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AEB DEUTSCHLAND GMBH

ÖNOLOGISCHE HEFEN: WESHALB IST DIE PRAVALENZ WICHTIG?

DAS KONZEPT DER PRÄVLENZ IN DER ÖNOLOGIE UND DIE SCHWIERIGKEITEN IM ZUSAMMENHANG MIT DEM VERBREITUNGSPROZESS DER BIOMASSE.

DER MIKROBIELLE WETTBEWERB IM MOST

Die ausgewählte Hefe ist einer der Eckpfeiler der modernen Önologie, die für eine Standardisierung der Gärprozesse und eine bessere Kontrolle darüber sorgt.

„Bild einer Platte mit Kulturmedium mit Bakterien- und Hefekolonien“

Tatsächlich ist bei der Weinfermentation im Gegensatz zu anderen Sektoren wie dem Bierbrauen (das in den meisten Fällen auch ähnliche mikrobielle Starter verwendet) der mikrobielle Wettbewerb ein Faktor, der als wilde mikrobielle Spezies eine entscheidende Rolle für die Qualität des Endprodukts spielen kann und in Verbindung mit Weintrauben einen erheblichen Grad an Variabilität in den Eigenschaften des Produkts oder sogar seinen möglichen Schädigungen bestimmen könnte.

DIE BIOTECHNOLOGIE UND DIE ENTWICKLUNG NEUER HEFESTÄMME

Trauben sind an sich ein Rohstoff, der ein komplexes Mikrobiom in die Kellerumgebung einbringt, bestehend aus Hefen und Bakterien verschiedener Gattungen Oenococcus, Pediococcus, Lactobacillus, Acetobacter, Gluconobacter, Hanseniaspora, Brettanomyces, Candida, Zygosaccharomyces, usw.).

Auf diesem Schlachtfeld, dem der mikrobiellen Konkurrenz, haben die Biologie und danach die Biotechnologien in den letzten 60 Jahren den bedeutendsten Beitrag geleistet. Die internationale Forschung hat versucht, immer leistungsfähigere phänotypische Varianten önologischer Hefen aus verschiedenen Gebieten zu isolieren (spontane Gärungen, Kellerumgebungen, Traubenoberfläche) und, wo sie nicht in der Lage war, stattdessen mit Züchtungstechniken eine genetische Verbesserung bestehender Stämme umzusetzen.

Das Endergebnis dieser Bemühungen war im Laufe der Jahre die Entwicklung  immer leistungsfähigerer Hefestämme, die frei von metabolischen und organoleptischen Defekten (blockierte oder verlangsamte Gärung, erhöhte flüchtige Säure, Sulfidbildung), widerstandsfähiger gegen Ernährungsstress und gekennzeichnet durch einzigartige Merkmale (Vorhandensein spezifischer enzymatischer Aktivitäten, reduzierte Produktion von S2, Killer-Phänotyp, spezifische aromatische Prägungen usw.).

AKTIVE TROCKENHEFE ALS GARANTIE FÜR PRÄVALENZ

Dank der Einführung von aktiver Trockenhefe (LSA), die aus anderen Sektoren übernommen wurde, wurde die oben erwähnte wichtige Selektionsarbeit in einem einfach zu verwaltenden Format auf den Markt und damit in Weingüter auf der ganzen Welt gebracht, was erhebliche Vorteile in Bezug auf Transportfähigkeit und vor allem mittelfristige Haltbarkeit gebracht hat.

Mit LSA können Unternehmen wie AEB die Prävalenz der ausgewählten Hefe während der Gärung garantieren. Das Konzept der Prävalenz ist grundlegend für die gute technologische Durchführung der Gärung: Ein mikrobieller Starter hat Vorrang, wenn er den Charakter des primären Protagonisten der Gärung annimmt und die „gemischte“ Population von Wildhefen numerisch und metabolisch verdrängt.

Die Möglichkeit, eine in der Önologie ausgewählte Hefe zu verwenden, hat zu erheblichen Verbesserungen der Gärungsprozesse geführt, da die LSA Folgendes ermöglicht:

 

  • 01
    ein vollständiger und vorhersehbarer Verlauf der alkoholischen Gärung;
  • 02
    die Verringerung der flüchtigen Säure, die mit spontanen Gärungen im Zusammenhang steht;
  • 03
    die Verringerung anomaler organoleptischer Eigenschaften, die mit wilden Mikrobenarten im Zusammenhang stehen;
  • 04
    die Verringerung des Vorhandenseins schädlicher Moleküle mikrobiellen Ursprungs, wie biogene Amine;
  • 05
    richtiges Zeitmanagement und die mögliche Entkopplung der malolaktischen Gärung in Bezug auf die alkoholische Gärung.

DIE PRÄVALENZ IN ZAHLEN

Der Begriff der Prävalenz steht nicht nur für die Kontrolle des Gärprozesses im Keller, sondern auch für die Qualität des Endprodukts sowie dessen Reproduzierbarkeit. Es ist in der Tat notwendig, die richtige Anzahl von Zellen zu haben, damit die Eigenschaften des Starters vollständig zum Ausdruck kommen und in gleicher Weise bestimmte organoleptische oder qualitative Mängel im Zusammenhang mit Wildarten im fertigen Wein zum Ausdruck kommen.

Um die Bedeutung der Verwendung von aktiver Trockenhefe in der Önologie vollständig zu verstehen, ist es notwendig, kurz auf die mikrobiologischen Bedingungen eines durchschnittlichen Mostes zurückzukommen. Es muss in der Tat berücksichtigt werden, dass sich in einem Most 103 bis 105 Zellen/ml „wilder“ Mikroorganismen befinden können; daher ist eine Population von mindestens 106 Hefezellen unbedingt erforderlich, wenn die Prävalenz gemessen werden soll, d. h. eine Hefepopulation, die das Zehnfache der von Wildmikroorganismen übersteigt. Wenn man bedenkt, dass ein durchschnittliches LSA-Präparat aus etwa 1010 Zellen/g besteht und die Verwendung von 20 g/hL empfohlen wird, beträgt die entsprechende Zahl bezogen auf die endgültige Volumeneinheit genau 106 Zellen/ml, was tatsächlich das technologische Ziel darstellt, das mit diesem Prozess verbunden ist und das es der Starterpopulation ermöglicht, jeden möglichen Konkurrenten zu verdrängen.

DIE VERBREITUNG DER BIOMASSE

In jüngster Zeit sind zahlreiche Gerätehersteller zu Experten in der Mikrobiologie geworden und haben in einem zu LSA alternativen Technologievorschlag Geräte zur angeblichen Vermehrung von Hefezellen im Keller auf den Markt gebracht.

Der Anspruch hinter solchen Geräten (die in der Regel aus einfachen Tanks bestehen, an denen ein Rührer und ein Widerstand mit rudimentären Regelkreisen angebracht sind) besteht darin, dass man eine Zellpopulation, die aus LSA oder einer isolierten Frischhefe gewonnen wird, möglicherweise vor Ort in verschiedenen Größenordnungen vermehren kann; in vielen Fällen wird behauptet, in der Lage zu sein, Multiplikationen in der Größenordnung von 100X zu erzielen, wodurch Reinkulturen erhalten werden, die dann als Starter verwendet werden können.

Als Beleg für die multiplikative Wirksamkeit dieser Techniken wird häufig das Ergebnis genetischer Analysen an den isolierten Kolonien am Ende der Gärung durchgeführt: durch Spezieszuordnungstechniken (Restriktionsmuster der ITS-Regionen, d2d2-Sequenzierung) und molekularem Fingerabdruck (InterDelta Regionen, Amplifikationsmuster von Mikrosatellitenregionen) wird die wesentliche Identität zwischen dem Starter zum in Gang setzen des Biomasse Vervielfachers und dem am Ende der Gärung isolierten Hefestamms demonstriert.

DIE GRENZEN DER „HANDWERKLICHEN“ PROZESSE DER HEFE-VERBREITUNG

Dieser Ansatz weist jedoch einige wichtige konzeptionelle und technische Einschränkungen auf:

 

  • 01
    Erstens ist völlig vorhersehbar, dass die Mehrheit der am Ende eines normalen Gärungverlaufs nachweisbaren Hefepopulationen durch die Gattung Saccharomyces und insbesondere durch S. cerevisiae repräsentiert wird; Dieses Phänomen ist auf die angeborene Fähigkeit der betreffenden Spezies zurückzuführen, hohen Alkoholkonzentrationen zu widerstehen, sogar höher als 12 % Vol., wo stattdessen die meisten der kontaminierenden Spezies durch diese Werte gehemmt werden.
  • 02
    Folglich gibt der mikrobiologische Endzustand der Gärung keinen Hinweis auf ihre tatsächliche „Geschichte“. Mit anderen Worten, obwohl die alkoholische Konzentration des Mediums eine endgültige Überrepräsentation des zugeführten Starters begünstigt, bleiben die Ereignisse der ersten Gärungsphasen tatsächlich unbekannt. Dieses Fenster des Mangels an mikrobiologischer Kontrolle könnte das Auftreten qualitativer Defekte im Zusammenhang mit dem Metabolismus nicht ausgewählter Arten ermöglichen.
  • 03
    Anders als bei der Anwendung von LSA gibt es keine Garantie für die Gesamtzahl der zugeführten Zellen zu Beginn der Gärung, es sei denn, es besteht die Möglichkeit, sie mit Methoden wie der Bürker-Zählkammer zu messen oder sie auf Agrarböden zu zählen (nur in Weinkellereien mit hochspezialisierten betriebsinternen Labors); andernfalls bleibt dies völlig unüberprüfbar. Das gleiche Problem betrifft die weitgehende Unmöglichkeit, die mikrobiologische Reinheit der aus dem Vermehrungsverfahren erhältlichen Endpopulation zu überprüfen.
  • 04
    Die "Do-it-yourself"-Auswahl von Hefestämmen in Kellerumgebungen birgt erhebliche Schwierigkeiten in der Verwaltung. Auch in diesem Fall wären nicht nur biologische Laborgeräte zur Manipulation des Stammes notwendig (Platten, Sterilhauben, Sterilisationsautomaten), sondern der Langzeitkonservierung wären die größten Grenzen gesetzt. Um die Konservierung der phänotypischen Eigenschaften im Originalstock beizubehalten, wäre ein Einfrieren bei –80 °C in einer 25 %igen Glycerinlösung erforderlich. Diese im Keller nicht praktikable Technologie ist stattdessen das Vorrecht der mikrobiellen Sammlungen, die in der Lage sind, periodische genetische Kontrollen der Zellen durchzuführen und somit ihren qualitativen Zustand zu überwachen.
  • 05
    Die in diesen Multiplikatoren eingesetzten Hefen, werden nicht mit steriler Melasse und stickstoffhaltigen Nährstoffen gezüchtet; im Gegenteil, sie werden mit Weinmost oder mit MCR gefüttert, was zu einem Beginn von Kontaminationen durch dieselben Rohstoffe vorbereitet.
  • 06
    Ein letzter, aber grundlegender Punkt im Zusammenhang mit der Verwendung von Biomasse-Multiplikatoren ist der des möglichen Auftretens genetischer Mutationen in Hefe. Dies geschieht aus einem ziemlich einfachen und intuitiven Grund: Ein Mikroorganismus, der in einer Kulturbrühe ständig wächst (selbst unter der Annahme von 3% Vol. und einem kontrollierten pH-Wert von 4,5), wird keinem selektiven Druck ausgesetzt. Aus diesem Grund kann die Funktionalität von Genen, die in dieser Umgebung nicht "wesentlich" sind, verloren gehen, ohne die Fitness des Stamms zu beeinträchtigen, der stattdessen von der positiven Selektion allelischer Varianten profitiert, die die Wachstumskinetik und die effiziente Nutzung von Nährstoffen in einem respiratorischen als im fermentativen Stoffwechsel begünstigt. Ebenso könnte der betreffende Stamm die Funktionalität verlieren, die mit den ursprünglichen Merkmalen, für die er ursprünglich ausgewählt wurde, wie einer bestimmten aromatischen Prägung oder enzymatischen Aktivität, verbunden ist, oder Veränderungen im Stoffwechsel entwickeln, die ihn unter bestimmten Ernährungsbedingungen zu stärkerem Stress oder sogar zu einem höheren produzierten Gehalt an flüchtiger Säure prädisponieren könnten.

DIE NOTWENDIGE UMSICHT

„Kellerraum mit Tanks für alkoholische Gärung“

Der irreführende Aspekt der Anwendung „handwerklicher“ Multiplikationstechniken besteht darin, dass sie in irgendeiner Weise zu einem Ergebnis führen, unabhängig davon, ob die richtigen Methoden verwendet werden oder nicht. Es wird immer eine Gärung des Mediums und damit die Produktion einer Zellpopulation geben, von der wir jedoch weder das Ausmaß noch den Grad der mikrobiologischen Reinheit kennen.

Daher kann die Vermehrung von önologischen Hefen durch die Anwendung von Multiplikatoren wie den oben beschriebenen in keiner Weise die Verwendung von LSA außer Acht lassen, die auch in diesem Zusammenhang (fachmännisch) zur Durchführung einer periodischen Wiederherstellung der ursprünglichen genetischen Integrität des Stamms verwendet werden sollte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Annahme von Biomassevermehrungsprozessen in den Kellern, wenn sie nicht mit den entsprechenden technischen Vorkehrungen (Reduzierung der mikrobiellen Belastung der Brühe, periodische Reintegration der Hefepopulation mit LSA) durchgeführt wird, nachteilige Auswirkungen hat. Aus diesem Grund wurden die önologischen Starter eingeführt.

Wenn Sie in Ihrem Keller eine solche Vorgehensweise beabsichtigen, müssen Sie zahlreiche Vorkehrungen in Bezug auf Reinigungskraft, Hygiene und Kontrolle der Prozessvariablen (Temperatur, pH-Wert, Rühren, Zellvitalität) treffen und sich kategorisch gegen jeden vereinfachenden Ansatz zur Vermehrung von Biomasse aussprechen, der stattdessen einen feinen Beitrag mit hohem biotechnologischem Gehalt erfordert, und zu einem bereits mittelfristigen Verlust der Qualitäts- und Reproduzierbarkeitseigenschaften des  Fermentationsprozesses führen kann.

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