Gärstockungen waren jahrelang der Fluch der Weinindustrie. Sie binden Tank-Ressourcen, erhöhen das Risiko des ungewollten Verderbens und bereiten den Winzern bei der Ernte schlichtweg Kopfschmerzen. Das Problem war bedeutend genug, dass es an der UC Davis Studien gab, die sich im Rahmen eines großen Forschungsprogramms der Untersuchung von Ursachen und möglichen Lösungen des Problems widmeten.
Obwohl mit diesem Forschungsprogramm viel Wissen gesammelt und verbreitet werden konnte, und stockende Gärungen immer weniger ein Problem sind, treten sie doch immer noch auf, und das Wissen über die Handhabung von Gärungsverfahren gegen das Problem muss immer noch bereitwillig mit der Industrie geteilt werden, damit die Winzer die alltägliche Realität der Fermentation besser bewältigen und den verhassten Zustand der stockenden Gärung verhindern können.
Nährstoffbedarf der Hefe bei der Weingärung
Einer der Hauptteile der Studie über stockende Fermentationen befasste sich mit den Nährstoffbedürfnissen der Hefe. Wie jeder andere lebende Organismus hat auch die Hefe Nährstoffbedürfnisse für eine möglichst gesunde Lebensspanne und die Durchführung regelmäßiger Stoffwechselaktivitäten, während sie Ihre wertvollen Cabernet Sauvignon-Trauben in erstklassigen Wein verwandelt. Der grundlegendste dieser Parameter ist die optimale Menge an stickstoffhaltigen Verbindungen, die die Hefe für gesunde Membranen, gut entwickelte zelluläre Strukturen und alle Abwehrmechanismen, die für den Umgang mit der konkurrierenden mikrobiologischen Umgebung erforderlich sind, assimilieren und verstoffwechseln kann.
Eines der Ergebnisse dieser Arbeit ist, dass eine Reihe von Hefe- und Weinkellerfirmen inzwischen eine Reihe von Hefe-Nährstoffzusätzen anbieten, die den gesamten Nährstoffbedarf von Hefe für den Gärungsprozess abdecken. Diese können von einfachen Diammoniumphosphatsalzen (DAP) bis hin zu proprietären Mischungen aus komplexen Aminosäuren, Fettsäuren und Mikronährstoffen reichen.
Zu verstehen, wie sich dies auf Sie als Winzer auswirkt, ist die größere Frage, die es zu beantworten gilt. Aus Laborsicht bringt dies das Wissen um die Nährstoffbedürfnisse für bestimmte Hefestämme ins Spiel, da einige anspruchsvoller sein werden als andere. Außerdem wird die Fähigkeit, das Nährwertprofil Ihres Traubenmostes in irgendeiner Weise zu messen, jetzt zu einer Schlüsselanforderung in Ihren Labormethoden.
YAN in Ihrem Traubenmost
Das wichtigste Maß für den Nährstoffbedarf von Hefe bei der Weinherstellung wird YAN, oder Yeast Assimilable Nitrogen genannt. Dabei handelt es sich eigentlich um eine Kombination zweier getrennter Messungen – des im Traubensaft vorhandenen Ammoniaks sowie des Komplexes von Alpha-Aminosäureverbindungen, der als FAN (Free Amino Nitrogen) bezeichnet wird und den die Hefe für ihre Nährstoffbedürfnisse aufnehmen und verarbeiten wird. Beide getrennt gemessen und kombiniert ergeben das Gesamtnährstoffprofil (YAN) Ihres Traubensaftes.
Lassen Sie uns zunächst eine Ausgangsbasis für das festlegen, worüber wir in der Laboranalyse sprechen. Die Einheiten, über die wir sprechen, landen im ppm-Bereich oder bei Konzentrationen von mg/L. Laut Lehrbuch beginnen die Anforderungen an den YAN für Saccharomyces-Weinhefe im Allgemeinen bei etwa 140 bis 150 mg/L (Henscke). Saft aus Weintrauben verfügt über eine ziemlich große, bekannte Bandbreite von niedrigen zweistelligen Werten (30 bis 40 mg/L) bis hin zu ziemlich großen Werten von über 1000 mg/L. Die YAN-Werte im Saft tendieren jedoch im Allgemeinen zu dem, was in den Forschungsdaten als leicht nährstoffarm angesehen wird, etwa im Bereich von 100 bis 150 mg/L. (gem. Vintessential Labs and Butzke study AJEV, 1998)
Supplementierung von YAN in Ihrem Traubenmost
Das Ziel der Überwachung des YAN im Weinlabor ist es, zu prüfen, ob Ihr Basissaft ausreichend Nährstoffe enthält, und dann Ihre Nährstoffergänzung zu optimieren, um die idealen Mengen für die Hefe bereitzustellen. Wenn zu wenig YAN in Ihrem Basissaft enthalten ist, riskieren Sie eine stockende Gärung durch Nährstoffmangel. Ein Überschuss an YAN kann jedoch auch Probleme im Weinkeller verursachen, in erster Linie die Produktion negativer Aromastoffe oder die Möglichkeit, dass auch unerwünschte und opportunistische Erreger ihren Nährstoffbedarf erhöhen, was zum Verderben des Weins führen kann.
Die meisten Hefehersteller geben den Nährstoffbedarf für jeden Stamm an, den sie als kommerzielles Produkt anbieten. Die Empfehlungen werden in der Regel als eine Reihe von Hefen mit niedrigem, mittlerem oder hohem YAN-Bedarf und anschließend mit empfohlenem Bereich für jeden Stamm angegeben.
Zusätzlich zu den grundlegenden Anforderungen der verschiedenen Stämme gibt es auch eine Komponente, wie stark Ihr Saft die Hefe belastet. Höhere Brix-Werte führen zu höheren Endalkoholgehalten und stellen zudem einen größeren osmotischen Druck auf die Hefe dar, bevor die Gärung beginnt.
Beide Stressfaktoren erfordern eine stärkere Nährstoffergänzung der Hefe vor der Gärung, um gesunde Inokulationen und eine reibungslose Gärung zu gewährleisten.
Messung des YAN in Ihrem Traubenmost
Für die meisten Weinlabors gibt es zwei gebräuchliche Methoden zur Messung ihrer YAN-Werte im Saft: das Spektralphotometer und die Formol-Titration.
Die Messung des YAN mittels Spektralphotometer ist in der Regel die gebräuchlichere der beiden Methoden, da sie weniger chemischen Abfall erzeugt und die Kosten nach dem ersten Kauf der Ausrüstung im Allgemeinen niedrig sind, wobei das einzige wichtige Verbrauchsmaterial die Enzym-Testkits sind.
Ammoniak und FAN werden getrennt gemessen, und die kombinierten Ergebnisse der beiden Methoden ergeben einen Gesamt-YAN-Wert.
Ein Spektralphotometer, das in der Lage ist, die Absorption bei 340 nm abzulesen, ist die wichtigste Investition für die Ausstattung. Zusätzliche Anschaffungskosten beinhalten unter anderem Mikropipetten, Pipettenspitzen und Probenküvetten, wobei die Kosten für Pipetten einen erheblichen Anteil an den Gesamtkosten für die Messung ausmachen können. Spektralphotometrische Tests können eine gewisse Variabilität aufweisen, da Präzision bei sehr kleinen Probenmengen erforderlich ist.
Die Titrationsmethode für YAN ist ein zweistufiger Prozess, der eine einfache Säure-Base-Titration umfasst, um einen anfänglichen Endpunkt für die Weinprobe zu erreichen.
Diese Probe wird dann mit Formaldehyd behandelt, das mit dem Ammoniak und den Aminosäuren in Lösung in Wechselwirkung tritt, um ein saures Produkt zu bilden, das den pH-Wert senkt.
Anschließend wird eine zweite Säure-Base-Titration durchgeführt, die die resultierende Konzentration in mg/L entsprechend der bekannten Reagenzkonzentrationen ergibt.
Anfängliche Investitionen umfassen die Titrationsausrüstung, mit Folgekosten für Verbrauchsmaterial, Reagenzien und für die Entsorgung des Formaldehyd, das als toxische Chemikalie gehandhabt werden muss. Die manuelle Titration weist eine erhöhte Variabilität auf, die durch den Einsatz von Autotitrationssystemen minimiert werden kann.
