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- Herausgeber: Verlag Eugen Ulmer
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Deutsch
Sie arbeiten in der Qualitätssicherung, Forschung oder Lehre mit Wein? Erfahren Sie hier alle Methoden und automatisierten Verfahren zur Analyse, Interpretation und Bewertung. Beispielsweise Bestimmung von Phosphat, Sulfat, Chlorid und Nitrat mit der Anionenchromatographie, Totalreflexions-Röntgenfluoreszenzanalyse (TRFA, TXRF), Bedeutung und Interpretation der Stabilisotopenverhältnisse, Continuous Flow Analyse. Interpretieren Sie Zusatzstoffe, Behandlungsmittel und Kontaminanten und erfahren Sie alles über die chemische und organische Zusammensetzung von Wein.
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Seitenzahl: 626
Veröffentlichungsjahr: 2019
Ähnliche
Helmut Dietrich | Herbert Otteneder |Reiner Wittkowski (Hrsg.)
Analytik des Weines
untersuchen und bewerten
47 Zeichnungen
87 Tabellen
Inhalt
1Dichte, Alkohol und Extrakt
1.1Volumenmasse, relative Dichte, Gewichtsverhältnis, Oechslegrade
1.1.1Definitionen
1.1.2Untersuchungsverfahren Volumenmasse und relative Dichte
1.1.3Untersuchungsverfahren Mostgewicht
1.2Gesamt-Trockenextrakt
1.2.1Definitionen
1.2.2Untersuchungsverfahren zum Gesamt-Trockenextrakt
1.3Ethanol
1.3.1Definitionen
1.3.2Untersuchungsverfahren Ethanol
Literatur
2Kohlenhydrate, Zucker, Glucose, Fructose und Saccharose
2.1Allgemeines
2.2Das Glucose/Fructose-Verhältnis
2.3Bestimmung von Glucose, Fructose und Saccharose
2.3.1Enzymatische Bestimmungen
2.3.2HPLC-Bestimmungen
2.3.3Reduktometrische Verfahren
2.3.4Reduzierende Zucker, reduzierende Substanzen – Summe Glucose und Fructose
2.3.5Sonstige Methoden
2.4Zuckeralkohole
2.4.1Bedeutung und Interpretation
2.4.2Bestimmungsmethoden
Literatur
3Alkohole und Aldehyde
3.1Methanol
3.1.1Eigenschaften und Bedeutung von Methanol
3.1.2Vorkommen von Methanol
3.1.3Bildung von Methanol
3.1.4Analysenmethoden für Methanol
3.2Höhere Alkohole
3.2.1Eigenschaften und Bedeutung von höheren Alkoholen
3.2.2Vorkommen von höheren Alkoholen
3.2.3Analysenmethoden für höhere Alkohole
3.3Glycerin und 2,3-Butandiol
3.3.1Vorkommen und Bedeutung
3.3.2Beurteilung der Glyceringehalte
3.3.3Bestimmung von Glycerin und 2,3-Butandiol
3.3.4Bestimmung der Nebenprodukte der technischen Glycerinherstellung mittels GCMS
3.3.52,3-Butandiol, Vorkommen und Bedeutung
3.3.6Interpretation von 2,3-Butandiol-Gehalten
3.3.7Bestimmung von 2,3-Butandiol
Literatur
4Säuren
4.1Allgemeines
4.2pH-Wert
4.2.1Bestimmung des pH-Werts
4.3Gesamtsäure
4.3.1Vorkommen und Bedeutung
4.3.2Bestimmung der Gesamtsäure
4.4Flüchtige Säuren
4.4.1Vorkommen und Bedeutung
4.4.2Bestimmung der flüchtigen Säuren
4.5Essigsäure
4.5.1Vorkommen und Bedeutung
4.5.2Analytik der Essigsäure
4.6Weinsäure
4.6.1Vorkommen und Bedeutung
4.6.2Analytik der Weinsäure
4.7Äpfelsäure
4.7.1Vorkommen und Bedeutung
4.7.2 Analytik der Äpfelsäure
4.8Milchsäure
4.8.1Vorkommen und Bedeutung
4.8.2Analytik der Milchsäure
4.9Citronensäure
4.9.1Vorkommen und Bedeutung
4.9.2Analytik der Citronensäure
4.10 Bernsteinsäure
4.10.1Vorkommen und Bedeutung
4.10.2Analytik der Bernsteinsäure
4.11 Gluconsäure
4.11.1Vorkommen und Bedeutung
4.11.2Analytik der Gluconsäure
4.12 Galacturonsäure, Glucuronsäure, Oxo-Gluconsäuren
4.12.1Vorkommen und Bedeutung
4.12.2Analytik von Galacturonsäure, Glucuronsäure, Oxo-Gluconsäuren
4.13 Brenztraubensäure und 2-Ketoglutarsäure
4.13.1Vorkommen und Bedeutung
4.13.2Analytik von Brenztraubensäure und 2-Ketoglutarsäure
4.14 Schleimsäure
4.14.1Vorkommen und Bedeutung
4.14.2Analytik der Schleimsäure
4.15L-Ascorbinsäure
4.15.1Vorkommen und Bedeutung
4.15.2Analytik der L-Ascorbinsäure
4.16Shikimisäure
4.16.1Vorkommen und Bedeutung
4.16.2Analytik der Shikimisäure
4.16.3Interpretation von Shikimisäure-gehalten
4.17Fumarsäure
4.17.1Vorkommen und Bedeutung
4.17.2Analytik der Fumarsäure
Literatur
5Phenole
5.1Vorkommen und Bedeutung
5.1.1Flavonoide
5.1.2Nichtflavonoide Phenole
5.1.3Polymere Phenole (Tannine)
5.2Gründe für Phenolanalysen
5.3Analysenmethoden zur Bestimmung von Phenolverbindungen
5.3.1Fotometrische Bestimmung von Summenparametern
5.3.2Chromatographische Methoden zur simultanen Bestimmung einzelner nichtflüchtiger Phenole
5.3.3Indirekte Bestimmung von Phenolen
5.4Anthocyane
5.4.1Vorkommen und Bedeutung
5.4.2Interpretation des Anthocyanspektrums
5.4.3Analytik der Anthocyane
Literatur
6Stickstoffverbindungen
6.1Aminosäuren
6.1.1Vorkommen und Bedeutung von Aminosäuren
6.1.2Vorkommen von Aminosäuren in Mosten
6.1.3Einfluss der Weinbereitung auf den Gehalt an Aminosäuren
6.1.4Vorkommen von Aminosäuren im Wein
6.1.5Methoden zur Bestimmung von Aminosäuren
6.2Biogene Amine
6.2.1Bedeutung biogener Amine
6.2.2Gesundheitsbezogene Wirkung biogener Amine
6.2.3Vorkommen biogener Amine
6.2.4Önologische Interpretation der Gehalte biogener Amine in Trauben und Wein
6.2.5Methoden zur Bestimmung biogener Amine
6.2.6Detaillierte Beschreibung von Methoden zur Bestimmung biogener Amine
6.3Sonstige stickstoffhaltige Verbindungen
6.3.1Vorkommen und Bedeutung
6.3.2Charakterisierung und Bestimmung hefeverwertbarer Stickstoffverbindungen
6.4Allergene Stoffe
6.4.1Allgemeines
6.4.2Rechtsgrundlagen
6.4.3Bestimmung allergener Stoffe
Literatur
7Aromastoffe
7.1Allgemeines
7.2Analytik von Aromastoffen
7.2.1Isolierung und Anreicherung
7.2.2Chromatographischer Nachweis der Aromastoffe
7.2.3Bestimmung des glycosidisch gebundenen Aromapotenzials
7.2.4Authentizitätsprüfungen des Weinaromas
7.2.5Bestimmung des Aromaprofils von mit Eichenholz aromatisierten Weinen
Literatur
8Sonstige organische Verbindungen
8.1Ethylcarbamat
8.1.1Vorkommen und Bedeutung
8.1.2Analytik von Ethylcarbamat
8.2Ethylenglycol und Diethylenglycol
8.2.1Analytik von Diethylenglycol (DEG) und Ethylenglycol (MEG)
8.3Hydroxymethylfurfural (HMF) (5-Hydroxymethylfuran-2-carbal-dehyd, 5-Hydroxymethyl-2-fural-dehyd) und 4-Methylimidazol
8.3.1Vorkommen und Bedeutung
8.3.2Ergebnisinterpretation und Analytik
8.4Ochratoxin A
8.4.1Vorkommen
8.4.2Toxizität
8.4.3Analytik von Ochratoxin A
8.4.4Ergebnisinterpretation
8.5Pestizide
8.5.1Vorkommen und Bedeutung
8.5.2Rechtliche Beurteilung von Pflanzenschutzmittelrückständen in Wein
8.5.3Quantitative Bestimmung von Pflanzenschutzmittelrückständen
Literatur
9Zusatzstoffe, Behandlungsmittel, Kontaminanten
9.1Zusatzstoffe und Verarbeitungshilfsstoffe
9.2Analytik von kolloidalen Zusatzstoffen
9.2.1Bestimmung der Metaweinsäure (MWS)
9.2.2Bestimmung von Lysozym
9.2.3Bestimmung von Carboxymethylcellulose (CMC)
9.2.4Bestimmung von Gummi arabicum
9.3Schwefeldioxid
9.3.1Eigenschaften und Bedeutung von Schwefeldioxid
9.3.2Analysenmethoden für Schwefeldioxid
9.4Konservierungsstoffe
9.4.1Sorbinsäure (2,4-Hexadiencarbon-säure E 200)
9.4.2Dimethyldicarbonat (DMDC, E 242)
9.4.3Natamycin (Pimaricin, E 235)
9.4.4Allylisothiocyanat und Methylisothiocyanat
9.4.5Nicht zugelassene Konservierungsstoffe
9.5Organische Kontaminanten
9.5.1Phthalate (Phthalsäureester)
9.5.2Bisphenol A (2,2-bis (4-hydroxyphenyl)-propan)
9.5.3Chlorierte Kohlenwasserstoffe
9.5.4Styrol
9.5.5Naphthalin
Literatur
10Mineralstoffe und Spurenelemente
10.1Asche
10.1.1Bestimmung der Asche
10.2Aschenalkalität
10.2.1Bestimmung der Aschenalkalität
10.3Phosphat
10.3.1Bestimmung von Phosphat
10.4Sulfat
10.4.1Bestimmung von Sulfat
10.5Chlorid
10.5.1Bestimmung von Chlorid
10.6Nitrat
10.6.1Bestimmung von Nitrat
10.7Bestimmung von Phosphat, Sulfat, Chlorid und Nitrat mit der Anionenchromatographie
10.8Cyanverbindungen
10.9Fluorid
10.9.1Allgemeines
10.9.2Analytik von Fluorid
10.10Bromid
10.10.1Allgemeines
10.10.2Analytik von Bromid
10.11Bor
10.11.1Allgemeines
10.11.2Vorkommen und Bedeutung
10.11.3Analytik von Bor
10.12Alkali- und Erdalkalimetalle
10.12.1Kalium
10.12.2Natrium
10.12.3Calcium
10.12.4Magnesium
10.12.5Bestimmung von Kalium, Natrium, Calcium und Magnesium
10.13Spurenelemente (Aluminium, Chrom, Eisen, Kupfer, Mangan, Silber, Zink und Zinn)
10.13.1Vorkommen
10.13.2Höchstgehalte an Spurenelementen
10.13.3Analytik von Spurenelementen
10.14Blei, Cadmium und Arsen
10.14.1Eintragswege und Toxizität
10.14.2Vorkommen von Pb, Cd und As und ihre Höchstmengen
10.14.3Analytik von Schwermetallen
10.15Totalreflexions-Röntgenfluoreszenzspektroskopie (TRFA, TXRF)
10.15.1Prinzip der TXRF-Messung
10.15.2Geräteaufbau
10.15.3Durchführung der Analyse und Quantifizierung
10.15.4Anwendungsbereiche
10.15.5Validierung der Methode
Literatur
11Stabilisotopenanalytik von Wein
11.1Allgemeines
11.2Bedeutung und Interpretation der Stabilisotopenverhältnisse
11.2.1Nachweis der Anreicherung mit dem Deuterium/Wasserstoff-Verhältnis, D/H
11.2.2Die Bestimmung der geografischen Herkunft über das D/H-Verhältnis
11.2.3Nachweis der Anreicherung mit dem 13C/12C-Verhältnis
11.2.4Nachweis und Bestimmung von Gärungskohlensäure in Schaumwein mittels 13C/12C-Verhältnis
11.2.5Nachweis und Bestimmung von Gärungskohlensäure in Schaumwein mittels 14C
11.2.6Das 18O/16O-Verhältnis
11.2.7Nachweis der geografischen Herkunft mit dem 18O/16O-Verhältnis
11.2.8Nachweis der Wässerung
11.2.9Weitere Anwendungen des 18O/16O-Verhältnisses
11.2.10Nachweis der geografischen Herkunft über das 87Sr/86Sr-Verhältnis
11.3Analysentechniken zur Stabil-isotopenmessung
11.3.1Allgemeines
11.3.2Bestimmung des D/H-Verhältnisses mittels IRMS
11.3.3Hochauflösende NMR-Spektroskopie
11.3.4Bestimmung des 18O/16O-Verhältnisses
11.3.5Bestimmung des 13C/12C-Verhältnisses
Literatur
12Gase
12.1Kohlendioxid (CO2)
12.1.1Vorkommen und Bedeutung
12.1.2Bestimmungen von Kohlendioxid
12.1.3Unterscheidung von endogener und exogener Kohlensäure durch die Bestimmung des 13C/12C-Verhältnisses im Kohlendioxid
12.2Schwefelwasserstoff (H2S)
12.2.1Vorkommen und Bedeutung
12.2.2Bestimmung von H2S
Literatur
13Automatisierte Verfahren
13.1Continuous-Flow-Analyse (CFA)
13.1.1Allgemeines
13.1.2Geräteaufbau und Funktion
13.1.3Beispiele für die praktische Anwendung der CFA
13.1.4Qualitätssicherung
13.2Sequenzielle Analyseautomaten
13.2.1Trauben und Most
13.2.2Gärender Most
13.2.3Wein
13.2.4Geräte
Literatur
14Qualitätsmanagement
14.1Allgemeines
14.1.1Definition und Bestimmung der Messunsicherheit
14.1.2Bestimmung der Messunsicherheit aus den Einzelkomponenten nach dem „bottom-up“-Prinzip (EURACHEM/CITAC 2004)
14.1.3Berechnung der Messunsicherheit aus der Vergleichsstandardabweichung nach dem „top-down“-Prinzip (EURACHEM/CITAC 2004)
14.2Statistische Kennzahlen
14.2.1Bestimmung der Wiederholstandardabweichung sr und der Vergleichsstandardabweichung sR
14.2.2Berechnung mit der Horwitz-Gleichung
14.2.3Weitere Kriterien der Methodenvalidierung
14.2.4Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze
14.3Ergebnisinterpretation
14.4Maßnahmen zur internen Qualitätskontrolle
14.4.1Die Qualitätsregelkarte
14.4.2Laborvergleichsuntersuchung (LVU), Proficiency Test
14.4.3Validierungsstudie (Method Performance Study)
Literatur
15FTMIR-Spektrometrie(Fourier-Transform-MIR-Spektrometrie)
15.1Prinzip der FTIR-Messung
15.2Geräteaufbau
15.3Durchführung der Messung
15.4Standardisierung
15.5Kalibrierung des Verfahrens
15.6Anwendungsbereiche
15.7Validierung der Methode
15.8Amtliche Qualitätsweinanalyse (A. P.-Analyse) mit FTMIR
15.9Vor- und Nachteile des FTMIR-Verfahrens
Literatur
161H-NMR-Spektroskopie in der Weinanalytik
16.1Messprinzip der NMR
16.2Quantitative 1H-NMR
16.3Methodenbeschreibung
16.4Non-targeted Analysen
Literatur
Service
Die Autoren und Herausgeber
Impressum
Vorwort
Bereits Rotkäppchen brachte in gleichnamigem Märchen der Gebrüder Grimm ihrer Großmutter einen Korb mit Brot und Wein. Dies ist nur ein Beispiel dafür, dass Wein seit Jahrtausenden wichtiges Kulturgut der Menschheit ist und seinen Weg in alle Bereiche menschlichen Lebens gefunden hat – von der Medizin über die Religionen, bildende Kunst, Malerei und Literatur bis hin in den Genuss alter und moderner Lebens- und Ernährungsstile.
Ebenso alt ist die stetige Auseinandersetzung mit der Frage, was man dem Wein zusetzen und mit welchen Methoden er hergestellt werden darf. Die Unterscheidung von Wein und gefälschten Produkten war somit schon immer eine Frage geeigneter analytischer Methoden. Diese Herausforderungen verstärkten sich, je mehr rechtliche Vorschriften erlassen wurden. Aber auch spätestens als man Qualität und Zusammensetzung von Weinen verstehen und dies in Zahlen gegossen wissen wollte, erblühte die analytische Erfassung einzelner Substanzen zur Charakterisierung und qualitativen Einschätzung und diente zunehmend auch dem Verständnis der biologischen und biochemischen Abläufe im Rebstock, in der Traube und während der Gärung und Reifung der Weine.
Auch heute noch dient die Weinanalytik den drei wichtigsten Bereichen: der Prozessbegleitung zur Generierung hochwertiger Produkte, der wissenschaftlichen Forschung zur Weiterentwicklung weinbaulicher und oenologischer Verfahren sowie der Überprüfung gesetzlicher Vorgaben und Erkennung von Verfälschungen.
Dieses Buch widmet sich den analytischen Möglichkeiten zu allen drei Bereichen und beschreibt nicht nur die modernen Methoden der instrumentellen Analytik, sondern bewusst auch die klassischen chemischen Methoden, auch wenn sie heute in vielerlei Hinsicht in den Hintergrund getreten sind. Dennoch haben einige dieser Methoden auch heute noch Referenzstatus in der Europäischen Union und sind in internationalen Streitigkeiten verpflichtend einzusetzen. Reichte im Werk „Chemie des Weines“ von Würdig und Woller noch ein Kapitel, um die analytischen Methoden zu beschreiben, so hat nunmehr die rasante Weiterentwicklung in diesem Bereich das Format eines eigenen Buches erforderlich gemacht.
Durch die Einführung spektroskopischer Methoden, wie die Kernresonanz- und die Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie in Kombination mit chemometrischen Verfahren sowie der Möglichkeit, große Datenmengen zu generieren und mathematisch zu verarbeiten, werden zunehmend Echtheitsuntersuchungen zu Angaben von Rebsorte, Jahrgang, geografischer Herkunft, Qualitätsstufe sowie Herstellungsart, die im Verlauf zunehmenden globalen Handels immer wichtiger werden, eingesetzt.
Auch die nicht-zielgerichtete Analytik basiert auf diesen Methoden, um unvorhersehbare Verfälschungen aufzuspüren.
Dieses Buch wurde von einem Autoren- und Herausgeberteam verfasst, das sich ein Berufsleben lang mit der Weinanalyse beschäftigt hat und richtet sich an all jene, die Weine analysieren, verstehen und bewerten möchten.
R. Wittkowski
Berlin, Herbst 2019
H. Otteneder
Überlingen, Herbst 2019
H. Dietrich
Geisenheim, Herbst 2019
1Dichte, Alkohol und Extrakt
KURT BREITBACH
Im nachfolgenden Abschnitt werden physikalische Methoden beschrieben, die auf der Bestimmung der Dichte oder der Refraktion beruhen. Soweit andere physikalische Messungen im Zusammenhang mit Untersuchungsverfahren angewendet werden, sind diese Verfahren dem jeweiligen Stoff oder der Stoffgruppe, die damit bestimmt werden, zugeordnet. Ergänzt werden außerdem alternative Bestimmungen des Alkoholgehaltes mittels HPLC, Fotometrie und Enzymatik.
Nach der Verordnung (EG) 479/2008 sind die von der OIV empfohlenen und veröffentlichten Analysemethoden bei den Erzeugnissen des Weinrechts anzuwenden. Dementsprechend werden die OIV-Methoden der genannten Parameter sowie auch der nachfolgenden Darstellungen von Untersuchungsverfahren von Weininhaltsstoffen jeweils vorrangig behandelt. Die OIV unterteilt die Methoden in vier Typen (OIV-Methode MA-AS1-03):
Typ I*Kriterienbasierte Referenzmethode:
Methode, durch die ein Wert festgelegt wird, der nur durch die Methode selbst ermittelt werden kann, und die per Definition die einzige Methode ist, die zur Ermittlung des anerkannten Wertes des gemessenen Parameters (z. B. Alkoholgehalt in Volumenprozent, Gesamtsäure, flüchtige Säure, reduzierende Zucker) angewandt wird.
Typ II*Referenzmethode:
Eine Typ II-Methode wird als Referenzmethode bestimmt, wenn Typ I-Methoden nicht anwendbar sind. Sie sollte aus den (nachfolgend definierten) Typ III-Methoden ausgewählt werden. Ihre Anwendung ist in Streitfällen und für Kalibrierungen zu empfehlen (z. B. Kalium, Citronensäure).
Typ III*Anerkannte alternative Methode:
Typ III-Methoden erfüllen alle von der Unterkommission „Analysemethoden“ festgelegten Kriterien und werden für die Prüfung, Überwachung oder für regulatorische Zwecke eingesetzt (z. B. enzymatische Bestimmung von Glucose und Fructose).
Typ IVEine Typ IV-Methode ist eine herkömmliche oder unlängst eingeführte Methode, die noch nicht validiert wurde.
* Methoden, die eine förmliche Validierung gemäß den in der Unterkommission „Analysemethoden“ gültigen Verfahren erfordern.
1.1 Volumenmasse, relative Dichte, Gewichtsverhältnis, Oechslegrade
1.1.1Definitionen
Volumenmasse
Die Volumenmasse ist der Quotient aus der Masse eines bestimmten Volumens Wein oder Most bei 20 °C zu seinem Volumen, ausgedrückt in g/ml, Symbol ρ20 °C.
Relative Dichte bei 20 °C
Die relative Dichte bei 20 °C ist das in Dezimalen ausgedrückte Verhältnis der Volumenmasse des Weines oder des Mostes bei 20 °C zur Volumenmasse des Wassers bei ebenfalls 20 °C, Symbol d 20/20.
Dichteverhältnis
Wenn die Bezugstemperaturen für beide Stoffe gleich sind, z. B. 20 °C/20 °C, wird die relative Dichte auch Dichteverhältnis genannt. Sie ist eine dimensionslose Zahl. Bei der Umrechnung von Volumenmasse in die relative Dichte oder umgekehrt ist die Wasserdichte bei der Bezugstemperatur zu benutzen. Die Dichte des Wassers bei 20 °C beträgt 0,998203.
Die Umrechnungen lauten dann:
Das Gewichtsverhältnis oder Dichteverhältnis gibt die Verhältniszahl zweier Stoffe wieder, die das Gewicht gleicher Volumina bei gleicher Temperatur zum Ausdruck bringt. Das Gewichtsverhältnis unterscheidet sich von der relativen Dichte durch die Luftauftriebs-Korrektur, die bei genauen Messungen berücksichtigt werden muss. Der Luftauftrieb kann in der Praxis vernachlässigt werden und statt des Gewichtsverhältnisses kann die relative Dichte bzw. das Dichteverhältnis benutzt werden. Das Gewichtsverhältnis des Weines, dessen alkoholischen Destillats und des Rückstandes spielen in der Weinanalytik eine zentrale Rolle.
Mostgewicht
Das Mostgewicht beschreibt das spezifische Gewicht von Traubenmost. Es stellt einen Indikator für den zu erwartenden Alkoholgehalt von Wein bei vollständiger Vergärung des Zuckers dar. Das Mostgewicht ist somit ein Maß für den Anteil aller gelösten Stoffe im Traubenmost. Diese werden auch als Extrakt bezeichnet, der aus Zucker (Traubenzucker und Fruchtzucker), Säuren, Glycerin und in kleinen Mengen auch aus Polyphenolen, Pektinen und weiteren Polysacchariden, Proteinen und Mineralien besteht. Neben den verschiedenen Messverfahren werden in unterschiedlichen Ländern auch noch verschiedene Messskalen und damit verschiedene Einheiten verwendet.
Grad Oechsle (°Oe)
In Deutschland, Luxemburg und der Schweiz wird das Mostgewicht in Grad Oechsle (°Oe) gemessen.
Das Mostgewicht ist ein wichtiger Faktor zur Festlegung des Lesezeitpunkts. In Deutschland, Österreich und der Schweiz bildet das Mostgewicht über das Weinrecht die Grundlage zur Einteilung der Weine in die einzelnen Qualitätsstufen.
Das Mostgewicht errechnet sich aus dem Dichteverhältnis wie folgt:
D. h. das Mostgewicht ist der tausendfache Wert des um 1,000 verminderten Gewichtsverhältnisses 20 °C/20 °C und wird in Grad (°) angegeben.
Das Mostgewicht in Grad Oechsle (°Oe) wurde ursprünglich in gleicher Weise aus der relativen Dichte bei 17,5 °C errechnet, wird aber heute dem Mostgewicht bei 20 °C gleichgesetzt (Schmitt 1983).
Aus den Oechslegraden lassen sich folgende ungefähre Schätzwerte ermitteln (Eder und Brandes 2003):
Extrakt (g/100 ml)
°Oe/4
Zucker (g/100 ml)
°Oe/4–3
Alkohol (g/100 ml)
°Oe/10
Alkohol (ml/100 ml)
°Oe/8
Die Landesregierungen der weinbaubetreibenden Länder in Deutschland haben, auf das Weingesetz gestützt, durch Rechtsverordnungen die natürlichen Mindestalkoholgehalte der einzelnen Qualitätsstufen in den einzelnen Anbaugebieten festgelegt. Eine verbindliche Tabelle zur Umrechnung von °Oe in %vol enthält die Weinverordnung, Anlage 8 (Weinverordnung 2009).
Grad Klosterneuburger Mostwaage (°KMW)
In Österreich und den Ländern der ehemaligen Habsburger Monarchie Ungarn, Italien, der Slowakei und den Staaten des ehemaligen Jugoslawien wird das Mostgewicht in Grad Klosterneuburger Mostwaage (KMW) bzw. Grad Babo bestimmt.
Ein Grad Klosterneuburger Mostwaage (°KMW) ist definiert als:
Die °KMW geben den Zuckergehalt von Traubenmost in Gewichtsprozent an. Dies gilt unter der Voraussetzung, dass nach den empirischen Beobachtungen von Babo und Roesler die Anteile Zucker und Nichtzucker im Traubenmost 85 bzw. 15 % betragen. Streng genommen trifft dies nur für den Bereich zwischen 15 und 20 °KMW zu.
Umrechnung von °KMW in °Oe (Eder und Brandes 2003):
Weitere Einheiten für das Mostgewicht:
Grad Balling (°Bg)
Gesamtgehalt an gelöster Trockensubstanz (Extrakt) in g/100 g Most (Messung des Dichteverhältnisses bei 17,5 °C).
Grad Brix (°Bx)
bzw. die fast identische Einheit BallingGesamtgehalt an gelöster Trockensubstanz (Extrakt) in g/100 g Most (Messung des Dichteverhältnisses bei 20 °C). Wird hauptsächlich in den englischsprachigen Ländern eingesetzt (in USA, Südafrika, Australien u. a.).
Grad Baumé (°Be)
Eine früher im Salzbergbau verwendete Einheit, die im Weinbau nicht mehr verwendet werden sollte (früher in Frankreich und in Spanien üblich). Das Ergebnis entspricht den Gewichtsprozenten einer Kochsalzlösung, d. h. 10 °Be entsprechen einer 10 %igen NaCl-Lösung.
Ursprüngliches Mostgewicht
Für Zwecke der Weinüberwachung ist die Rückrechnung vom Extrakt (Inhaltsstoffe) des Handelserzeugnisses Wein auf das ursprüngliche Mostgewicht (= Ausgangsmostgewicht) des Mosts besonders wichtig. Hieraus ergeben sich ggf. Anhaltspunkte darauf, ob das Mindestmostgewicht für ein bestimmtes Prädikat eingehalten wurde.
Böhringer hat 1955 eine allgemeine Formel zur Berechnung des ursprünglichen Mostgewichtes (UM) – basierend auf der Gleichung von Tabarié – für Weine mit einem normalen Extraktgehalt entwickelt:
Eine Ausnahme bilden Rotweine, die zum Teil einen erheblichen Alkoholverlust bei der Maischegärung erleiden.
Diese Beziehung erlaubt nur für Jungweine eine ungefähre Berechnung des ursprünglichen Mostgewichtes, wenn der zuckerfreie Extrakt des Mostes sich nur geringfügig von dem des Jungweines unterscheidet. Für fertig ausgebaute Weine trifft die Berechnung nicht mehr zu, da ein Extraktverlust bzw. eine Extraktzunahme unberücksichtigt bleiben.
Auch Vogt hat 1956 eine Beziehung zur Berechnung des ursprünglichen Mostgewichtes aufgestellt:
Das Produkt (zfE · 0,4) hat Vogt (1970) unter Zugrundelegung eines mittleren zuckerfreien Extraktes von 30,0 g/l mit „12“ (30 · 0,4) angegeben, für säurereiche Jahrgänge wurden 35 g/l und für säurearme Jahrgänge 25 g/l angenommen. Daraus ergeben sich folgende vereinfachte Beziehungen:
Da diese Formeln nur Annäherungswerte liefern, entwickelte Gilbert (1967) eine Beziehung, bei der er alle quantitativ wichtigen Weininhaltsstoffe und deren Veränderung während der Vergärung berücksichtigte:
EW
GE + Z + WE + MS – (Gl · 0,64) – BS – flS
EW
Extraktwert (g/l)
GE
Gesamtextrakt (g/l)
Z
der dem vorhandenen Alkohol entsprechende Zuckergehalt (g/l) unter Zugrundelegung einer durchschnittlichen Alkoholausbeute von 46,5 %
Dabei errechnet sich Z wie folgt:
Z
vorhandener Alkohol (g/l) · 2,15
WE
der der Weinsteinbildung entsprechende Extraktgehalt, der sich wie folgt errechnet:
WE
(6 – vorhandene Weinsäure in g/l) · 1,8
MS
Milchsäuregehalt des Weines (g/l)
Gl
Glyceringehalt des Weines (g/l)
BS
Bernsteinsäure (g/l):
BS
vorhandener Alkohol (%vol) · 0,1
flS
flüchtige Säuren, als Essigsäure berechnet (g/l)
Bei einem durch Edelfäule erhöhten Glyceringehalt ist nicht der gesamte Glyceringehalt des Weines zu berücksichtigen, sondern nur der dem Gärungsalkohol entsprechende Glyceringehalt.
Zum berechneten Extraktwert (EW) entnimmt man aus der Tabelle I der Verordnung (EWG) Nr.2676/90 Anhang Nr.4 den zugehörigen Wert für die relative Dichte d 20/20, aus dem sich das Mostgewicht aus dem tausendfachen Wert des um 1,000 verminderten Gewichtsverhältnisses in °Oe ergibt, zu dem noch der Korrekturwert von 1,0 addiert wird. Mit dem deutschen Weingesetz 1971 hat die Beziehung zwischen Mostgewicht und dem Alkoholgehalt eine besondere Bedeutung erlangt.
Die seither zu stellenden Anträge auf Erteilung von amtlichen Prüfungsnummern für Qualitätsweine und Qualitätsweine mit Prädikat schließen die Vorlage von Untersuchungsbefunden mit ein. Sie enthalten nur den Gesamtextrakt (GE) und den vorhandenen Alkohol (vA), woraus das ursprüngliche Mostgewicht (UM) wie folgt errechnet werden kann (Gilbert 1973):
Für Mostgewichte zwischen 80 und 120 °Oe beträgt der konstante Faktor im Nenner 2,61, unter 80 °Oe 2,60 und über 120 °Oe 2,62, jeweils mit einem Toleranzwert von ± 3 °Oe.
In Österreich wird das ursprüngliche Mostgewicht aus Grad Klosterneuburger Mostwaage (°KMW) errechnet (Schneyder 1973):
1.1.2Untersuchungsverfahren Volumenmasse und relative Dichte
■OIV-Typ I-Methoden (Methode MA-AS2-01 A)
Die Methode der OIV definiert die Volumenmasse als Quotient aus der Masse eines bestimmten Volumens Wein oder Most bei 20 °C zu seinem Volumen, ausgedrückt in g/ml, Symbol ρ20 °C.
Die relative Dichte bei 20 °C ist das in Dezimalen ausgedrückte Verhältnis der Volumenmasse des Weines/des Mostes bei 20 °C zur Volumenmasse des Wassers bei ebenfalls 20 °C, Symbol d 20/20. Unterschieden wird die Bestimmung mit:
–Pyknometer
–Elektronischer Dichtemessung (Biegeschwinger)und
–Hydrostatischer Waage
Für sehr genaue Bestimmungen muss die Volumenmasse um den Gehalt an Schwefeldioxid korrigiert werden nach:
Pyknometrische Bestimmung der relativen Dichte
Bei der Bestimmung mittels Pyknometer erfolgt abhängig von der Verwendung einer zweiarmigen oder einarmigen Waage eine Korrektur der gemessenen Masse des Weines um den Luftauftrieb in Abhängigkeit von der Temperatur. Die entsprechenden Korrekturfaktoren können den der Methodenbeschreibung angefügten Tabellen entnommen werden.
Unter Süßweinen versteht man Weine, deren Gärung durch Zusatz von Alkohol unterbrochen bzw. verhindert wird. Es handelt sich um Weine mit Zucker- und meist hohem Alkoholgehalt.
Elektronische densimetrische Bestimmung (Biegeschwinger) der relativen Dichte (OIV-Methode MA-AS2-01 A)
Die Dichte wird aus der Messung der Eigenfrequenz eines mit dem Medium gefüllten Biegeschwingers errechnet. Das Prinzip der Messung beruht auf einem Feder-Masse-Schwinger, dessen Masse teilweise durch das zu messende Medium gebildet wird. Die Probe wird in ein schwingfähiges U-förmiges Glasrohr eingefüllt, dessen beide Schenkel die Federelemente eines Biegeschwingers bilden, ähnlich einer Stimmgabel. Das Rohr wird auf elektronischem Wege zu einer ungedämpften Schwingung mit möglichst geringer Amplitude angeregt. Im digitalen Dichtemessgerät wird die mechanische Schwingung des Biegeschwingers zum Beispiel elektromagnetisch in eine Wechselspannung gleicher Frequenz umgewandelt. Die Periodendauer τ ist mit hoher Auflösung messbar und steht in einfacher Weise mit der Dichte ρ des im Schwinger befindlichen Mediums in Zusammenhang:
Tabelle 1Verfahrenskennzahlen der Bestimmung der relativen Dichte der pyknometrischen Bestimmung
Wiederholbarkeit (r)
Vergleichbarkeit (R)
Trockene und liebliche Weine
0,00010
0,00037
Süßweine
0,00018
0,00045
Tabelle 2Verfahrenskennzahlen der Bestimmung der relativen Dichte mittels Biegeschwinger
Anzahl der Werte
3800
Min.
0,99187
Max.
1,01233
Wiederholbarkeit (r)
0,00011
Relative Wiederholbarkeit (r %)
0,011
Standardabweichung der Wiederholbarkeit (sr)
0,000038
Reproduzierbarkeit (R)
0,00025
Standardabweichung der Reproduzierbarkeit (sR)
0,000091
Relative Reproduzierbarkeit (R %)
0,025
τ ist die Frequenz der erzeugten Schwingung. A und B sind Gerätekonstanten des jeweiligen Schwingers. Ihre Werte sind mittels Kalibrierung an zwei Substanzen mit exakt bekannten Dichten ρ1 und ρ2 bestimmbar. Es besteht ein linearer Zusammenhang zwischen der Dichte und dem Quadrat der Frequenz.
Je nach Ausführung der Geräte wird die Genauigkeit der Dichte vom Hersteller (z. B. Fa. Paar, Graz) mit 1 · 10-4 g/cm3 bis 5 · 10-6 g/cm3 und als Wiederholbarkeit (Standardabweichung) mit 5 · 10-5 g/cm3 bis 1 · 10-6 g/cm3 angegeben.
Im Rahmen eines Ringversuches für das Gewichtsverhältnis mittels automatisiertem Biegeschwinger wurden folgende Verfahrenskennzahlen ermittelt (Ristow et al. 1985):
Bestimmung der relativen Dichte mit der hydrostatischen Waage(OIV-Methode MA-AS1-02 A)
Die Messung basiert auf dem Archimedes-Prinzip. Messgröße ist die unterschiedliche Masse, die ein eingetauchter Senkkörper jeweils in Wasser und der zu prüfenden Flüssigkeit hervorruft.
Tabelle 3Verfahrenskennzahlen der Bestimmung der relativen Dichte mittels hydrostatischer Waage
Anzahl der Werte
4347
Min.
0,99189
Max.
1,01229
Wiederholbarkeit (r)
0,00025
Standardabweichung der Wiederholbarkeit (sr)
0,000090
Relative Wiederholbarkeit (r %)
0,025
Reproduzierbarkeit (R)
0,00067
Standardabweichung der Reproduzierbarkeit (sR)
0,00024
Relative Reproduzierbarkeit (R %)
0,067
Wird ohne Temperieren auf 20 °C gearbeitet, ist eine Temperaturkorrektur nötig.
Nach den Erwägungsgründen zur Verordnung (EWG) Nr. 2676/90 sind die Ergebnisse der Messung der Dichte mit dem auf das Prinzip des Biegeschwingers gestützten automatisierten Verfahren hinsichtlich Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit mindestens gleichwertig gegenüber den Ergebnissen, die mit der im Anhang aufgeführten pyknometrischen Methode zur Messung der Volumenmasse und der relativen Dichte gewonnen werden. Diese Methode ist daher gleichwertig mit der Referenzmethode.
■Typ IV-Methoden (OIV-Methode MA-AS2-01 B)
Bestimmung der relativen Dichte 20 °C/20 °C mit dem Areometer
Das Areometer ist ein praktisches Gerät ohne Anspruch auf extreme Genauigkeit. Relative Dichte 20 °C/20 °C und Temperatur können direkt am Areometer abgelesen werden. Da die Dichte temperaturabhängig ist, muss eine Korrektur erfolgen. Der Methodenbeschreibung sind zwei Tabellen, jeweils für Wein und für Dessertwein, zur Temperaturkorrektur auf 20 °C angefügt. Für trockene Weine sowie Süßweine, alkoholfreie Weine und Moste werden Areometer mit unterschiedlichem Messbereich und unterschiedlicher Graduierung vorgegeben.
Für genaue Bestimmungen muss die Volumenmasse um den Gehalt an Schwefeldioxid korrigiert werden:
Zur Bestimmung der relativen Dichte im Rahmen der Durchführung der Untersuchungen von Wein und Schaumwein für die Beantragung einer amtlichen Prüfungsnummer gemäß § 23 Absatz 1 und 3 der Weinverordnung 2009 hat die Landwirtschaftskammer Rheinland-Pfalz folgende Methoden zugelassen (Landwirtschaftskammer 2016):
–Pyknometrische Methode (Referenzmethode) (OIV-Methode MA-AS1-02 A)
–Bestimmung mit Areometer d 20 °C/4 °C bzw. d 20 °C/20 °C (OIV-Methode MA-AS1-02 B)
–Hydrostatische Waage (OIV-Methode MA-AS1-02 A)
–Bestimmung mit nach dem Prinzip des Biegeschwingers arbeitendem Dichtemessgerät geeicht bei 20 °C (Referenzmethode) (OIV-Methode MA-AS1-02 A)
1.1.3Untersuchungsverfahren Mostgewicht
Pyknometrische/areometrische Bestimmung
Mit dem Pyknometer oder dem Areometer wird das Gewichtsverhältnis 20 °C/20 °C bestimmt und daraus das Mostgewicht berechnet:
Refraktometrische Bestimmung
Mit dem Gehalt einer Flüssigkeit an gelösten Stoffen ändert sich die Lichtbrechung. Es wird die relative Lichtbrechungszahl gemessen. Aus der Lage der Grenzlinie für die Totalreflexion und der Messung der Brechungszahl kann man den Prozentgehalt einer Flüssigkeit an einem bestimmten Stoff ermitteln. Die handelsüblichen Hand-Zuckerrefraktometer haben Mostgewichts- und Zuckerprozentskalen, die auf 20 °C bezogen sind. Die Genauigkeit beträgt ca. ± 0,5°Oe.
1.2 Gesamt-Trockenextrakt
1.2.1Definitionen
Der Gesamtextrakt oder die Gesamt-Trockensubstanz stellt die Gesamtmenge aller Weinbestandteile dar, die unter bestimmten physikalischen Bedingungen nicht flüchtig sind. Letztere müssen so festgelegt werden, dass die den Extrakt bildenden Stoffe möglichst geringe Veränderungen erfahren (Verordnung (EWG) Nr. 2676/90).
Der Gesamt-Trockenextrakt besteht aus Kohlenhydraten, Glycerin, nichtflüchtigen Säuren, Stickstoffverbindungen, Polyphenolen, Farbstoffen, Mineralstoffen und höheren Alkoholen. Die flüchtigen Substanzen sind insbesondere der Alkohol und die flüchtigen Säuren. Der Gesamtextrakt wird in g/l ausgedrückt und muss mit einer Genauigkeit von 0,5 g/l bestimmt werden.
In trockenen Jahren sind der Gesamtextrakt und auch der Aschegehalt niedriger als in Jahren mit normaler Feuchtigkeit. Rotweine sind gewöhnlich extraktreicher als Weißweine. Der Gesamtextraktgehalt für sich ist für die Weinbeurteilung nicht unmittelbar relevant, da er in erster Linie von der Höhe des Restzuckergehaltes abhängt. Weiterhin sind für den darin enthaltenen zuckerfreien Extrakt auch die Gesamtsäure bzw. die angewandten önologischen Verfahren maßgebend. Der Summenparameter „Extrakt“ ist eine unspezifische Größe, u. a. auch deshalb weil die Dichte, aus der der Extrakt errechnet wird, in g/l Rohrzucker ausgedrückt wird, obwohl er nicht nur daraus besteht.
Vom Gesamtextrakt leiten sich folgende Kennzahlen ab:
Der reduktionsfreie Extrakt ist der Gesamtextrakt abzüglich des Gesamtzuckers.
Der zuckerfreie Extrakt (zfE) ist der um den Gehalt an vergärbaren Zuckern verminderte Gesamtextrakt (GE):
Mit dieser Berechnung werden die bei der reduktometrischen Zuckerbestimmung miterfassten Pentosen über den empirischen Wert von 1 g/l dem zuckerfreien Extrakt zugeschlagen.
Wird der vergärbare Zucker (verg. Z) selektiv als Glucose und Fructose bestimmt, gilt die Formel:
Der Restextrakt (RE) wurde von Rebelein (1962) in die Weinbeurteilung eingeführt. Gilbert (1976) hat auf den von Rebelein (1962, 1975) geleisteten Vorarbeiten aufbauend folgende Formel zur Berechnung des Restextraktes aufgestellt:
RE
rfE – (WS · 1,18) – ÄS – (MS · 0,61) – CiS – (flS · 0,37) – (vA · 0,06)
RE
Restextrakt (g/l)
rfE
reduktionsfreier Extrakt (g/l)
WS
Weinsäure (g/l)
ÄS
Äpfelsäure (g/l)
MS
Milchsäure (g/l)
CiS
Citronensäure (g/l)
flS
flüchtige Säuren (g/l)
vA
vorhandener Alkohol (g/l)
Gilbert (1976) empfiehlt, bei Weinen der Prädikate Spätlese und Auslese die Weinsäure auf 1,5 g/l und bei höheren Prädikaten auf 1,0 g/l zu standardisieren:
Vereinfacht lässt sich der RE auch wie folgt berechnen:
Dabei werden vom Gesamtextrakt die reduzierenden Bestandteile im Sinne der Zuckerbestimmung (nach Inversion, wenn dieser Wert höher ist als der vor Inversion), die wesentlichen organischen Säuren, die schon in der Traube vorhanden sind (Weinsäure, Äpfelsäure, Citronensäure), die organischen Säuren, die durch Hefestoffwechsel (Bernsteinsäure) oder Bakterienstoffwechsel (Milchsäure, flüchtige Säuren) gebildet werden, die bei der alkoholischen Gärung gebildeten Sekundärprodukte (z. B. Glycerin und 2,3-Butandiol) jeweils nach Umrechnung auf die Massenverhältnisse (relative Dichte 20 °C/20 °C) nach der amtlichen Extrakttabelle und Standardisierung auf einen bestimmten Weinsäuregehalt abgezogen.
Der Restextrakt sollte ein die Qualität eines Weines beschreibendes Kriterium sein, der im Grunde die zur damaligen Zeit nicht bestimmbaren Weininhaltsstoffe summarisch erfassen sollte. Hierbei ging man von der Annahme aus, dass deren Gehalt mit zunehmender Reife ansteigt. Er kann Hinweise darauf geben, inwieweit das jeweils angegebene Prädikat (Kabinett, Spätlese oder Auslese) zutrifft. Allein betrachtet lässt er keine zuverlässige Aussage über die Qualitätsstufe eines Weines zu. Vielmehr sind im Einzelfall weitere Untersuchungen erforderlich (Patz et al. 1997).
Die unterschiedliche Reife bei der Lese drückt sich weiterhin im Mostgewicht (UM) sowie im Zuckergehalt, aus dem nach der Vergärung der Gesamtalkoholgehalt (GA) resultiert, aus. Bei hohem Mostgewicht (UM) und einem hohen Gesamtalkoholgehalt (GA) ist auch ein hoher Restextrakt zu erwarten. Die Verhältniszahlen UM/RE und GA/RE wurden daher auch als Hinweis auf eine Anreicherung eines Weines gewertet, sofern das Verhältnis GA/RE den Wert 10,0 nicht übersteigt (Rebelein 1975). Unter Berücksichtigung der Fehlertoleranz waren bei der Ermittlung des Restextraktgehaltes im Beanstandungsfall 0,8 g/l hinzuzuzählen.
In einer umfassenden Studie wurde überprüft, inwiefern der Restextrakt als Qualitätskriterium von deutschen Weinen dienen kann (Patz et al. 1997). Danach zeigte sich erwartungsgemäß, dass sich die Restextrakte in Abhängigkeit von der Qualitätsstufe unterscheiden. Jedoch kann aufgrund des Restextraktes im Einzelfall kein Rückschluss auf die Qualitätsstufe eines Weines gezogen werden. Dazu sind die Spannweiten der Restextraktwerte für die einzelnen Qualitätsstufen viel zu groß, sodass sich deutliche Überschneidungen ergeben, wie in Abb. 1 zu erkennen ist. Hinzu kommt, dass der Restextrakt von der Vegetationsperiode, der Rebsorte und den Anbaubedingungen abhängt. Eine Beurteilung der Qualitätsstufe über den Restextrakt ist daher nur möglich, wenn ausreichend statistisches Material von authentischen Weinen, die unter gleichen Bedingungen erzeugt wurden, zur Verfügung steht.
1.2.2Untersuchungsverfahren zum Gesamt-Trockenextrakt
Der Gesamt-Trockenextrakt wird indirekt aus der Dichte des Mostes bzw. aus der relativen Dichte des entalkoholisierten Weines (dw) und der relativen Dichte des Alkoholdestillates (dA) bestimmt. Dazu wird zunächst die relative Dichte 20 °C/20 °C (dr) des Destillationsrückstandes wie folgt berechnet:
Anschließend wird aus der entsprechenden Tabelle I des Verfahrens Nr. 4 der Verordnung (EWG) Nr. 2676/90 der zugehörige Gehalt an Gesamtrockenmasse in g/l entnommen, der mit einer Dezimale angegeben wird.
Für viele Zwecke hinreichend genau lässt sich der Gesamtextrakt aus dem Gewichtsverhältnis der alkoholischen Flüssigkeit und dem Gewichtsverhältnis des alkoholischen Destillates durch die einfache Formel von Tabarié ermitteln:
OIV-Methode Typ I(OIV-Methode MA-AS2-03 A)
Es wird das Gewicht des Rückstandes der aus der filtrierten Weinprobe nach Trocknen im Luftstrom bei 20–25 mm Hg und 70 °C erhaltenen Rückstandes bestimmt. Das Verfahren ist nicht validiert.
OIV-Methode Typ IV(OIV-Methode MA-AS2-03 B)
Der Gesamtextrakt wird indirekt aus der spezifischen Dichte des entalkoholisierten Weines bestimmt (siehe auch Verordnung (EWG) Nr. 2676/90, Anhang Nr. 4). Der Gesamtextrakt wird ausgedrückt als die Menge Saccharose, die in Wasser zu einem Liter gelöst eine Lösung von gleicher Dichte wie der Most oder der entalkoholisierte Wein ergibt.
Refrakto-densimetrische Bestimmungen
Daneben sei noch auf eine Reihe älterer refraktometrischer Extraktbestimmungen hingewiesen, bei denen der Gesamtextrakt (GE) aus der relativen Dichte (d 20 °C/20 °C) und der Refraktion (R20D) mit der empirischen Gleichung nach der allgemeinen Formel
errechnet wird. Die Faktoren A bis C werden von den verschiedenen Autoren, wie in Tabelle 4 dargelegt, angegeben.
Zugelassene Verfahren zur Bestimmung des Gesamtextraktes im Rahmen der Durchführung der Untersuchungen von Wein und Schaumwein für die Beantragung einer amtlichen Prüfungsnummer in Rheinland-Pfalz gemäß § 23 Absatz 1 und 3 der Wein-Verordnung in der Fassung der Bekanntmachung vom 21. April 2009 (BGBl. I Seite 827) (Qualitätsweinprüfung 2015):
–Indirekte pyknometrische Bestimmung unter Anwendung der Alkoholbestimmung nach einfacher direkter Destillation mit pyknometrischer elektronischer Dichtemessung des Destillates (Biegeschwinger) (Referenzmethode)
–Berechnung nach der Formel von Tabarié unter Anwendung der Alkoholbestimmung nach der pyknometrischen Alkoholbestimmung, OIV-Methode (siehe Kapitel 1.3.2)
–Berechnung nach der Formel von Tabarié auf Grundlage der Bestimmung von relativer Dichte und vorhandenem Alkohol (ausgenommen der Anwendung der pyknometrischen OIV-Methode, siehe Kapitel 1.3.2.)
Tabelle 4Faktoren zur Berechnung des Gesamtextraktes nach dem refrakto-densimetrischen Verfahren
1.3 Ethanol
1.3.1Definitionen
Der in Volumenprozent ausgedrückte Alkoholgehalt ist gleich der Anzahl Liter Ethanol, die in 100 l Wein enthalten sind. Beide Volumina werden bei 20 °C gemessen, Symbol %vol (Verordnung (EWG) Nr. 2676/90; OIV-Methode MA-AS312-01 A).
Umrechnung der Alkoholkonzentrationen:
Da Ethanol bei der Destillation nicht vollständig von seinen Homologen und seinen Estern getrennt werden kann, werden sie miterfasst (OIV-Methode MA-AS312-01 A).
Der Alkoholgehalt der Weine schwankt in relativ weiten Grenzen je nach Weinart. Zwischen dem gesetzlichen Mindestgehalt und der durch die Leistungsfähigkeit der Hefen bestimmten oberen Grenze sind alle Übergänge denkbar. Mit ansteigendem Zuckergehalt im Most wird die Bildung des Alkoholgehaltes erschwert. Man kann daher bei Weinen weniger Alkoholausbeute erwarten, je größer die Menge an Zucker ist.
Es existieren folgende Definitionen (siehe auch Verordnung (EG) Nr. 1308/2013, Anhang II, Teil IV, Begriffsbestimmungen für den Weinsektor):
Vorhandener Alkoholgehalt (in %vol): die Volumeneinheiten reinen Alkohols, die bei einer Temperatur von 20 °C in 100 Volumeneinheiten des Erzeugnisses enthalten sind.
Potenzieller Alkoholgehalt (in %vol): die Volumeneinheiten reinen Alkohols bei einer Temperatur von 20 °C, die durch vollständiges Vergären des in 100 Volumeneinheiten des Erzeugnisses enthaltenen Zuckers bei dieser Temperatur gebildet werden können.
Gesamtalkoholgehalt (in %vol): die Summe des vorhandenen und des potenziellen Alkoholgehalts.
Natürlicher Alkoholgehalt (in %vol): der Gesamtalkoholgehalt des betreffenden Erzeugnisses vor jeglicher Anreicherung.
Je nach dem Reifegrad der Trauben, aus denen die Weine gewonnen worden sind, variiert ihr natürlicher Alkoholgehalt sehr stark. Alkoholverluste treten während der Gärung mit steigender Gärtemperatur oder durch längere Lagerung z. B. im Fass auf. Der Alkohol hemmt als Stoffwechselprodukt die Vermehrung der Hefe und damit die Vergärung des Zuckers durch die Hefe. Kleinere Konzentrationen behindern je nach Hefe nur die Sprossung der Hefe, die enzymatische Tätigkeit der Hefe wird erst bei höherer Konzentration eingeschränkt bzw. eingestellt. Die Hemmwirkung des Alkohols kann durch Nährstoffangebote, geeignete Temperatur oder Belüftung kompensiert werden. Die praktische Alkoholausbeute kann je nach eingesetzten Hefen zwischen 46 und 48 % schwanken. Meist wird mit einer mittleren Ausbeute von 47,5 % gerechnet. Die Schwankungen der Alkoholausbeute sind hauptsächlich auf die Gärbedingungen zurückzuführen. Falls es sich um ein nicht angereichertes Produkt handelt, ist der Gesamtalkohol identisch mit dem natürlichen Alkohol.
1.3.2Untersuchungsverfahren Ethanol
Für die Untersuchung der Weine, Moste oder teilweise gegorenen Moste sind die nachstehend aufgeführten Methoden üblich:
■Alkoholbestimmungen der OIV-Methodensammlung Typ I(OIV-Methode MA-AS312-01 A)
–Bestimmung des Alkoholgehaltes im Destillat mittels Pyknometer
–Bestimmung des Alkoholgehaltes im Destillat mittels Biegeschwinger
–Bestimmung des Alkoholgehaltes im Destillat mittels hydrostatischer Waage
Allen Methoden geht die Destillation des Alkohols voraus. Anschließend wird im Destillat mit den oben genannten Verfahren die relative Dichte bestimmt und aus den entsprechenden Tabellen der Alkoholgehalt in Volumenprozent (%vol) abgelesen.
Die Destillationsapparatur besteht aus einem 1-Liter-Normalschliffkolben, einer Rektifizierkolonne von ca. 20 cm Länge oder einer anderen Einrichtung zur Verhinderung des Überschäumens einer Wärmequelle, einem in einem dünnen Rohr auslaufenden Kühler, durch das das Destillat bis zum Boden des Vorlagegefäßes geführt wird, oder einer Wasserdampfdestillationsapparatur aus einem Wasserdampfentwickler und einem Destillierkolben, einer Rektifizierkolonne und einem Kühler.
Für die Destillation kann jede Apparatur verwendet werden, wenn sie folgenden Bedingungen entspricht:
Bei der fünfmalig wiederholten Destillation einer Wasser-Alkohol-Mischung von 10 %vol muss im letzten Destillat der Alkoholgehalt noch 9,9 %vol betragen, d. h. der Verlust von Alkohol während jeder Destillation darf nicht mehr als 0,02 %vol betragen.
Der durch Calciumhydroxid alkalisierte Wein wird destilliert und der Alkoholgehalt im Destillat bestimmt.
Die Destillation des Weines unter Zugabe von Calciumhydroxidlösung kann mit jeder Art von Destillations- oder Wasserdampfdestillationsapparatur durchgeführt werden, wenn sie die Bedingung erfüllt, dass bei einer fünfmaligen Destillation einer wässrig-alkoholischen Mischung von 10 %vol der Alkoholverlust während einer Destillation nicht mehr als 0,02 %vol beträgt.
Zur pyknometrischen Bestimmung des Alkohols im Destillat wird vorgegangen wie bei der Bestimmung der Volumenmasse. Der erhaltene Wert wird entsprechend der bei der Bestimmung herrschenden Temperatur korrigiert und der der Volumenmassen entsprechende Wert aus einer Tabelle abgelesen.
Für die Referenzmethode, die pyknometrische Bestimmung des Alkohols des Destillates werden folgende Verfahrenskennzahlen angegeben:
Das Prinzip der Messung mit dem Biegeschwinger ist in Kapitel 1.1.2 beschrieben.
Bei einem Laborringversuch und Proben mit einem Alkoholgehalt zwischen 4 und 18 %vol wurden folgende Leistungsmerkmale ermittelt:
Der Alkoholgehalt mittels hydrostatischer Waage wird nach dem Archimedes-Prinzip gemessen, demzufolge ein in eine Flüssigkeit eintauchender Körper durch diese einen Auftrieb erfährt, der gleich dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit ist. Diese Messmethode wurde nach international anerkannten Kriterien aktualisiert und validiert. Die Beschreibung dieser Methode wurde von der Internationalen Organisation für Rebe und Wein in die Internationale Sammlung von Analysemethoden aufgenommen (OIV-Methode MA-AS312-01 A).
Tabelle 5Vergleich der Verfahrenskennzahlen zur Bestimmung des Ethanols mit der hydrostatischen Waage und dem Biegeschwinger
Hydrostatische Waage
Biegeschwinger
Sr
0,026
0,022
Wiederholbarkeit (r)
0,074 %vol
0,061 %vol
SR
0,082
0,062
Vergleichbarkeit (R)
0,229 %vol
0,174 %vol
Tabelle 6Verfahrenskennzahlen der OIV-Referenzmethoden (Typ I-Methoden)
Verfahren
r (%vol)
R (%vol)
Messbereich (%vol)
Pyknometrie
± 0,10
± 0,19
Biegeschwinger
± 0,067
0,0454 + 0,0105 · A
4–18
Hydrostatische Waage
± 0,074
± 0,229
Beim Vergleich der mittels hydrostatischer Waage ermittelten Messergebnisse von einer breit gestreuten Palette von Weinen mit den durch elektronische Densimeter erhaltenen Messergebnissen wurden die in Tabelle 5 dargestellten Präzisionsparameter erhalten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Validierungsparameter eng beieinanderliegen.
Die Verfahrenskennzahlen der einzelnen OIV-Methoden sind in der Tabelle 6 dargestellt.
In einer zwischen 1999 und 2001 durchgeführten Laborvergleichsuntersuchung, bei der die teilnehmenden Laboratorien monatlich den Alkoholgehalt jeweils mit dem Biegeschwinger und der hydrostatischen Waage bestimmten, ergab die in der Verfahrensbeschreibung festgehaltene Schlussfolgerung (OENO 24/2003; Verordnung (EG) 128/2004), dass die Verfahrenskennzahlen r und R vergleichbar sind. Eine Aussage, inwieweit der über alle Vergleichswerte festgestellte Unterschied nach beiden Methoden von 0,014 %vol signifikant ist, erfolgte bedauerlicherweise nicht. Angesichts der festgestellten niedrigen Differenz an über 400 Vergleichsuntersuchungen liegt der Schluss nahe, dass beide Verfahren zu gleichen Ergebnissen führen.
■Alkoholbestimmungen der OIV-Methodensammlung Typ IV(OIV-Methode MA-AS312-01 B)
Für die „gebräuchlichen“ Verfahren der Alkoholbestimmung mit dem Areometer und dem Refraktometer werden in der OIV-Methodensammlung keine Verfahrenskennzahlen angegeben. Am Areometer kann die Alkoholkonzentration direkt abgelesen werden. Sie ist anschließend noch mit Hilfe der in der Methodensammlung enthaltenen Tabelle bei abweichender Temperatur auf den Wert für 20 °C zu korrigieren.
Bei der refraktometrischen Alkoholbestimmung wird der Brechungsindex in der Regel bei 20 °C gemessen und der entsprechende Alkoholgehalt der der Methodenbeschreibung beigefügten Tabelle entnommen. Bei einer von 20 °C abweichenden Temperatur ist eine Korrektur erforderlich.
Beide Verfahren werden als sog. Typ IV-Methoden bezeichnet, d. h. sie entsprechen nicht den formellen Zulassungsprozeduren der OIV-Unterkommission für Weinanalysen- und -bewertungsmethoden.
■Refrakto-densimetrische Alkoholbestimmungen
Daneben sei noch auf eine Reihe älterer refrakto-densimetrischer Alkoholbestimmungen hingewiesen, bei denen der Alkoholgehalt (Alk) aus der relativen Dichte (d 20 °C/20 °C) und der Refraktion (R20D) mit der empirischen Gleichung nach der allgemeinen Formel
errechnet wird. Die Faktoren A bis C werden von den verschiedenen Autoren wie in Tabelle 7 angegeben.
■Sonstige Methoden der Alkoholbestimmung
HPLC-Bestimmung
Mittels Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) können die wichtigsten Weinbestandteile wie Ethanol, Glucose, Fructose und Glycerin in einem Lauf innerhalb von ca. 25 Minuten getrennt und quantitativ bestimmt werden (siehe Kapitel 2). Als stationäre Phase dient ein Kationenaustauscher und als mobile Phase verdünnte Schwefelsäure (Pfeiffer und Radler 1985; Heidger 1990).
Tabelle 7Faktoren für die Berechnung des Alkoholgehaltes nach empirischen refrakto-densimetrischen Verfahren
Schnellbestimmung nach Rebelein(Rebelein 1971, 1973)
Der Alkohol wird mit Hilfe eines einfachen Destillierrohres ohne Wasserkühlung in ein Oxidationsgemisch (K2Cr2O7/HNO3) übergetrieben, wobei in der Vorlage Alkohol durch Cr+VI quantitativ zu Essigsäure unter Bildung von Cr+III oxidiert wird. Das überschüssige Oxidationsmittel wird mit Kaliumjodid und Thiosulfat zurücktitriert. Die Alkoholbestimmung ist innerhalb von 6–7 Minuten möglich.
Schnellbestimmung nach Jakob (Jakob 1973)
Der Alkohol wird nach dem gleichen Prinzip wie bei der Rebelein-Methode oxidiert. Es ist zusätzlich möglich, in der Destillations-/Reaktionsapparatur während der Alkoholdestillation die Inversion der Saccharose und die Zuckerbestimmung vorzunehmen (Combitest). Der Zeitaufwand für Alkohol- und Zuckerbestimmung beträgt ca.15 Minuten.
Enzymatische Alkoholbestimmung (Boehringer Mannheim/R-Biopharm)
Die enzymatische Bestimmungsmethode nach Boehringer Mannheim/R-Biopharm erfasst spezifisch nur Ethanol. Die Bestimmung kann mit Einzelreagenzien oder mit einer Test-Kombination durchgeführt werden.
Ethanol wird bei diesem Test durch Nicotinamid-adenin-dinucleotid (NAD) in Gegenwart von Alkoholdehydrogenase (ADH) zu Acetaldehyd oxidiert:
Um das Gleichgewicht der Reaktion auf die Seite von Acetaldehyd und NADH zu verschieben, muss der gebildete Acetaldehyd in Gegenwart von Aldehyd-Dehydrogenase (Al-DH) quantitativ zu Essigsäure oxidiert werden:
NADH ist Messgröße und aufgrund seiner Absorption bei 334 nm, 340 nm oder 365 nm zu bestimmen.
Die Landwirtschaftskammer Rheinland-Pfalz hat die folgenden Verfahren zur Bestimmung des vorhandenen Alkohols im Rahmen der Durchführung der Untersuchungen von Wein und Schaumwein für die Beantragung einer amtlichen Prüfungsnummer gemäß § 23 Absatz 1 und 3 der Weinverordnung 2009 zugelassen:
–Destillation des mit Calciumhydroxid versetzten Weines mit anschließender pyknometrischer oder elektronischer (unter Verwendung eines Biegeschwingers) Dichtemessung des Destillates (OIV-Methode MA-AS312-01 A)
–Chemische Alkoholbestimmung nach Jakob (Jakob 1973)
–Chemische Alkoholbestimmung nach Rebelein (Rebelein 1973)
–Einfache direkte Destillation mit pyknometrischer oder elektronischer (unter Verwendung eines Biegeschwingers) Dichtemessung des Destillates (AVV 1971)
–Berechnung aus relativer Dichte und Refraktion (Müller und Würdig 1981)
–Enzymatische Methode
–Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) (Barka und Heidger 1989, Heidger 1990)
–Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR) (LWK Rheinland-Pfalz)
–Nah-Infrarot-Spektroskopie (NIR-Spektroskopie)
Literatur
BARKA, G., HEIDGER, V. (1989): Erfahrungen mit der neuen Bestimmungsmethode für Zucker und Alkohole in der Lebensmittelanalytik. GIT Supplement 1:2/89, 32–36.
BOEHRINGER MANNHEIM/R-BIOPHARM: Enzymatische BioAnalytik/Lebensmittelanalytik Firmenschrift der Fa. Boehringer Mannheim/R-Biopharm zu den Testkombination zur Bestimmung des jeweiligen Analyten.
BÖHRINGER, P. (1955): Die Beziehungen zwischen Mostgewicht und Alkoholgehalt und ihr Einfluss auf die Verbesserung des Weines. Wein-Wiss. 2, 23–30.
EDER, R., BRANDES, W. (2003): Weinanalyse im eigenen Betrieb: Grundparameter. Verlag Ulmer/ Österreichischer Agrarverlag, Leopoldsdorf.
GILBERT, E. (1967): Beziehungen zwischen dem Alkoholgehalt eines ungezuckerten Weines und dem Gewichtsverhältnis des ursprünglichen Traubenmostes. Mitt. Klosterneuburg 17, 25–36.
GILBERT, E. (1973): Überlegungen zur Vereinfachung der genauen Berechnung des ursprünglichen Mostgewichtes. Wein und Rebe 56, 883–886.
GILBERT, E. (1976): Überlegungen zur Berechnung und Beurteilung des Restextraktes bei Wein. Wein und Rebe 58, 118–127.
HEIDGER, V. (1990): Neue Generation in der Weinanalytik, Weinwirtschaft/Technik, Nr.112, 12–14.
JAKOB, L. (1973): Die kombinierte Alkohol-Zucker-Bestimmung, ein Weg zur Vereinfachung der Weinanalyse. Allgem. Deutsche Weinfachzeitung 109, 780–783.
LANDWIRTSCHAFTSKAMMER RHEINLAND-PFALZ; www.lwk-rlp.de (Startseite Untersuchungsmethoden Wein)
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2Kohlenhydrate, Zucker, Glucose, Fructose und Saccharose
KURT BREITBACH
2.1 Allgemeines
Glucose und Fructose sind in der Beere und damit auch im Traubenmost die mengenmäßig dominierenden Inhaltsstoffe. Daneben treten noch in geringen Mengen die vergärbaren Zucker Mannose und Galactose und die nicht vergärbaren Zucker Arabinose und Xylose auf.
In Mosten aus gesundem Lesegut sind Glucose und Fructose im Verhältnis 1:1 anzutreffen. In der Hefeflora überwiegen die glucophilen Stämme. Bei der Gärung wird daher in der Regel Glucose schneller umgesetzt und zu Alkohol vergoren als Fructose. Im Jungwein liegt deshalb die Fructose im Überschuss vor. Sie ist etwa doppelt so süß ist wie die Glucose. Weine mit natürlicher Restsüße präsentieren sich harmonischer, vollmundiger und werden auch in der Regel besser beurteilt. In seltenen Fällen können durchgegorene Weine mehr Glucose als Fructose enthalten. Sowohl bei der Spontangärung als auch bei Verwendung von Reinzuchthefen tritt eine Gärung durch fructophile Hefen in der Praxis der Weinbereitung jedoch nur äußerst selten auf.
2.2 Das Glucose/Fructose-Verhältnis
Natürlicherweise in der Beere vorhandene Saccharose wird nach der Pressung durch die Invertase in der Traubenbeere rasch in Glucose und Fructose gespalten. In der gesunden Beere können zur Zeit der Lese Saccharosemengen zwischen 5 und 21 g/l Beerensaft nachgewiesen werden (Weger 1971a, b; Rapp et al. 1977). Wird das Zellgefüge zerrissen (Mahlen der Trauben, Keltern), so wird die gesamte Menge an Disaccharid durch Invertase (Saccharase) in kürzester Zeit gespalten, sodass im Traubenmost im Wesentlichen nur noch Glucose und Fructose vorliegen. Das Verhältnis von Glucose zu Fructose beträgt in der Regel etwa 52:48 bis 48:52. Bei reifem Lesegut betragen die Glucoseanteile bis zu 46 %, d. h. die Fructose überwiegt, während bei unreifem Lesegut der Glucoseanteil auch bei bis zu 54 % liegen kann.
Das Glucose/Fructose-Verhältnis wird, wie nachfolgend dargestellt, durch die Anreicherung und die Süßung beeinflusst.
Mehrjährige Versuche von Breitbach im Jahr 1982 (Würdig und Woller 1989) ergaben, dass zwischen Vergärungsgrad und Glucoseanteil am Zuckergehalt des Weines innerhalb relativ gut beschreibbarer Grenzen eine Relation besteht, wie die Abb. 2 zeigt.
Die Korrelation des Glucose/Fructose-Verhältnisses in gärenden Mosten und in durchgegorenen Weinen lässt sich durch ein Polynom 2. Grades beschreiben (Prior et al. 1992):
Diese von den Autoren gefundenen Funktionen gelten bei Verwendung von relativen Koordinaten auch für Moste, die wesentlich mehr Glucose als Fructose enthalten.
Entsprechende Untersuchungen wurden mit vergleichbaren Ergebnissen von mehreren Autoren durchgeführt, die in Tabelle 8 gegenübergestellt sind.
Tabelle 9 fasst jeweils die kleinsten und höchsten Werte der Angaben der Tabelle 8 für die verschiedenen Tabellen zusammen.
Den Tabellen ist zu entnehmen, dass bei der Einstellung der Restsüße des Weines durch Gärunterbrechung die Glucose/Fructose-Relation je nach Vergärungsgrad mehr oder minder deutlich nach der Seite des Fructoseanteils verschoben wird. Wird hingegen durchgegorener Wein mit Süßreserve versetzt oder wird ein Invertzucker-Gemisch zugesetzt, so ergibt dies ein Glucose/Fructose-Verhältnis von annähernd 50:50.
Tabelle 8Vergleich der Glucose/Fructose-Verhältnisse (Gluc-Fruc-V) verschiedener Autoren
Vergärungsgrad (%)
Würdig und Woller (1989) Gluc/Fruc-V Min.-Max.
Wucherpfennig (1986) Gluc/Fruc-V Min.-Max.
Prior (1992) Gluc/Fruc-V Min.-Max.(% Gluc)
10
0,82–1,00
0,83–1,01(45:55–50:50)
30
0,54–0,92
0,71–0,93(41:59–48:52)
50
0,33–0,67
0,49–0,69
0,51–0,74(34:66–43:57)
70
0,18–0,43
0,28–0,49
0,19–0,47(16:84–32:68)
90
0,05–0,21
0,09–0,18
0,02–0,13(2:98–12:88)
Tabelle 9Schwankungsbreiten des Glucose/Fructose-Verhältnisses in Abhängigkeit vom Vergärungsgrad aus den Werten von Würdig und Woller (1989), Wucherpfennig et al. (1986) und Prior et al. (1992)
Am Beispiel einer Auslese mit folgenden Analysendaten kann Folgendes abgelesen werden:
Vorhandener Alkohol:
70,0 g/l
Restzucker (Glucose + Fructose):
45,0 g/l
Glucose/Fructose-Verhältnis:
39 %: 61 %
Gesamtalkoholgehalt:
91,1 g/l
Der Vergärungsgrad (VG) beträgt:
Nach Tabelle 9 muss bei diesem Vergärungsgrad der Glucoseanteil am Restzuckergehalt zwischen ca. 12 und 32% (Schwerpunkt bei 21 %) zu erwarten sein. Da analytisch 39 % Glucoseanteil ermittelt wurden, muss die über dem errechneten Glucoseanteil hinausgehende Menge in Form von Süßreserve oder Zucker zugesetzt worden sein. Ist in der Kellerbuchführung die Verwendung von Süßreserve nicht belegt, so ist ein Zusatz von Zucker nachgewiesen (Anm.: oder, zu Gunsten des Betroffenen, die Buchführung war nicht ordnungsgemäß geführt).
Je nach Vergärungsgrad bleibt immer Fructose im Überschuss, d. h. dieser steht keine entsprechende Menge an Glucose gegenüber. Stellt man von der Norm abweichende Glucose/Fructose-Verhältnisse fest, so lässt sich in etwa berechnen oder abschätzen, in welchen Mengen Süßreserve oder Zuckerzusätze erfolgten.
2.3 Bestimmung von Glucose, Fructose und Saccharose
2.3.1Enzymatische Bestimmungen
Glucose und Fructose können enzymatisch einzeln bestimmt werden durch Phosphorylierung mit ATP unter Katalyse von Hexokinase (HK), wobei Glucose-6-phosphat (G6P) und Fructose-6-phosphat (F6P) entstehen:
Glucose-6-phosphat wird durch Nicotin-adenin-dinucleotid-phosphat (NADP) in Gegenwart von Glucose-6-phosphat-dehydrogenase (G6PDH) zu Gluconat-6-phosphat oxidiert. Die gebildete Menge NADPH entspricht der Glucosemenge.
NADPH ist Messgröße und wird mit Hilfe seiner Extinktion bei 340 nm UV-fotometrisch bestimmt.
Fructose-6-phosphat wird mit Phosphoglucose-Isomerase (PGI) in Glucose-6-phosphat überführt.
Glucose-6-phosphat reagiert erneut mit Nicotin-adenin-dinucleotid-phosphat zu Gluconat-6-phosphat und NADPH, das wiederum fotometrisch bestimmt wird und dessen Extinktion Messgröße für Fructose ist. Das Verfahren ist in der Verordnung (EWG) Nr. 2676/90 (Kapitel 7 Nr. 1) beschrieben und wird zur Berechnung des Glucose/Fructose-Verhältnisses herangezogen.
Die enzymatische Bestimmung der Glucose und Fructose kann automatisiert mittels Continuous-Flow-Messsystem durchgeführt werden (siehe Kapitel 13).
Zur Bestimmung der Saccharose wird der Glucosegehalt vor und nach enzymatischer Hydrolyse der Saccharose mit β-Fructosidase bestimmt. Aus der Differenz der Glucosekonzentration vor und nach der Inversion wird der Gehalt an Saccharose berechnet.
Eine sehr elegante Variante stellt die Bestimmung von Glucose und Fructose in Most und Wein mittels differentieller pH-Messung dar (OIV-Methode MA-AS311-07). Dabei werden Glucose und Fructose mittels Hexokinase enzymatisch phosphoryliert. Die entsprechend den Glucose- und Fructosemengen stöchiometrisch entstehenden H+-Ionen werden durch differentielle pH-Wert-Messung registriert. Die bei der Umsetzung auftretende pH-Wert-Differenz dient als Messgröße zur Bestimmung der Zucker.
Diese Methode ist zur Bestimmung des Gesamtgehaltes an Glucose und Fructose in Most und Wein zwischen 0 und 250 g/l anwendbar, mit den nachfolgenden Verfahrenskennzahlen.
Die OIV-Methodensammlung sieht drei Methoden zur Bestimmung von Glucose, Fructose und deren Summe vor:
–Glucose and fructose (enzymatic method) MA-E-AS311-02 (Typ II)
–Dosage of sugars by HPLC (OENO 23/2003) MA-E-AS311-03 (Typ II)
–Glucose and fructose (pH-metry) (OENO 10/2006) MA-F-AS311-07 (Typ III)
Mit der pH-metrischen Methode MA-F-AS311-07 kann lediglich die Summe von Glucose und Fructose ermittelt werden.
Allgemeine Hinweise zu den enzymatischen Verfahren zur Bestimmung von Lebensmittel- bzw. Weinbestandteilen finden sich im Standardwerk „Methoden der enzymatischen Analyse“ (Bergmeyer 1974). Weiterhin sind kommerziell fertige Testkombinationen, die sämtliche Enzyme, Katalysatoren und Pufferlösungen enthalten, erhältlich. Ihnen sind detaillierte Methodenbeschreibungen beigefügt mit Hinweisen zur Probenvorbereitung, möglichen Störungen und den Verfahrenskennzahlen. Die einzelnen Verfahrensbeschreibungen können auf der Homepage der Testkit-Hersteller herunter geladen werden (Boehringer/R-Biopharm). Diese Verfahrensbeschreibungen sind mit den Angaben in der OIV-Methodenbeschreibung und in der Verordnung (EWG) Nr. 2676/90 identisch. Gleiches gilt auch für die enzymatischen Bestimmungen der Alkohole und der Säuren, siehe Kapitel 3 und 4.
2.3.2HPLC-Bestimmungen
Mit der HPLC ist es möglich, die wichtigsten Weinbestandteile (Ethanol, Glucose, Fructose, Saccharose, Glycerin und die organischen Säuren) teilweise in einem Arbeitsgang zu trennen und quantitativ zu bestimmen.
Nach Abtrennen der Säuren mit einer Anionenaustauschervorsäule werden die Zucker (Glucose und Fructose) mit einer Kationenaustauschersäule getrennt. Die HPLC-Säulen nach der Methode von Heidger (1990) sind Kationenaustauschersäulen auf der Basis sulfonierter Polystyrol-Divinylbenzolharze (S-DVB) in der Ca-Form. Die Detektion erfolgt mittels Refraktometrie, quantifiziert wird nach der Methode des externen Standards.
Für die Methode nach Heidger (1990) wurden in einem Ringversuch folgende Verfahrenskenndaten ermittelt (Otteneder und Marx 1995):
Diese Ergebnisse sind gleichwertig gegenüber dem enzymatischen EG-Bestimmungs-Verfahren. In Abb. 3 ist die Trennung der Monosaccharide zusammen mit Glycerin und Sorbit dargestellt.
Pfeiffer und Radler (1985) beschrieben eine HPLC-Methode für Glucose und Fructose, bei der als stationäre Phase der Kationenaustauscher HPX 87 H benutzt wurde.
Weitere HPLC-Verfahren zur Bestimmung von Glucose, Fructose und Saccharose basieren auf der Trennung auf NH2-Säulen mit Acetonitril/Wasser als mobiler Phase bzw. über eine Ionenausschluss-Chromatographie mit 1,5 M Schwefelsäure als Fließmittel.
Auch in der Verordnung (EWG) Nr. 2676/90 wird eine HPLC-Methode zur Bestimmung der Saccharose in Wein beschrieben. Die Trennung erfolgt über eine aminomodifizierte Kieselgelsäule, die Detektion mittels Refraktometrie und die Quantifizierung über einen externen Standard.
Saccharose kann qualitativ dünnschichtchromatographisch auf Celluloseplatten nachgewiesen werden (Verordnung (EWG) Nr. 2676/90). Weiter bietet sich zum Saccharosenachweis und seiner quantitativen Bestimmung auch die kernresonanzmagnetische Messung des Deuteriums an (OIV-Methode MA-AS-311-05).
2.3.3Reduktometrische Verfahren
■Bestimmung der reduzierenden Zucker nach der Verordnung (EWG) Nr. 2676/90
Die Verordnung (EWG) Nr. 2676/90 unterscheidet zwischen Referenzmethode und gebräuchlicher Methode. Bei Anwendung der Referenzmethode wird der neutralisierte, vom Alkohol befreite Wein über einen Anionenaustauscher gegeben, wobei ein Austausch von Anionen gegen Acetationen erfolgt. Anschließend wird mit neutralem Bleiacetat geklärt. Nach Reaktion der geklärten Untersuchungsflüssigkeit mit einer bestimmten Menge Kupfersulfat wird der Überschuss an Kupferionen iodometrisch bestimmt.
Der in der untersuchten Lösung enthaltene Zuckergehalt ist in Abhängigkeit von der verbrauchten Natriumthiosulfatlösung der angegebenen Tabelle zu entnehmen.
Der Zuckergehalt des Weines wird in g/l Invertzucker mit einer Dezimalen angegeben unter Berücksichtigung eventueller Verdünnungen.
Die angegebene gebräuchliche Methode unterscheidet sich von der Referenzmethode nur durch die Verwendung von Zinkhexacyanoferrat-II als anderem Klärmittel. Verfahrenskenndaten sind angegeben:
■Verfahren nach Rebelein (Rebelein 1971)
Der reduzierende Zucker wird mit alkalischer Kupfersalzlösung oxidiert, das zweiwertige Kupfer zu Cu2O reduziert und das nicht verbrauchte Kupfer iodometrisch bestimmt. Aufgrund der Konzentrations- und Erhitzungsbedingungen verläuft die Oxidation stöchiometrisch. Sie ist unabhängig von der Erhitzungsdauer und dem Zuckergehalt linear proportional.
■Verfahren nach Jakob (1973)
Der Autor macht von der Möglichkeit Gebrauch, in der Destillationsapparatur während der Alkoholdestillation auch die Zuckeraufspaltung vorzunehmen (durch Zugabe von Kupferlösung) und eine iodometrische Titration anzuschließen.
Die Saccharose wird durch Vergleich des Reduktionsvermögens des geklärten Weines vor und nach salzsaurer Hydrolyse (Inversion) nachgewiesen. Die Bestimmung der reduzierenden Zucker vor und nach der Inversion wird nach einer der dort beschriebenen Methoden durchgeführt. Die Saccharose berechnet sich dann wie folgt:
2.3.4Reduzierende Zucker, reduzierende Substanzen – Summe Glucose und Fructose
Die OIV hat mit der Resolution ECO 03/2003 festgelegt, dass anstelle des Terminus der reduzierenden Zucker die Summe an Glucose und Fructose verwendet werden soll. Die EU Rechtssetzung hat sich im Zuge der Weinmarktreform dieser Begrifflichkeit angepasst. Darüber hinaus ist ab August 2009 die Anwendung der Methoden der OIV-Methodensammlung in der EU verbindlich. Bislang wurden die reduzierenden Zucker reduktometrisch (Luff-Schoorl) bestimmt. Dementsprechend wurde die Methode MA-AS31-01 C zurückgezogen. Verblieben ist die Methode MA-AS311-01 A (Reducing substances). Dabei handelt es sich um eine reduktometrische Methode. „Reduzierende Stoffe“ sind darin definiert als Zucker mit einer Keto- oder Aldehydfunktion, die durch Reduktion im alkalischen Milieu bestimmt werden. Die Ergebnisse werden ausgedrückt als g/l Invertzucker.
2.3.5Sonstige Methoden
■Polarimetrische Bestimmung (Vogt 1970)
Anhand der Messung der optischen Aktivität mit einem Polarimeter und 200 mm-Glasröhre kann der Glucose- und Fructoseanteil vom Gesamtzuckergehalt berechnet werden.
0,625 · red. Zucker + 3,29 · optischer Drehwert
0,363 · red. Zucker – 3,60 · optischer Drehwert
■Bestimmung der Saccharose mittels GC/FID
Für den Nachweis und die Bestimmung von Saccharose, Mesoinosit und Scylloinosit in rektifiziertem Traubenmostkonzentrat (RTK) ist ferner die gaschromatographische Bestimmung nach Derivatisierung vorgesehen (Verordnung (EWG) Nr. 2676/90, Kapitel 42f). Dabei wird die eingetrocknete Probelösung mit Bis-(trimethylsilyl)-trifluoracetamid (BSTFA) und Chlortrimethylsilan in Pyridin zu TMS-Derivaten silyliert und mittels unpolarer 25 m-Kapillarsäule (z. B. OV-1) mittels GC/FID bestimmt.
■13C-NMR-Spektroskopie
Auch mit Hilfe der 13C-NMR-Spektroskopie können Zucker, Zuckeralkohole und Zuckersäuren des Weines ohne aufwendige Probenvorbereitung bzw. Auftrennung in Einzelkomponenten strukturspezifisch nachgewiesen und nebeneinander quantitativ bestimmt werden (Rapp et al. 1989).
■Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (FTIR)
Mit einem Infrarotspektralfotometer wird das komplette Infrarotspektrum aufgenommen. Mit der Fourier-Transformation wird die periodische Funktion von Licht in Wellenlänge und Intensität zerlegt und jene Wellenlängen gesucht, die für die Bestimmung der gewünschten Substanzen geeignet sind. Die Kalibrierung des Gerätes erfolgt mit externen Vergleichsproben, von denen die Inhaltsstoffkonzentrationen mit Referenzmethoden bestimmt wurden. Mit einem FTIR-Verfahren kann neben anderen Weinparametern der Gehalt an reduzierenden Zuckern, Glucose, Fructose und Saccharose bestimmt werden (siehe Kapitel 15).
2.4 Zuckeralkohole
2.4.1Bedeutung und Interpretation
In Weinen sind die Zuckeralkohole (Alditole) Erythrit (Erythritol), Xylit (Xylitol), Arabit (Arabitol), Mannit (Mannitol) und Sorbit (Sorbitol, Glucitol) stets vorhanden. Sie sind natürliche Inhaltsstoffe von Weinen. Die Summe der Zuckeralkohole nimmt in Weinen der Qualitätsstufen QbA bis Trockenbeerenauslesen kontinuierlich zu, d. h. die Konzentrationen sind mit der Qualitätsstufe der Weine korreliert (Sponholz und Dittrich 1985).
Dies lässt sich auf ihre Bildung durch Mikroorganismen, vor allem Botrytis cinerea
