TY  - THES
A1  - Periadnadi, Nurmiati
T1  - Das Vorkommen der die Alterung auslösenden Precursoren und der Einfluss von Mikroorganismen auf die TDN-Bildung in Wein
N2  - Die Neubildung von Aromasubstanzen durch Carotinoidabbau ist eine der vielen Veränderungen der Weine während der Flaschenlagerung. In gealterten Weinen entstehen aromawirksame Kohlenwasserstoffe, C13-Komponenten, u.a. TDN aus den Carotinoidsubstanzen der Weinbeeren. TDN, das natürlich in Pflanzenprodukten vorhanden ist, liefert einen wichtigen Beitrag zum typischen Kerosin-ähnlichen Charakter in Flaschen gealterter Rieslingweine. Als TDN-Precursoren sind oft die Carotinoide Lutein und ß-Carotin vorgeschlagen worden. Die TDN-Bildung wird von mehreren Faktoren beeinflusst. Außer vom Carotinoidgehalt in den Beeren bzw. Mosten, auch von den Traubensorten und -klonen, den verwendeten Hefen und auch durch die Jahrgänge. Andere Aspekte, wie das Vorhandensein von Luteinestern, die Verhältnisse der Carotinoide untereinander, weinbauliche Maßnahmen, wie Entblätterungen, sowie die Gesamtsäure bzw. die pH-Werte der Traubenmaischen, die die TDN-Bildung beeinflussen könnten, wurden ebenfalls mit einbezogen. Die TDN-Bildung während des Weinherstellungsprozesses sowie die TDN-Entwicklung bei der Alterung und dem damit verbundenen Carotinoid-Abbauprozess wurde in dieser Arbeit durch Modellversuche zu klären versucht. Während der Studien wurden Traubenbeeren, Moste und Jahrgangsweine der Sorte Riesling und anderer weißer Sorten verwendet. Der Einfluss von Mikroorganismen auf den TDN-Gehalt wurde durch Verwendung von 9 Hefestämmen (Saccharomyces spp.) und auch bei Spontangärung untersucht. Die Extraktionen der Carotinoide aus Trauben, Mosten und Weinen wurden unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt. Eine neue Methode musste wegen des hohen Wasser-, Zucker- und Säuregehalt des Mostes und Weines sowie der gärenden Moste verschiedener Dichten entwickelt werden. Für die Analysen der Carotinoide sowie die deren Luteinestern wurden verschiedene HPLC-Verfahren eingesetzt. Als stationäre Phase dienten Säulen LiChroCART 250-4 HPLC Cartridge LiChrospher 100 RP18 (5µm), RP18 125-4 M LiChroCART, sowie eine 250x4,6 mm (5µm) Hypersil Elite C18. Die Säulentemperatur lag bei 28°C. Die Trennungen wurden mit verschiedenen mobilen Phasen durchgeführt. Mit dem Einsatz des Dioden-Array-Detektor wurden verschiedene Wellenlänge zur Messung der einzelnen Carotinoide verwendet. Lutein wurde bei 450(±4) nm bestimmt, während Zeaxanthin, ß-Apo-8'-Carotinal, ß-Carotin und Chlorophyll-b bei 460(±6) nm und Chlorophyll-a bei 440(±4) nm, gemessen wurden. Außerdem wurden auch typische Wellenlängen wie 473(±6) nm für ß-Apo-8'-Carotinal und 662(±4) nm für Chlorophyll-a eingesetzt. Die TDN-Konzentrationen der Proben wurden durch Gaschromatographie/ Massenspektrometrie analysiert. Die mögliche TDN-Bildung unter Berücksichtigung des Carotinoidabbaus wurde außer in Jungweinen auch in Blankweinen nach Zugabe von Reinsubstanzen bzw. Beerenextrakten beobachtet. In den trüben Jungweinen veränderten sich die Mengen aller Farbstoffe während der Gärung. Die bedeutendsten Veränderungen der Carotinoid-Inhaltstoffe fanden nach dem Erreichen der Maximum-Werte der gebundenen ß-Glucosidaseaktivität der Hefen statt. Die größere Aktivität bei Kellertemperatur, die ebenfalls von der Populationszahl abhängt, verursachte auch die größeren Veränderungen des Carotinoidgehaltes. Es wird festgestellt, dass nach der Gärung nur noch die Hälfte der Konzentrationen der Carotinoide und Chlorophylle übrig geblieben ist und die Bildung von TDN bereits während der Gärung stattgefunden hat. Es wurde gezeigt, dass der Lutein- bzw. der TDN-Gehalt in Jungweinen mit der Glucosidaseaktivität der verwendeten Hefen korreliert werden kann. Dass der Zusammenhang zwischen dem Lutein in Mosten und den TDN-Konzentrationen in den Weinen bei den Rieslingklonen deutlicher ist als bei den anderen Sorten, zeigt dass Lutein ein TDN-Precursor ist. Die Verhältnisse von Lutein zu ß-Carotin ist in den Rieslingtraubenbeeren größer als in den Beeren der anderen "Weißen-Sorten". Die TDN-Bildung in Weinen, die aus den Mosten mit niedrigeren pH-Werten gewonnen wurden, war höher als solche aus Mosten mit höherem pH-Wert. Bei den Weinen aus Trauben der entblätterter Rebstocke zeigten höhere TDN-Gehalt, weil solche weinbauliche Maßnahmen die Konzentrationen der gelöster Carotinoide in den Trauben und folgend auch in den Jungweinen erhöht. Lutein, ß-Carotin und Zeaxanthin sind die Carotinoid-Hauptprecursor bei der TDN-Bildung. Beim prozentualen Vergleich deren Verluste während der Gärung und Lagerung ist der bei Lutein bzw. Zeaxanthin grösser als der bei ß-Carotin. Dabei sind die Mengen maßigen Verluste von ß-Carotin höher als bei Lutein und Zeaxanthin. Als TDN-Precursor sind die Carotinoide Lutein bzw. Zeaxanthin labiler als ß-Carotin. Zeaxanthin wurde nur in sehr geringen Mengen in der Traubenbeeren gefunden. Die Reinsubstanzen Lutein bzw. ß-Carotin zeigten auch deutlich ihren Precursor-Charakter in Hinblick auf die potentielle TDN-Bildung. Durch Säurehydrolyse der Reinsubstanzen bei 50oC zeigte es sich, dass normales TDN, TDN+2 und TDN+4 in D2O (2H2O) aus Lutein gebildet wurde. Aus ß-Carotin wurde nur wenig TDN erzeugt.
N2  - The formation of new aroma substances by carotenoid degradation is one of many changes in wines during bottle storage. In aged wines, many components originate from the carotenoid substances of the grapes. They were identified as hydrocarbons, C13 compounds i.e. TDN. The carotenoids lutein and ß-carotene have often been proposed as TDN-precursors. TDN, naturally existing in plant products, gives an important contribution to the typical kerosene-like character of bottle-aged Riesling wine, in which the highest quantities of this compound were detected. The formation of TDN can be influenced by several factors. Besides the carotenoid content in the berries as well as in the must, grape varities and clones, yeasts to be used for fermentation, as well as vintage may pose important influence. All other possible causing aspects to TDN formation as the existence of lutein esters, the correlation of the carotenoids among each other, wine growing practices as "defoliation", and the total acidity and pH value of the grapes were considered. The TDN formation during the wine making process as well as the TDN formation and TDN development during ageing, and the related carotenoid degradation process, was investigated by model experiments. During these studies grape-berries, grape musts, vintage wines of different Riesling clones and other wine varities as well as self-prepared wines were used. The influence of the yeast on the TDN-content was observed by the application of 9 different yeast clones (Saccharomyces spp.) as well as in spontaneous fermentation. Grape, must and wine carotenoids were extracted under different conditions. A new method was developed because of the high water content, sugar and acidity of the musts and wines as well as fermenting musts of different densities. The carotenoids as well as the lutein ester were analyzed by different HPLC-methods. As stationary phases served columns like LiChroCART 250-4 HPLC Cartridge LiChrosphers 100 RP18 (5µm), RP18 125-4 M LiChroCARTs, as well as a 250x4,6 mm (5µm) Hypersil elite C18. The column-temperature was within 28°C. The separations were enforced by different mobile phases. With the use of a Diode-Array-Detector, different wavelenghts could be used for measurement of single carotenoids. Lutein was detected at 450(±4) nm, zeaxanthin, ß-apo-8'-carotenal, ß-carotene and chlorophyll-b at 460(±6) nm and chlorophyll-a at 440(±4) nm. Furthermore, the typical wavelenghts 473 (±6) nm for ß-Apo-8'-carotenal and 662(±4) nm for chlorophyll-a were used. The TDN concentrations the samples were determined by Gas chromatography/Mass spectrometry. The possible TDN formation with respect to carotenoid degradation was observed in young wines and also in blank wines after adding of pure-substances as well as berry extract. In the cloudy young-wines, all the quantities of pigments changed during the fermentation. The most important changes of the carotenoid content were found at maximal values of yeast-bound ß-glucosidase activity. The higher activity at cellar temperature, influencing also yeast cell contents, caused also the largest changes of the carotenoid content. It was determined that only half of the concentrations of the carotenoids and chlorophylls remained after fermentation. The formation of TDN has already taken place during fermentation. It was shown that lutein as well as TDN content in young wines correlate with glucosidase activity of the used yeasts. The relationship between lutein in the musts and TDN content in the wines in the Riesling clones was clearer than in other varities, and shows that lutein is a TDN-precursor. The ratio of ß-carotene to lutein in Riesling is higher than in the other "white varities" berries. The TDN formation in wines that were prepared from musts with lower pH were higher than such from higher pH. Wines derived from berries of defoliated vines showed highest TDN content because such vine treatment yields higher concentrations of carotenoids in the grapes and can be detected also in young-wines. Lutein, ß-carotene and zeaxanthin are major carotenoid precursors for TDN formation. On percentage comparison of the losses during fermentation and storage on TDN formation, lutein as well as zeaxanthin have higher potency than ß-carotene, although the amount of degraded ß-carotene was found even higher than that of lutein as well as zeaxanthin. As TDN-precursor, the carotenoids lutein as well as zeaxanthin are more labile than ß-carotene. Zeaxanthin only was found in very low quantities in grape berries. The pure substances, lutein as well as ß-carotene, showed clearly their precursor character on the potentially TDN formation. Through acid hydrolysis of the pure substances at 50oC, we could show the formation of normal TDN, TDN+2 and TDN+4 in D2O (2H2O) from lutein. Little TDN was generated from ß-carotene.
Y1  - 2003
UR  - http://publikationen.ub.uni-frankfurt.de/frontdoor/index/index/docId/5265
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hebis:30-0000003393
ER  -