in den meisten Fällen eine Suppression [115]. Eine Maskierung von

Weinaromastoffen durch das 2,4,6-TCA erfolgt nach den Ergebnissen dieser

Versuchsreihe nicht.

5.6 Schwellenwertbestimmungen

Suprenant und Butzke [148] fanden bei der Bestimmung des sensorischen

Schwellenwertes von 2,4,6-TCA in einer Gruppe von weinerfahrenen Prüfern eine

Streuung der Werte zwischen 1 und 250 ng/L, bei Weinlaien sogar zwischen 2,5 und

25.000 ng/L. Dieses Ergebnis konnte auch bei den im Rahmen dieser Arbeit

durchgeführten Versuchen bestätigt werden. Vor allem weinunerfahrene Prüfer

besaßen bei den ersten Schwellenwertbestimmungen die mit Abstand höchsten

Werte. Wie groß der Einfluß von kognitiven Effekten ist, zeigt sich in der Tatsache,

daß besonders die Angehörigen dieser Gruppe ihre Schwellenwerte durch das

vierwöchige Training am deutlichsten senken konnten. Ein Vergleich der

sensorischen Schwellenwerte von Experten und Laien zeigt die großen

Unterschiede zwischen den beiden Gruppen (Abb. 5.1)

Der mittlere sensorische Schwellenwert für das 2,4,6-TCA im gleichen Wein betrug

für die Gruppe der Experten 3,5 ng/L und für die der Laien 25 ng/L.

An dieser Stelle muß auf die Methodik bei der Bestimmung von sensorischen

Schwellenwerten eingegangen werden. Nach DIN 10950 ist der sensorische

Schwellenwert dann erreicht, wenn 75 % korrekte Antworten gegeben wurden. Zur

Berechnung wird ein graphisches Verfahren benutzt, hier dargestellt mit den

Ergebnissen aller 30 Prüfer (Experten und Laien) dieser Versuchsreihe (Abb. 5.2)

[37].

1 3 10 30 1000

2

4

6

8

10

12

Häu

figke

it

1 3 10 30 100

2,4,6-TCA-Konzentration [ng/L]

ExpertenLaien6

0

10

5

3 3

01

2

0

Abb. 5.1 Sensorische Schwellenwerte von 2,4,6-TCA bei verschiedenen Prüfern,

unterteilt in Experten und Laien

y = 0,4631x + 61,33

0

25

50

75

100

125

0 20 40 60 80 1002,4,6-TCA-Konzentration [ng/L]

Ric

htig

e A

ntw

orte

n [%

]


29,5 ng/L

Abb. 5.2 Graphische Bestimmung des sensorischen Schwellenwertes von 2,4,6-

TCA mit linearen Achsen [37]

Vergleicht man den auf diese Weise bestimmten sensorischen Schwellenwert von

29,5 ng/L mit den Ergebnissen aus Tab. 5.1, dann fällt auf, daß bei einer 2,4,6-

Konzentration von 10 ng/L 90 % aller Prüfer eine mit 2,4,6-TCA belastete Probe von

einer unbelasteten unterscheiden konnten. Somit scheint die Bestimmung des

sensorischen Schwellenwertes nach der graphischen Methode mit linearen Achsen

nicht geeignet zu sein, die tatsächliche Wahrnehmungsschwelle einer Substanz in

einer bestimmten Matrix zu bestimmen, da der mit 29,5 ng/L bestimmte Wert viel zu

hoch ist.

Tab. 5.1 Sensorische Schwellenwerte von 2,4,6-TCA, ausgedrückt durch den

Prozentsatz richtiger Antworten bei einem Duo-Trio-Test von insgesamt

30 Prüfern (Experten und Laien)

2,4,6-TCA-

Konzentration

[ng/L]

1 3 10 30 100

Richtige Antworten

[%]

20 70 90 93 100

Durch die Darstellung in einer halblogarithmischen Graphik wird ein der Realität

wesentlich besser angepaßter Wert erhalten (Abb. 5.3), was die Ergebnisse einer

vergleichbaren Untersuchung bestätigt [58].

y = 15,865x - 71,117

0

25

50

75

100

125

6 7 8 9 10 11 122,4,6-TCA-Konzentration [log pg/L]

Ric

htig

e A

ntw

orte

n [%

]


5,6 ng/L

Abb. 5.3 Bestimmung des sensorischen Schwellenwertes von 2,4,6-TCA bei einer

halblogarithmischen Darstellung

Die halblogarithmische Darstellung beschreibt die tatsächlichen sensorischen

Verhältnisse besser, da die Empfindlichkeitssteigerung eines geruchlichen Reizes

nach dem Stevens’schen Gesetz ebenfalls logarithmisch mit der Konzentration steigt

[145]. Der auf diese Weise erhaltene sensorische Schwellenwert von 5,6 ng/L für

das 2,4,6-TCA ist deutlich aussagekräftiger, da nach den Ergebnissen aus Tab. 5.1

der Wert zwischen 3 und 10 ng/L liegt. Die in dieser Arbeit (Kapitel 4.5 und 5.6)

angegebenen sensorischen Schwellenwerte wurden daher auf diesem Weg

berechnet.

Ursache der verschiedenen Schwellenwerte in Weinen ist zum Einen der

unterschiedliche Ethanolgehalt der Matrix. Wie in Kapitel 5.1 ausgeführt, bedeutet

ein ansteigender Ethanolgehalt einen Anstieg des sensorischen Schwellenwertes.

Dies erklärt den in dieser Arbeit erhaltenen Anstieg der 2,4,6-TCA-Schwellenwerte

in der Reihe

1. Silvaner, 3 ng/L bei 10,5 Vol.%

2. Riesling, 7 ng/L bei 11 Vol.%

3. Spätburgunder, 12 ng/L bei 12,5 Vol.%

Trotz eines geringeren Ethanolgehalts von 9,5 Vol.% besaß aber der Muskateller

einen deutlich höheren sensorischen Schwellenwert als der Silvaner, nämlich 11

ng/L. Möglicherweise ist der große Unterschied in den Terpenkonzentrationen

beider Weine die Ursache für diese Beobachtung.

Die Gruppe der Terpene kann aufgrund der durch die alkoholischen Gärung nur

wenig veränderten Konzentrationsverhältnisse zur Rebsortencharakterisierung

verwendet werden [119] [120]. Während der Silvaner nur sehr wenig Terpene

besitzt, gehört der Muskateller zu den Rebsorten mit den höchsten Konzentrationen

[120].

Eventuell könnten die intensiveren blumigen Geruchseindrücke, die durch die hohen

Terpenkonzentrationen bedingt sind [47], zu dem höheren 2,4,6-TCA-Schwellenwert

des Muskatellers geführt haben. Die sensorischen 2,4,6-TCA-Schwellenwerte der

fünf weiteren Weine aus Tab. 4.13 bestätigen diese Vermutung. Die dort bestimmte

Reihenfolge Müller-Thurgau < Bacchus < Traminer läßt sich ebenfalls mit einem

Anstieg der Terpenkonzentrationen der Weine erklären. Die hohen Werte von

Ruländer und Scheurebe resultieren vermutlich aus dem höheren Ethanolgehalt des

Ruländers und dem Aroma der Scheurebe mit intensiven Geruchseindrücken nach

Grapefruit und schwarzen Johannisbeeren [48].


5.7.1 Einfluß der Lagerungstemperatur

In den bei 10°C liegend und stehend gelagerten Varianten mit 2 mm dicken

Korkscheiben war die 2,4,6-TCA-Konzentration an der Dotierstelle nach einer

Lagerzeit von 55 Tagen vergleichbar mit den bei 25°C aufbewahrten Varianten

gesunken. Am Korkspiegel und im Wein war bei den kühl gelagerten Varianten kein

2,4,6-TCA nachweisbar, was auch sensorisch bestätigt wurde. Die bei 25°C

gelagerten Varianten zeigten dagegen schon nach 40 Tagen meßbare 2,4,6-TCA-

Gehalte am Korkspiegel und im Wein. Bei etwa 4 ng/L 2,4,6-TCA im Wein konnte

auch sensorisch ein Korkton festgestellt werden. Die erhöhte Lagertemperatur führte

demnach zu einer Erhöhung der Migrationsgeschwindigkeit von Korkinhaltsstoffen in

den Wein. Bei einer vergleichbaren Untersuchung über das Verhalten von

Agglomeratkorken wurde ebenfalls eine starke Temperaturabhängigkeit der

Migration beobachtet [36]. Hohe Lagertemperaturen begünstigen demnach das

Auftreten eines Korktons. Daneben beschleunigt eine erhöhte Lagertemperatur auch

die vom Flaschenverschluß unabhängigen Reifeprozesse im Wein [34]. Bei den

meisten Weißweinen wird diese beschleunigte Reifung negativ beurteilt, da die

wertgebenden, fruchtigen Geruchseindrücke durch eine schnellere Abnahme der

Acetatkonzentrationen im Wein reduziert werden [121]. Statt dessen erhöhen sich

die Konzentrationen von Aromastoffen aus dem Carotinoid-Abbau wie dem 1,1,6-

Trimethyldihydronaphthalin mit Aromaeindrücken nach Papier und Kerosin [140],

was zu dem sogenannten Petrol- oder Firnton im Wein führt.

5.7.2 Einfluß der Lagerungsart

Beim Vergleich der Ergebnisse der liegenden und der stehenden Varianten zeigten

sich nur geringfügige Unterschiede. Die stehende Lagerung konnte in allen Fällen

die kinetischen Prozesse nur unwesentlich verzögern. Der Übergang von 2,4,6-TCA

aus dem Korkmaterial in den Wein erfolgte demnach durch den Kopfraum der

Weinflasche in vergleichbarer Zeit wie beim direkten Kontakt mit dem Wein. Auch

bei anderen Lagerversuchen konnte gezeigt werden, daß die stehende Lagerung

das Auftreten eines Korktons nicht verhindern kann [173] [89]. Aus der Literatur sind

keine Versuche zur Migration von Korkinhaltsstoffen innerhalb des Korkens bekannt.

Statt dessen wurde bei zurückliegenden Lagerversuchen die Feuchtigkeitsaufnahme

des Korkens bestimmt. Dabei wurden Gewichtszunahmen zwischen 0,1 und 0,5 g

pro Korken bei einer Lagerzeit von einer Woche gefunden [135]. Die großen

Unterschiede in den Flüssigkeitsaufnahmen lassen sich mit den unterschiedlichen

Qualitäten der Korken dieses Versuchs erklären, wo die preiswerteren Korken

deutlich höhere Werte aufwiesen. Dieses Ergebnis bestätigte sich in einer weiteren

Untersuchung [78]. Bei den in der hier vorliegenden Arbeit eingesetzten Korken

wurde die Flüssigkeitsaufnahme nicht bestimmt, doch zeigt die vergleichbare

Migrationsgeschwindigkeit bei stehender und liegender Lagerung, daß zumindest

das Ethanol des Weines unabhängig von der Lagerungsart in den Korken eindrang

und dort das 2,4,6-TCA lösen konnte. Die Ursache sollte im hohen partiellen

Dampfdruck des Ethanols im Mischsystem Wein begründet sein [7].

5.7.3 Einfluß der Dicke der Korkscheibe

Die bei 10° und 25°C liegend gelagerten Varianten mit 2 mm dicker Korkscheibe

zeigten neben einem Absinken der 2,4,6-TCA-Konzentration an der Dotierstelle

einen parallelen Anstieg am Korkspiegel und im Wein. Bei einer Lagertemperatur

von 25°C diffundierte das 2,4,6-TCA demnach in weniger als 2 Monaten durch eine

2 mm dicke Korkschicht um im Wein den sensorischen Schwellenwert zu

überschreiten.

Bei den liegend gelagerten Varianten mit 6 mm dicker Korkscheibe konnte zwar eine

Reduzierung der 2,4,6-TCA-Konzentration an der Dotierstelle beobachtet werden,

doch war nur bei der 25°C-Variante nach 162 Tagen Lagerzeit 2,4,6-TCA am

Korkspiegel nachweisbar. Die 2,4,6-TCA-Menge war im Bereich der

Nachweisgrenze. Diese Konzentration reichte nicht aus, um im Wein einen Korkton

auszulösen. Im Vergleich zu den 2 mm dicken Korkscheiben konnte hier der

Übergang von 2,4,6-TCA aus dem Korken in den Wein deutlich verzögert werden.

Nach den Ergebnissen dieser Versuchsreihe spielt die Entfernung der mit 2,4,6-TCA

belasteten Stelle zum Korkspiegel (Flascheninnenseite) eine entscheidende Rolle

beim Auftreten eines Korkgeschmacks.

Zur Lokalisierung von 2,4,6-TCA innerhalb des Naturkorkens gibt es einige sich

widersprechende Untersuchungen. In manchen Veröffentlichungen werden die

Lentizellen als die Stellen mit den höchsten Konzentrationen angegeben [4].

Unterstützt wird diese These durch elektronenmikroskopische Untersuchungen, die

die Lentizellen als die Stellen im Kork mit der höchsten mikrobiologischen Aktivität

ausmachten [74]. Dagegen konnten Howland et al. [72] bei der Untersuchung von

belasteten Korken keinen signifikanten Unterschied in den 2,4,6-TCA-

Konzentrationen zwischen Korkmaterial mit einer hohen Anzahl und solchem mit nur

wenigen Lentizellen feststellen. In der äußersten Schicht von Korken stellten sie nur

geringe 2,4,6-TCA-Konzentrationen fest. In den daran anschließenden Zonen war

mehr 2,4,6-TCA als in den ganz innenliegenden Bereichen nachzuweisen. Ein

signifikanter Unterschied konnte vor allem zwischen den jüngeren und den älteren

Teilen der untersuchten Korken festgestellt werden. Bei einer früheren

Untersuchung konnten in den älteren Bereichen des Korkens ebenfalls signifikant

höhere 2,4,6-TCA-Konzentrationen nachgewiesen werden [143].

Durch das Ausstanzen der Naturkorken senkrecht zur Wuchsrichtung des

Korkholzes finden sich auf dem Korkspiegel Bereiche jüngeren und älteren Holzes

[23]. Diese Bereiche sind über die gesamte Länge des Naturkorkens verteilt. Somit

kommt der Extraktion auch der innenliegenden Korkbereiche durch den Wein eine

große Rolle zu.

5.7.4 Eignung der 1+1-Korken

Bei den 10°- und 25°C-Varianten konnte in beiden Fällen nach 6 Tagen Lagerzeit

ein rapides Absinken der 2,4,6-TCA-Konzentrationen an der Dotierstelle beobachtet

werden. Damit einher ging ein Anstieg der 2,4,6-TCA-Konzentrationen am

Korkspiegel und im Wein, verbunden mit einem sensorisch feststellbaren Korkton.

Ein Einfluß der Lagertemperatur war bei diesen Korken nicht festzustellen.

Der Grund für den großen Unterschied in der Kinetik im Vergleich zu den

Naturkorkvarianten ist im unterschiedlichen Aufbau der Naturkorkscheiben des 1+1-

Korkens zu suchen. Im Gegensatz zu Naturkorken verlaufen die Lentizellen in der

Naturkorkscheibe dieses 1+1-Korkens in der Längsachse des Korkens. Diese

Anordnung führt dazu, daß die Lentizellen wie Röhren wirken und den Transport von

Inhaltsstoffen des Agglomeratkörpers zum Wein ermöglichen. Von den Herstellern

der 1+1-Korken wird als Grund für diese andere Art der Anordnung die Verwendung

von besonderem Korkholz angegeben. Dieses Holz kann wegen der geringeren

Dicke nur in der oben geschilderten Weise ausgestanzt werden [68]. Natürlich

könnten zur Herstellung der Scheiben von 1+1-Korken auch die in gewohnter Weise

ausgestanzten Naturkorken verwendet werden. Diese müßten dann in die

entsprechend abgelängten Scheiben geschnitten werden. Solche Korken werden

momentan nur von einem Produzenten angeboten [28]. Aus sensorischer Sicht

wären auf solche Weise produzierte 1+1-Korken, eine gute Qualität der

aufgeklebten Scheiben vorausgesetzt, vorzuziehen. Dies zeigt sich in der deutlich

geringeren Migrationsgeschwindigkeit bei der Versuchsreihe mit den Naturkorken

mit der 6 mm dicken Scheibe (Kapitel 5.8.3). Die auf den Agglomeratkorken

aufgeklebte Naturkorkscheibe der 1+1-Korken dieser Versuchsreihe vermag den

Preßkorken demnach zwar optisch aufzuwerten, eine wirksame Barriere gegen den

Übertritt von Substanzen aus dem Agglomeratteil des zusammengesetzten Korkens

stellt sie aber nicht dar. Somit sind diese 1+1-Korken nur so gut wie ihre

Agglomeratkomponente. Agglomeratkorken weisen bezüglich des Korkgeschmacks

eine weitaus höhere Befallshäufigkeit als Naturkorken auf [36]. So konnten bei

einem Vergleich handelsüblicher Agglomeratkorken 2,4,6-TCA-Konzentrationen

zwischen 5 und 35 ng/g Korkmaterial quantifiziert werden [36]. Da die

Naturkorkscheibe wie gezeigt keine Barriere gegen den Übertritt von Substanzen

aus dem Agglomeratteil darstellt, nähert sich der kinetische Verlauf des Übergangs

bei den 1+1-Korken der von Agglomeratkorken an. Bei der Lagerung mit einer

Modellweinlösung fand Diekmann [36] für die Agglomeratkorken bei einer

Anfangskonzentration von 35 ng/g Kork bereits nach 38 Wochen eine signifikante

Abnahme der 2,4,6-TCA-Konzentration. Diese Abnahme war bei hohen

Lagertemperaturen am deutlichsten ausgeprägt. Bei der Untersuchung der

korrespondierenden Modellweinlösungen zeigten diese bei Lagertemperaturen

zwischen 12°C und 40°C 2,4,6-TCA-Konzentrationen zwischen 10 und 17 ng/L.

Diese Konzentration war zur Auslösung eines Korktons ausreichend. Auch bei der

Lagerung mit einem Wein konnten für die Lagertemperaturen von 23°C und 40°C

schon nach 38 Wochen muffige, vom 2,4,6-TCA verursachte Fehltöne festgestellt

werden.

Genau wie bei einem Agglomeratkorken würde eine solche, praxisübliche 2,4,6-

TCA-Konzentration in einem 1+1-Korken schon nach kurzer Lagerzeit in einem Wein

einen Korkton auslösen. Neben dem 2,4,6-TCA sind bei diesen Preßkorken auch

noch andere Substanzen aus sensorischer Sicht bedenklich. Ein häufig

anzutreffender Fehler bei solchen Korken ist der sogenannte Leimton, der sich in

einer chemischen, lösungsmittelartigen Fehlnote bemerkbar macht [135], [66], [133],

[165], [83], [39], [90]. 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin, Di- und Trichlorbenzole können

eine sensorische Rolle bei diesem Fehler spielen [36]. Auch diese Inhaltsstoffe

werden von den Agglomeratkorken an den Wein abgegeben.

Die 1+1-Korken stellen aus optischen Gründen eine Verbesserung des reinen

Agglomeratkorken dar, denn ein solcher Korken ist von einem Naturkorken erst auf

den zweiten Blick zu unterscheiden. Unter sensorischen Aspekten ist der 1+1-

Korken nur dann zu empfehlen, wenn sowohl die Naturkorkscheibe, als auch der

Agglomeratkörper einwandfrei sind. Für den Agglomeratkörper trifft dies nur dann

zu, wenn bei der Herstellung wenig Rindenteile verwendet wurden, da diese bei der

Korkproduktion in verstärktem Maße verschimmeln. Die Rindenbereichen sind

besonders hoch mit 2,4,6-TCP belastet, was zu 2,4,6-TCA in hohen Konzentrationen

führen kann [83], [144], [69]. Bei der Auswahl der verwendeten Kleber muß große

Sorgfalt getroffen werden und zuletzt muß beim Verkleben eine ausreichend hohe

Temperatur für einen bestimmten Mindestzeitraum eingehalten werden, damit keine

sensorisch bedenklichen Restmonomere im Korken verbleiben [36].

Aus Kapitel 5.7.2 geht hervor, daß die Migration von Korkinhaltsstoffen in den Wein

durch eine stehende Lagerung im Vergleich zur liegenden Aufbewahrung nur

geringfügig verlangsamt wird. Das von vielen Agglomerat- und 1+1-

Korkenherstellern empfohlene und auch von vielen Weinbaubetrieben praktizierte

stehende Lagern der Weinflaschen bei Füllungen mit 1+1-Korken stellt somit keine

Garantie zur Vermeidung von Muff- und Leimtönen dar.

5.7.5 Migration bei Sektkorken

Durch das Verwenden von zwei übereinander geklebten Naturkorkscheiben kann die

Migration von Korkinhaltsstoffen in den Wein gegenüber einer Scheibe nur

verlangsamt, jedoch nicht völlig verhindert werden. Auch die zwei Naturkorkscheiben

bei den Sektkorken sind bei den meisten Anbietern so ausgestanzt, daß die

Lentizellen parallel zur Korkenlängsachse verlaufen. Das Aufeinandertreffen von 2

Lentizellen aus den beiden Naturkorkscheiben kann aufgrund der hohen Anzahl

dieser Kanäle nicht verhindert werden. Demnach würden auch in gleicher Weise

verklebte Korken für Weine nur unwesentlich bessere Ergebnisse bringen.

5.7.6 Einfluß der Korkqualität

Unabhängig von der Korkqualität konnte nach einer Lagerzeit von 60 Tagen kein

signifikantes Absinken der 2,4,6-TCA-Konzentration an den jeweiligen Dotierstellen

beobachtet werden. Dies hat vermutlich seine Ursache in der größeren 2,4,6-TCA-

Dotierung im Vergleich zu den ersten Varianten (30 ng absolut gegenüber 10 ng).

Am Korkspiegel und vor allem im Wein zeigten die beiden Varianten dagegen große

Unterschiede. So konnte bei der Verwendung von Korken der preisgünstigen

Qualität schon nach 30 Tagen 2,4,6-TCA nachgewiesen werden. Nach einer

Lagerzeit von 60 Tagen war die 2,4,6-TCA-Konzentration im Wein so hoch (13

ng/L), daß der Wein einen sensorisch deutlich wahrnehmbaren Korkton aufwies. Im

Gegensatz dazu konnten bei der teuren Korkqualität auch nach 162 Tagen nur

geringe 2,4,6-TCA-Konzentrationen am Korkspiegel und im Wein nachgewiesen

werden. Diese reichten nicht aus, um einen sensorisch feststellbaren Korkton

auszulösen. Wie die Versuche mit den 1+1-Korken (Kapitel 5.7.4.) und den

Sektkorken (Kapitel 5.7.5) gezeigt haben, kommt beim Übergang von 2,4,6-TCA in

den Wein den Lentizellen die entscheidende Bedeutung zu. Bei Naturkorken findet

man je nach Qualität eine mehr oder minder große Anzahl von Lentizellen [23], die

im Gegensatz zu den verklebten 1+1- und Sektkorken quer zur Korkenlängsachse

verlaufen. Die Korken werden von den Korkanbietern nach optischen

Gesichtspunkten in die jeweiligen Qualitätsklassen eingeteilt [17]. Dabei spielt die

Anzahl der Lentizellen die entscheidende Rolle. Korken mit sehr wenigen Lentizellen

werden in die Klassen „Extra“ oder „Super“, solche mit sehr vielen Lentizellen in die

„5.Klasse“ oder „6.Klasse“ eingeordnet. Viele Lentizellen bedeuten aber, wie in

dieser Versuchsreihe gezeigt, eine größere Kontaktfläche und damit eine

beschleunigte Migration von 2,4,6-TCA in den Wein. Dabei kommen auch im

Inneren des Korkens liegende Bereiche, hier in 6 mm Entfernung zum Korkspiegel,

mit dem Wein in Berührung. Für die Praxis ergibt sich daraus, daß ein Korken der

obersten Qualitätsstufen neben seinen besseren Abdichteigenschaften [78] auch

aus sensorischer Sicht deutliche Vorteile mit sich bringt, weil die Wahrscheinlichkeit

des Auftretens eines Korktons geringer ist.

6 Zusammenfassung

Die Entwicklung einer neuen, schnellen und kostengünstigen SPME-GC-MS-

Methode zur Analyse von potentiellen, den Korkton verursachenden Substanzen in

Wein und in Korkmaterial, ermöglichte die Untersuchung einer Vielzahl von Proben

aus der Praxis. So konnte die elementare Bedeutung von 2,4,6-TCA bei der

Entstehung des Korkgeschmacks belegt werden.

Durch sensorische Auftragsuntersuchungen in der SLFA Neustadt, ein Screening

von Proben des Weinbauamtes Neustadt und die Ergebnisse der

Prämierungsveranstaltungen der Landwirtschaftskammer Rheinland-Pfalz im

Anbaugebiet Pfalz konnte die Dimension des Problems Korkgeschmack in der Praxis

mit einer Befallshäufigkeit von durchschnittlich 1 bis 6,5 % bestimmt werden.

In einem 15 Monate währenden Lagerversuch wurde mit Hilfe der Quantitativen

Deskriptiven Analyse (QDA) gezeigt, daß in einem 2,4,6-TCA-freien Wein der

Naturkorken im Vergleich zum Schraubverschluß einen aromaintensivierenden

Einfluß besitzt.

Eine weitere QDA ergab, daß das 2,4,6-TCA keinen Einfluß auf die sensorischen

Eigenschaften eines Weines besitzt, wenn es in Konzentrationen unterhalb des

sensorischen Schwellenwertes vorliegt. Eine Maskierung oder Suppression von

originären Weinaromastoffen findet in solchen Fällen demnach nicht statt.

Sensorische Schwellenwertbestimmungen für das 2,4,6-TCA belegten, daß

verschiedene Prüfer Werte zwischen 1 und 300 ng/L und verschiedene Weine

Durchschnittswerte zwischen 2,4 und 12 ng/L besitzen.

Anhand kinetischer Untersuchungen an einem Naturkorkmodellsystem konnte die

Migration von 2,4,6-TCA durch den Naturkorken nachgewiesen und charakterisiert

werden. Dabei wurde der Durchbruch durch die Verlängerung der Migrationsstrecke

verlangsamt, nicht jedoch gänzlich verhindert. Eine Erhöhung der Lagertemperatur

von 10 auf 25°C zeitigte einen deutlichen Anstieg der Migrationsgeschwindigkeit.

Keinen Einfluß hatte die stehende gegenüber der liegenden Lagerung, so daß das

Eindringen von Wein in den Kork keine notwendige Voraussetzung für das Auftreten

des Korkgeschmacks darstellt. Je höher die Korkqualität und je geringer die Anzahl

der Lentizellen, desto langsamer die Migrationsgeschwindigkeit. Somit bildet ein

optisch besserer Korken aus einer höheren Preisklasse auch eine höhere Barriere

gegen die Migration von 2,4,6-TCA in den Wein. Es konnte eindeutig belegt werden,

daß auf Agglomeratkorken geklebte Naturkorkscheiben (1+1-Korken) aufgrund der

parallel zur Korkenlängsachse verlaufenden Lentizellen keine wirksame Barriere

gegen die Kontamination des Weines mit Inhaltsstoffen aus der

Agglomeratkomponente darstellen. Auch bei der Verwendung von 2 gegeneinander

versetzt aufgeklebten Naturkorkscheiben, ein Verfahren, das bei Sektkorken üblich

ist, kann die Migration nur geringfügig verlangsamt, nicht jedoch aufgehalten

werden.

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[174] ZÜRN, F. UND JUNG, R. Geisenheimer Testmethoden. Forschungsanstalt

Geisenheim, Fachbereich Kellerwirtschaft. Geisenheim. (1999).

8 Anhang

8.1 Massenspektren der mit der SPME quantifizierbaren potentiellen am

Korkton beteiligten Substanzen

40 60 80 100 120 140 160 180 200 2200

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

550000

600000

650000

700000

750000

m/z-->

AbundanceMass spectral difference (3117-3079) (-)

36

37

49

6274

84

97

109

119

132

145

149

167

171

183

195

210

216

Abb. 8.1 Massenspektrum von 2,4,6-TCA

25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 1000

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

3500000

4000000

m/z-->


37

41

43

5054

57

6368

72

73 8185

87 95 99100

Abb. 8.2 : Massenspektrum von 1-Octen-3-ol

40 60 80 100 120 140 160 180 200 2200

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

550000

600000

650000

700000

m/z-->


35

37

49

61 74

84

97

109

118

132

145

149

167

171

183

195

210

216

Abb. 8.3 : Massenspektrum von 2,3,6-Trichloranisol

40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 2600

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

550000

m/z-->


37

49

61

73

83

96

108

118

131

145

166181

196

203

211

231

246

250

Abb. 8.4 : Massenspektrum von 2,3,5,6-Tetrachloranisol

40 60 80 100 120 140 160 180 200 2200

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

550000

600000

m/z-->


35

37

49

61

74

84

97

109

118

132 145

149

167

171

182

195210

216

Abb. 8.5 : Massenspektrum von 2,3,4-Trichloranisol

40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 2800

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

m/z-->


3647

6071

95

107

130

132

147

165

179202

214

237

239

265

280

284

Abb. 8.6 : Massenspektrum von Pentachloranisol

40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 2600

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

550000

m/z-->


3537

61

73

83

96

108

118

131

145

166 181 194

203

216

231

246

250

Abb. 8.7 : Massenspektrum von 2,3,4,5-Tetrachloranisol

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 1700

50000

100000

150000

200000

m/z-->


38 49

51

63

73

79 87

9399

108

115

129131

143

147

158

Abb. 8.8 : Massenspektrum von 4-Chlorguaiacoll

40 60 80 100 120 140 160 180 2000

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

550000

600000

650000

700000

m/z-->


35

37

50

63

73

85

87

97

113

121

133

142

149

157 174

177

192

197

Abb. 8.9 : Massenspektrum von 4,5-Dichlorguaiacol

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 2000

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

m/z-->


37

51

62

6379

87

99107

115

129131

143

157170

171

185

190

Abb. 8.10 : Massenspektrum von 6-Chlorvanilllin

40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 2400

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

m/z-->


3537

4961

8484

97

119

121133

147

162169

183

197

211

226

230

Abb. 8.11 : Massenspektrum von 3,4,5-Trichlorguaiacol

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

m/z-->


38

4151

56

65

67

77

84

92

95

113

120

123

138

Abb. 8.12 : Massenspektrum von Veratrol

8.2 Auftragsuntersuchungen in der SLFA Neustadt

8.2.1 Untersuchung 3

24 Flaschen Weißburgunder QbA trocken, Jahrgang 1997. Alle Weine waren mit

den Naturkorken einer Charge verschlossen.


Weißburgunders (QbA trocken) im Vergleich zu den sensorischen

Ergebnissen


1 n.n. -

2 n.n. -

3 n.n. -

4 n.n. -

5 n.n. -

6 n.n. -

7 10 ng/L +

8 n.n. -

9 n.n. -

10 n.n. -

11 n.n. -

12 n.n. -

13 n.n. -

14 n.n. -

15 3 ng/L +

16 n.n. -

17 n.n. -

18 n.n. -

19 n.n. -

20 8 ng/L +

21 n.n. -

22 n.n. -

23 n.n. -

24 n.n. -

8.2.2 Untersuchung 4

6 Flaschen Silvaner QbA trocken, 6 Flaschen Riesling Kabinett trocken, 12 Flaschen

Portugieser Weißherbst halbtrocken. Alle Weine waren aus dem Jahrgang 1996 und

mit Naturkorken einer Charge verschlossen.


Silvaners (QbA trocken) im Vergleich zu den sensorischen Ergebnissen


1 6 ng/L +

2 2 ng/L -

3 2 ng/L -

4 1 ng/L -

5 2 ng/L -

6 2 ng/L -


Rieslings (Kabinett halbtrocken) im Vergleich zu den sensorischen

Ergebnissen


1 n.n. -

2 n.n. -

3 n.n. -

4 n.n. -

5 n.n. -

6 n.n. -


Portugiesers (Weißherbst halbtrocken) im Vergleich zu den

sensorischen Ergebnissen


1 n.n. -

2 n.n. -

3 n.n. -

4 n.n. -

5 6 ng/L +

6 n.n. -

7 n.n. -

8 n.n. -

9 1 ng/L -

10 1 ng/L -

11 n.n. -

12 n.n. -

8.3 Prüfbogen für die QDA : Einfluß des Flaschenverschlusses auf die

gesamte sensorische Wahrnehmung eines Weines

.......................... 05.08.97Name Datum

Schwenken Sie das Glas und öffnen Sie den Deckel, um das Aroma des erstenWeines zu riechen. Bewerten Sie die Intensität des ersten Geruchsattributes auf derSkala. Dabei entspricht stark der Intensität der Geruchsreferenz. Nutzen Sie dieAromastandards, um sich gegebenenfalls die gesuchte Geruchsqualität nochmals zuvergegenwärtigen. Bewerten Sie das gleiche Geruchsattribut zuerst in den anderen5 Weinen, bevor Sie das nächste Geruchsattribut benoten. Bitte halten Sie sich andie vorgegebene Reihenfolge.Wichtig: Bewertungsgrundlage ist allein die Intensität des Geruches. Ob Sie denGeruch mögen oder ob er Ihrer Meinung zu dem Wein paßt oder nicht, spielt keineRolle.

Wein Nr. 001

Pfirsich

Maracuja

Grapefr.

Ananas

Rose

Honig

Butter/Karamel

vegetativ

Vielen Dank !

8.4 Prüfbogen Duo-Trio-Test : Ermittlung des sensorischen Schwellenwertes

für 2,4,6-TCA

Name : Datum : Dienstag, 17. Februar 1998

Duo-Trio-Test :

Wichtig : Bitte nur Riechen. Wenden Sie sich der ersten Reihe mit drei Gläsernzu. Entfernen Sie den Deckel des ersten Glases (Referenz) und vergleichen Sieanschließend die beiden weiteren Gläser mit dem ersten. Markieren Sie auf demBlatt das Glas das sich von der Referenz unterscheidet. Verfahren Sie so bei allen5 Dreier-Reihen.

Station 1

Referenz-Glas 847 295 452 784 363

Glas 1 926 516 638 171 769

Glas 2 475 352 291 526 837

Station 2

Referenz-Glas 847 295 452 784 363

Glas 1 926 516 638 171 769

Glas 2 475 352 291 526 837

Vielen Dank für Ihre Mitarbeit !

8.5 PC-SAS (Version 6.04) Befehlsanweisung für eine „mixed model“

ANOVA mit „Prüfer“, „Prüfer x Wein“ und „Prüfer x Wiederholung“ als

„random“ Effekte

option linesize = 72;

data Sb-rd-21;

infile ‘c:\fischer\Promotion\doktorarbeit\worddat\korkanov.txt’;

input Prüfer Weine Wdhg Pfirsich Maracuja Grapefruit Ananas Rosenblüte Honig

Butter Vegetativ;

proc glm;

class Prüfer Weine Wdhg;

model Pfirsich Maracuja Grapefruit Ananas Rosenblüte Honig Butter Vegetativ =

Prüfer Weine Wdhg*Weine Prüfer*Wdhg Weine*Wdhg;

random Prüfer Prüfer*Wdhg Prüfer*Weine/test;

means Weine /e=Prüfer*Weine lsd tukey;

title ‘ANOVA random Prüfer : Pfirisch, Maracuja, Grapefruit, Ananas, Rodenblüte,

Honig, Butter, Vegetativ (n=26)’;

run;


Tab. 8.5 2,4,6-TCA-Konzentration [ng/g Kork] in der 2 mm dicken Scheibe

Dotierstelle verschiedener Naturkorken bei unterschiedlichen

Lagerungsarten und -temperaturen in Abhängigkeit von der Lagerzeit in

der Weinflasche (n.n. : nicht nachweisbar, - : nicht bestimmt)

Lagerzeit [Tage] 0 8 16 20 24 30 41 55 134 162

2mm, liegend, 10°C 19,6 - - - - 8,9 - 6,3 - -

2mm, stehend, 10°C 19,6 - - - - 15,2 - 10,4

- -

2mm, liegend, 25°C 19,6 15,2 10,4 6,1 5,1 6,5 5,8 - - -

2mm, stehend, 25°C 19,6 13,6 11,1 10,6 8,2 10,1 6,8 - - -

6mm, liegend, 10°C 19,6 12,8 - - - 8,6 - - - 2,9

6mm, liegend, 25°C 19,6 14,9 - - - 9,0 - - 1,6


Korkspiegel verschiedener Naturkorken bei unterschiedlichen


der Weinflasche

Lagerzeit [Tage] 0 8 16 20 24 30 41 55 134 162

2mm, liegend, 10°C n.n. - - - - n.n. - n.n. - -

2mm, stehend, 10°C n.n. - - - - n.n. - n.n. - -

2mm, liegend, 25°C n.n. n.n. n.n. 0,6 1,0 3,4 4,3 - - -

2mm stehend, 25°C n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. 2,0 - - -

6mm, liegend, 10°C n.n. n.n. - - - n.n. - - - 0,2

6mm, liegend, 25°C n.n. n.n. - - - n.n. - - 0,6

Tab. 8.7 2,4,6-TCA-Konzentration [ng/L] im Wein bei verschiedenen


der Weinflasche

Lagerzeit [Tage] 0 8 16 20 24 30 41 55 134 162

2mm, liegend, 10°C n.n. - - - - n.n. - n.n. - -

2mm, stehend, 10°C n.n. - - - - n.n. - n.n. - -

2mm, liegend, 25°C n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. 1,2 4,2 - - -

2mm stehend, 25°C n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. 4,0 - - -

6mm, liegend, 10°C n.n. n.n. - - - n.n. - - - n.n.

6mm, liegend, 25°C n.n. n.n. - - - n.n. - - 1,0


Dotierstelle von 1+1- und Sektkorken bei unterschiedlichen


der Wein-, Sektflasche

Lagerzeit [Tage] 0 5 6 8 16 20 24 30 57

1+1, liegend, 10°C 19,6 - 8,6 8,6 7,8 7,8 8,3 8,7 -

1+1, liegend, 25°C 19,6 - 7,0 8,7 7,9 7,2 5,2 7,0 -

Sektkorken, stehend, 25°C 72,1 71,0 - - - 13,0 - - 15,9

Tab. 8.9 2,4,6-TCA-Konzentration [ng/g Kork] in der 2 mm dicken Schicht 2

(Bereich zwischen der ersten und der zweiten Naturkorkscheibe) von

Sektkorken in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der Sektflasche

Lagerzeit [Tage] 0 5 6 8 16 20 24 30 57

Sektkorken, stehend, 25°C n.n. 2,0 - - - 2,6 - - 7,0


Korkspiegel von 1+1- und Sektkorken bei unterschiedlichen



Lagerzeit [Tage] 0 5 6 8 16 20 24 30 57

1+1, liegend, 10°C n.n. - 2,2 2,7 2,7 2,7 2,9 2,3 -

1+1, liegend, 25°C n.n. - 3,7 2,7 2,5 2,0 2,3 2,4 -

Sektkorken, stehend, 25°C n.n. 0,7 - - - 0,7 - - 0,8

Tab. 8.11 2,4,6-TCA-Konzentration [ng/L] im Wein bei unterschiedlichen



Lagerzeit [Tage] 0 5 6 8 16 20 24 30 57

1+1, liegend, 10°C n.n. - 1,5 1,3 1,3 1,1 1,5 1,6 -

1+1, liegend, 25°C n.n. - 1,5 1,3 1,2 1,4 1,5 1,6 -

Sektkorken, stehend, 25°C n.n. n.n. - - - n.n. - - 1,0


Dotierstelle von Naturkorken unterschiedlicher Qualität in Abhängigkeit

von der Lagerzeit in der Weinflasche

Lagerzeit [Tage] 0 13 26 57

6.Klasse, liegend, 25°C 26,6 29,3 27,9 29,0

Super, liegend, 25°C 15,4 15,6 13,5 17,5


Korkspiegel von Naturkorken unterschiedlicher Qualität in Abhängigkeit

von der Lagerzeit in der Weinflasche


6.Klasse, liegend, 25°C n.n. 1,4 1,1 17,7

Super, liegend, 25°C n.n. 0,5 0,8 0,6

Tab. 8.14 2,4,6-TCA-Konzentration [ng/L] im Wein bei Naturkorken

unterschiedlicher Qualität in Abhängigkeit von der Lagerzeit in der

Weinflasche


6.Klasse, liegend, 25°C n.n. n.n. 1,4 13,5

Super, liegend, 25°C n.n. n.n. n.n. n.n.

Migration von 2,4,6- Trichloranisol aus dem Korken in den...

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