Thermische Verfahren zur Rotweinbereitung

Dr. Dieter Blankenhorn
LVWO Weinsberg
E-Mail: dieter.blankenhorn@lvwo.bwl.de

Einleitung

Die thermischen Verfahren zur Rotweinbereitung wurden in den 60er Jahren Entwickelt und in die Weinbranche eingeführt. Von besonderer Bedeutung waren dabei die Arbeiten und Versuche von KLENK, MEIDINGER und MAURER an der LVWO-Weinsberg. Die Versuchspläne der Jahre 1963 bis 1975 dokumentieren eine breite Varianz an Untersuchungen um eine Optimierung der Anwendung thermischer Verfahren zur Rotweinbereitung zu erreichen. Mit über 30-jähriger Erfahrung in der Praxis erscheint es interessant, aus heutiger Sicht die Stärken und Schwächen des Verfahrens zu erfassen und diese im Hinblick auf die heutigen Anforderungen des Marktes mit neuen Optimierungsansätzen weiter zu entwickeln.

Der Stellenwert der Thermovinifikation in der internationalen Literatur ist von untergeordneter Bedeutung. Die deutschsprachigen Lehrbücher der Oenologie berichten über die wesentlichen Grundzüge des Verfahrens, indem sie Aussagen über die Ausstattung an technischen Einrichtungen sowie die üblicherweise angewendeten Erhitzungsparameter nennen. Insgesamt kann die Thermovinifikation als charakteristisch für einzelne deutsche Erzeugerregionen beschrieben werden. Die aktuelle Marktsituation mit einer starken Nachfrage nach fruchtbetonten Rotweinen begünstigt derzeit die Ausbreitung des Verfahrens.

Verfahren beeinflusst den Weinstil

Die Diskussion welches Rotweinbereitungsverfahren die bessere Qualität hervorbringt ist müßig und ebenso unzutreffend. Entscheidend ist die Frage wie heutzutage Sortimente geschmacklich zu differenzieren sind, damit am Markt ein maximaler Erfolg erzielt werden kann. Dabei haben die Oenologen entsprechend der Preisdifferenzierung entlang vorhandener Preisschwellen die Entscheidung über die jeweiligen geschmacklichen Eigenschaften zu treffen. Dies bedeutet nicht lediglich die Varianz von Restsüße sondern die logische Verknüpfung von Konsumanlass und Geschmacksprofil. Für Rotwein sind als kombinierbare sensorische Eigenschaften beispielsweise die Farbe, Süße, Säure, Nachgeschmack sowie Gerbstoff / Tannin zu nennen. In Abhängigkeit der jeweiligen Ausprägung der sensorischen Eigenschaften ergeben sich verschiedene Geschmacksprofile, die aufgrund ihres unterschiedlichen Geschmackseindrucks entscheidend für die Akzeptanz bzw. Ablehnung von Rotwein verantwortlich sind. So nimmt das verwendete Verfahren zur Rotweinbereitung deutlichen Einfluss auf den Weinstil und umgeht zunächst die direkte Frage der absoluten Qualität.

Das systematische Gestalten von Geschmack wird zukünftig an Bedeutung gewinnen, wodurch die Oenologie mehr Gestaltungselemente benötigen wird. Die Varianz des Rotweinbereitungsverfahrens kann als ein zentrales Gestaltungselement des Geschmacks betrachtet werden, indem ein deutlich unterschiedlicher Geschmackstyp als Folge des klassischen Verfahrens der Maischegärung einerseits sowie der Thermovinifizierung andererseits entsteht.

Ansätze zur Optimierung innerhalb 3 Teilbereichen

Aus heutiger Sicht kann das Verfahren der Kurzhocherhitzung in 3 Teilbereiche untergliedert werden, die entscheidend auf die Qualität der Verarbeitung sowie des ausgebauten Weines Einfluss nehmen.

1. Der technische Fortschritt im Anlagenbau erstreckt sich zunächst auf den Bereich der schonenden Förderung der Rotmaische. Die erzielten Verbesserungen begründen sich auf der Optimierung der Abstimmung von Förderschnecke und Pumpe sowie eine Varianz von extrem schonenden Pumpsystemen aus dem Nahrungsmittelbereich. Hierbei stehen Schraubenspindelpumpen, Schlauchpumpen oder Sinuspumpe zur Verfügung. Diese werden beispielsweise zur schonenden Förderung von Fruchtstücken in Joghurts erfolgreich eingesetzt. Entscheidender Nachteil derartiger Pumpentypen ist der hohe Anschaffungspreis, der deutlich über dem der Exzenterschneckenpumpe liegt.

Insbesondere die Entwicklungen der Wärmetauscher konnte wesentliche Fortschritte erfahren. So werden heute überwiegend Doppelrohrwärmetauscher mit gerippten Drallrohren angeboten und eingesetzt, die mittels Wasser den regenerativen Wärmetransfer vornehmen (Abbildung 1). Wesentliche Vorteile ergeben sich aus der Verbesserung der Produktführung, die sich ausschließlich auf die innere Röhre begrenzt. Das Risiko des Verstopfens der Röhren bei Maischen mit geringen Saftanteilen reduziert sich deutlich. Zweiter entscheidender Faktor ist die Reduzierung des Wärmeverlustes der zunächst durch die Umstellung von direkter Wärmeübertragung „Maische gegen Maische" der Spiralwärmetauscher auf indirekte Wärmeübertragung „Maische gegen Wasser gegen Maische" entstand. Die heute häufig eingesetzten gerippten Drallrohre bewirken eine turbulente Strömung innerhalb des Wasserkreislaufes und damit eine verbesserte Wärmeübertragung auf die Maische.

Charakterisierung der eingesetzten Verfahren

2. Die Praxis unterscheidet zwei Verfahren der Thermovinifizierung. Das klassische Kurzhocherhitzungsverfahren, bei dem die Maische für die Zeit von 180 Sekunden auf 83-85° C. erhitzt wird und anschließend für eine Maischestandzeit von 3 bis 12 Stunden auf 45° C. gekühlt wird. Charakteristisch für dieses Verfahren ist der regenerative Wärmeaustausch, der die Wärmeenergie vom Kühlen der heißen Maische erneut zum Vorwärmen der kalten Maische vor der Erhitzungsphase verwendet. Die Maischeerwärmung erhitzt die Maische auf 60° C. und behält diese Temperatur über eine Maischestandzeit von 3 bis 12 Stunden. Aufgrund einer verhältnismäßig einfachen technischen Ausstattung zum Erhitzen, wird dieses Verfahren besonders gerne bei kleinen und mittleren Erzeugerbetrieben eingesetzt. Für beide Verfahren ist es gleichermaßen wichtig, die maximale Erhitzungstemperatur möglichst schnell zu erreichen, um die Enzymaktivität der Polyphenoloxidasen zu inaktivieren und dadurch Farbverluste zu vermeiden.

Wässrig - thermische Extraktion versus wässrig - alkoholische Extraktion

3. Reduziert man die Betrachtung um die bekannten Vor- und Nachteile beider Verfahren, der klassischen Maischegärung einerseits sowie dem Verfahren der Kurzhocherhitzung andererseits, besteht der wesentliche Unterschied in der Art des Extraktionsverfahrens. Während bei der Maischegärung eine wässrig-alkoholische Extraktion erfolgt, findet bei den thermischen Verfahren eine wässrig-thermische Extraktion statt. Dieser zentrale Unterschied bedingt spezifische Lösungsvorgänge und schafft charakteristische Profile phenolischer Substanzen. Ein Vergleich der Extraktionsparameter Wärme und Alkohol zeigt deutlich die Wirkung auf das Löslichkeitsverhalten einzelner phenolischer Inhaltsstoffe. Bereits 1999 wurden im kleintechnischen Maßstab Extraktionsversuche durchgeführt, um differenzierte Informationen über den Stoffübertritt bei unterschiedlichen Extraktionsbedingungen zu erfassen. Ziel dieser Untersuchungen war die Frage der Extrahierbarkeit von Anthocyanen und weiteren phenolischen Substanzen aus den unterschiedlichen Segmenten der Traubenbeere. Zunächst wurden die Traubenkerne sowie die Beerenhaut getrennt untersucht. Als weitere Ergänzung wurde die jeweiligen Fraktion als frische Beerenhaut, Beerenhaut nach Kurzhocherhitzung, nach Maischeerwärmung bzw. nach Maischegärung untersucht. Abbildung 2 beschreibt das Löslichkeitsverhalten anhand des für Lemberger wichtigsten Anthocyans „Malvidin-Glucosid". Die Varianz der Extraktionsbedingungen erfolgt zunächst in 3 Temperaturschritten von 30° C., 45° C. und 60° C., die wiederum mit unterschiedlichen Alkoholgehalten gepaart sind. Im Sinne einer übersichtlichen Darstellung werden in Abbildung 2 die Sektion der frischen Kerne und Kerne nach Kurzhocherhitzung dargestellt. Es wird deutlich, dass entsprechend der Erwartungen aus frischen Kernen kein und nach Kurzhocherhitzung lediglich eine zu vernachlässigende Verunreinigung durch das Bereitungsverfahren festzustellen ist. Die Malvidingehalte aus frischen Beerenhäuten sowie aus Beerenhäuten nach Kurzhocherhitzung bei den Extraktionsbedingungen „45° C. / ohne Alkohol" verdeutlicht den Stoffübertritt bei der Thermovinifikation. Insgesamt sind zwei Effekte erkennbar: Die Wirkung von Wärme, indem das Niveau der Extraktion zwischen den 3 Temperaturgruppen steigt. Die Wirkung von Alkohol, indem innerhalb der jeweiligen Temperaturgruppe die Steigerung des Alkoholgehaltes eine deutliche Intensivierung der Extraktion bewirkt. Für die Gruppe der phenolischen Substanzen wie Kaffeesäure, Syringasäure, Catechin, Cumarsäure und Ferulasäure kann ebenfalls entsprechend der Erwartungen die Extraktion aus den Kernen aufgezeigt werden. Dabei fällt auf, dass aus den Kernen nach Maischegärung bei viel Wärme (60° C.) und Alkohol (300 g/l) die höchsten Gehalte gelöst werden. Die Gehalte von frischen Kernen liegen generell auf einem geringeren Niveau.

Ein besonderer Schwerpunk des ATW-Arbeitsvorhabens lag in der Betrachtung von oenologischen Optimierungsansätzen der Rotweinbereitung mit der in der Branche etablierten Technik. Nach den vorliegenden Untersuchungen können 3 Optimierungsansätze anhand konkreten Versuchsergebnissen dargestellt und bewertet werden:

Verschittversuche zur Farbstabilisierung

Aufgrund der unterschiedlichen Extraktionsverfahren verfügen die entstehenden Moste und Jungweine über ein deutlich unterschiedliches Profil an phenolischen Inhaltsstoffen. Zieht man einen Vergleich, so kann bei der Maischegärung einen Überschuss an gelösten phenolischen Substanzen und bei der Kurzhocherhitzung ein Defizit festgestellt werden. Um diese Unterschiede auszugleichen und auftretende Synergieeffekte zu nutzen, wurde ein 2000er Weinsberger Lemberger zunächst getrennt verarbeitet (Abbildung 3). Zum Zeitpunkt des 1. Abstich erfolgte der Verschnitt mit zeitversetzter Schwefelung sowie eine weitere Lagerung von 5 Monaten. Das Ergebnis kann beispielhaft anhand der Farbsumme (E420/E520/E620) beschrieben werden (Abbildung 4). Dabei haben die 3 Varianten mit Verschnittanteilen unabhängig deren jeweiligen Anteile eine selbst mit dem Auge sichtbare Farbvertiefung. Dieser Effekt kann zunächst auf eine stabilisierende Wirkung von Anthocyane-Phenole-Komplexe zurückgeführt werden. Das Versuchsglied der Maischegärung sowie der Kurzhocherhitzung verfügte über geringere Farbwerte. Als sensorisches Ergebnis ist festzuhalten, dass die Variante 30% MG / 70% KHE von einem überwiegend württembergischen Expertenpanel deutlich bevorzugt wurde. Die Unterschiede zu den Varianten 50% KHE / 50% MG und 70% MG / 30% KHE wurden weniger als Qualitätsunterschiede sondern als eine Varianz im Geschmacksstil hin zu mehr Gerbstoff und internationalem Rotweintyp beschrieben.

Qualitätsfördernde Maßnahmen bei der Rotweinbereitung

Im Gegensatz zu der klassischen Maischegärung fällt es schwer spontan qualitätsfördernde Maßnahmen bei der Kurzhocherhitzung zu nennen. Betrachten wir das klassische Verfahren der Maischegärung, so kann eine Reihe von einzelnen Maßnahmen genannt werden, die als qualitätsfördernd einzustufen sind. Beispielsweise kann durch den Saftabzug vor beginn der Maischegärung ein optimiertes Verhältnis von Beerenschale und Flüssigkeit erreicht werden, was zu nachhaltigeren, komplexeren Weinen führt. Die Liste der Maßnahmen könnte leicht weitergeführt werden. Die qualitätsfördernden Maßnahmen bei der Kurzhocherhitzung gestalten sich wesentlich komplizierter, da verfahrensbedingt nur begrenzt die Möglichkeit für einen Eingriff im Maischestadium besteht.

Verbesserte Extraktion durch Gasrühren

Das Bewegen der Maische ist bei der thermischen Rotweinbereitung zunächst unterschiedlich zu bewerten. Betrachtet man das Bewegen der Maische vor dem Erhitzen, so wird das Ziel verfolgt, eine möglichst homogene und somit gut pumpfähige Maische aus dem Maischevorrat bzw. Zwischenbehälter sicherzustellen. Für diesen Zweck wird fast ausschließlich mechanisches Rühren eingesetzt. Diese Art der Maischebewegung führt zu einer Erhöhung der Trubgehalte und ist nicht im Sinne einer schonenden Maischeverarbeitung. Betrachtet man das Bewegen der Maische nach dem Erhitzen, kann die Farbdiffusion in dem Most verbessert und insgesamt eine Qualitätsverbesserung erreicht werden. Zur Verbesserung der Extraktion, also dem Stoffübergang von den Beerenschalen in die flüssige Phase, ist eine leichte Bewegung der Maische notwendig. Dadurch werden immer wieder neue Kontaktflächen zwischen Beerenhaut und Flüssigkeit geschaffen, die den Farbstoffübergang intensivieren. Wie die Bewegung erzeugt wird ist bei richtiger Anwendung von untergeordneter Bedeutung. Lediglich eine zu intensive Mischung ist nicht anzuraten, da sie zu starker Trubfreisetzung und Gerbstoffextraktion führt.

Nach MAURER (1997) genügt es alle 15-30 Minuten das Rührwerk mit einer Umdrehung zu aktivieren. Häufiges Rühren sei erfolgreicher als intensive Mischzyklen. Als besonders einfache und wirkungsvolle Maßnahme kann das Bewegen der Maische durch Luft beschrieben werden. Dabei wird mittels einer Einstichlanze aus Edelstahl mit 10-20 mm Durchmesser, Luft in den tiefsten Punkt des Maischebehälters geblasen. Die entstehende Luftblase steigt nach oben, durchmischt die Maische und intensiviert dadurch den Kontakt zwischen Traubenhülse und Most (Abbildung 5). Der entstehende Effekt ist eine schnellere und verbesserte Extraktion der Inhaltsstoffe. Abbildung 6 verdeutlicht die Effekte auf die Farbextraktion, die im Vergleich zur ruhigen Lagerung eine Zunahme der Farbsumme über die wichtigen Absorptionsbereiche erfährt.

Extraktionsparameter Temperatur und Zeit

Eine häufig gestellte Frage bezieht sich auf die angewandten Extraktionsparameter Temperatur und Zeit während der Maischestandzeit. Für diesen Bereich kann in den letzten Jahren die größte Entwicklung beobachtet werden. So wurde die Frage an uns herangetragen, ob eine Reduzierung der bisher empfohlenen Maischetemperatur von 45°C. nachhaltig zu Farb- und Qualitätsverlusten führt. Aus Gründen der Rationalisierung und Arbeitswirtschaft könnte nach der Erhitzung ein direktes Rückkühlen auf 25°C. mit anschließender Maischestandzeit angestrebt werden. Die Ergebnisse der Extraktionsversuche des Jahres 2001 bestätigen dabei die in der Literatur aufgestellten Zusammenhänge. Die Veränderung kann in Abbildung 7 anhand der Farbsumme in Abhängigkeit der Maischetemperatur verdeutlicht werden. Hierbei werden wiederum drei verschiedene Rebsorten einbezogen, die charakteristisch auf die unterschiedlichen Extraktionsbedingungen reagieren.

Trollinger

Für den Trollinger erscheint diese Diskussion von untergeordneter Bedeutung zu sein. Unabhängig ob die Extraktion bei einer Maischetemperatur von 25°C., 45°C. oder 70°C. erfolgt, ergeben sich nur geringe Unterschiede in der Farbextraktion. Die Farbsumme steigt mit zunehmender Extraktionstemperatur nur unwesentlich von 0,81 auf 1,06. Selbst die Verkürzung der Maischestandzeit von 12 Stunden auf kleiner 1 Stunde ergab vergleichbare Farbwerte. Der Gesamtphenolgehalt steigt mit zunehmender Maischetemperatur bei langer Maischestandzeit von 12 Stunden erwartungsgemäß von 645 mg/l auf 1083 mg/l an.

Lemberger

Für einen kräftig, nachhaltigen Lemberger zeigen die Ergebnisse, dass es eine Frage des Anspruchs ist, unter welchen Extraktionsbedingungen die Maischestandzeit erfolgt. So zeigt sich eine deutliche Farbzunahme in Abhängigkeit der Maischetemperatur von 25° C:, 45° C. und 70° C.. Die Farbsumme steigt bei langer Maischestandzeit von 12 Stunden deutlich mit zunehmender Extraktionstemperatur von 2,51 auf 3,98. Auffallend ist, dass geringe Unterschiede zwischen der Maischetemperatur von 25° C. und 45° C. festzustellen sind. Betrachtet man die Farbzunahme bei einer Maischetemperatur von 70° C. ergibt sich eine deutliche Steigerung, die das Farbpotential des Lembergers aufzeigt. Ein ähnlicher Zusammenhang kann für den Gesamtphenolgehalt beschrieben werden, der ausgehend von einem geringen Wert von 997 mg/l bei 25° C. auf 1038 mg/l bei 45° C. und 1799 mg/l bei 70° C. ansteigt. Dieses Beispiel verdeutlicht die Lösungseigenschaften von Wärme auf phenolische Substanzen. Eher kritisch wurde die Variante mit kurzer Maischestandzeit kleiner 1 Stunde und Maischetemperatur von 25° C. beschrieben. Die Analysenwerte unterstreichen den sensorischen Eindruck, indem die Farbsumme weiter auf 2,07 sowie der Gesamtphenolgehalt auf 820 mg/l zurückgehen.

Spätburgunder

Für die Rebsorte Spätburgunder können die gleichen Zusammenhänge wie bei der Rebsorte Lemberger festgestellt werden.

Fazit

Insgesamt kann das Verfahren der thermischen Rotweinbereitung als Bereicherung der Weinbereitung eingestuft werden. Die Verbreitung der letzen 30 Jahre in der Weinbranche dokumentiert die Bedeutung des Verfahrens insbesondere für Erzeugerbetriebe mit großen Verarbeitungsvolumen. Die Untersuchungen haben gezeigt,

dass sich das Verfahren in der Praxis bewährt hat. Zusätzlich konnten Ansatzpunkte für eine weitere Optimierung des Verfahrens beschrieben werden. Weiterführende Untersuchungen werden Maßnahmen zur Qualitätsoptimierung sowie eine Vertiefung der rebsortenspezifischen Extraktionsparameter umfassen.