Kalifornische Studie: Ionenaustausch senkt den pH-Wert in Rotwein am stärksten

Eine neue Studie von Kaliforniens Central Coast bietet Winzern einen klareren Vergleich von drei Möglichkeiten, die Säure in Rotwein zu steuern, während wärmere Anbaubedingungen den pH-Wert weiter anheben und die natürliche Säure senken.

Die am Mittwoch in OENO One veröffentlichte Studie von Charlotte Drop, Sean Kuster, Biljana Petrova, Jesus Villalobos, Augusta Schulte und L. Federico Casassa untersuchte Nebbiolo- und Tannat-Weine, die unter einem küstennahen mediterranen Klima in Kalifornien erzeugt wurden. Das Team verglich Weine ohne spezielle Säuremaßnahme mit drei Alternativen: dem Blockieren des biologischen Säureabbaus, dem Einsatz der nicht-Saccharomyces-Hefe Lachancea thermotolerans und der Behandlung des fertigen Weins mit Ionenaustausch, bevor er zu 30 % wieder verschnitten wurde.

Für Weingüter geht die Frage über den Geschmack hinaus. In Rotweinen kann ein niedrigerer pH-Wert die mikrobielle Stabilität unterstützen, die Schutzwirkung von Schwefeldioxid verbessern und die Farbe bewahren. Das ist in warmen Regionen noch wichtiger, wo die Trauben oft mit mehr Zucker, weniger Apfelsäure und mehr Kalium im Keller ankommen – eine Kombination, die zu weicheren, aber weniger stabilen Weinen führen kann.

Die stärkste pH-Verschiebung im Versuch ergab der Ionenaustausch. Laut der Studie senkte diese Behandlung den pH-Wert im Vergleich zu den Kontrollweinen um 0,31 Einheiten. Außerdem verringerte sie den Kaliumgehalt um 9 % und den Calciumgehalt um 13 %. Diese Veränderungen sind wichtig, weil beide Ionen eine Rolle bei der Pufferung des Weins und bei der Tartratstabilität spielen. Indem Ionenaustausch die Kationenkonzentrationen senkt, kann er Säurekorrekturen über die Zeit wirksamer erhalten, statt dass sie durch die natürliche Chemie des Weins teilweise wieder rückgängig gemacht werden.

Die Forschenden berichteten, dass Weine mit blockiertem biologischem Säureabbau und Weine, die mit Ionenaustausch behandelt wurden, auch eine bessere Farbstabilität zeigten als die Kontrollen. In den Nebbiolo-Weinen wurden beide Behandlungen in der sensorischen Analyse mit der höchsten Farbsättigung bewertet. Chemisch erzeugte der blockierte biologische Säureabbau Weine mit 19 % mehr Tanninen und 5 % mehr Gesamtphenolen als die Kontrolle, während die Ionenaustausch-Weine 19 % mehr Tannine und 11 % mehr Gesamtphenole aufwiesen.

Lachancea thermotolerans lenkte die Weine in eine andere Richtung. Die Hefe erhöhte die titrierbare Säure durch die Produktion von Milchsäure um 24 % und verlieh den Weinen im Versuch die am stärksten wahrgenommene Säure. In Nebbiolo wurden diese Weine außerdem als jene beschrieben, deren rote Fruchtaromatik am längsten am Gaumen anhielt. Zugleich stellte die Studie niedrigere Werte bei Tanninen, polymeren Pigmenten und Gesamtphenolen fest, zusammen mit niedrigeren Geruchsaktivitätswerten für mehrere fruchtige Ester, darunter Ethylbutyrat, Ethylisovalerat, Isoamylacetat, Ethylhexanoat und Ethyl n-octanoat.

Diese Ergebnisse legen nahe, dass die verschiedenen Säurestrategien nicht austauschbar sind. Ionenaustausch lieferte die stärkste direkte Korrektur des pH-Werts und verringerte wichtige Kationen. Der blockierte biologische Säureabbau bewahrte die Säure und unterstützte zugleich phenolische Struktur und Farbe. Lachancea dagegen schien die Weine in Richtung einer lebhafteren Säure und eines anderen sensorischen Profils zu lenken, selbst wenn einige farb- und strukturbezogene Messwerte niedriger ausfielen.

Die Arbeit ist bemerkenswert, weil sie die drei Ansätze innerhalb desselben Versuchsrahmens und über zwei Rotweinsorten mit sehr unterschiedlichen phenolischen Profilen hinweg vergleicht. Nebbiolo und Tannat werden beide für lagerfähige Weine verwendet, verhalten sich bei Gärung und Reifung aber nicht gleich. Die Autoren sagten, dass direkte Vergleiche wie dieser bislang begrenzt gewesen seien, besonders bei Rotweinen aus den wärmeren Gebieten Kaliforniens.

Die Trauben stammten aus zwei Central-Coast-Weinbergen der Lese 2024. Die Nebbiolo-Trauben wurden am 26. September im Mora Vineyard im Santa Ynez Valley gelesen, die Tannat-Trauben am 10. Oktober im Sunnybrook Vineyard in Paso Robles. Beide Partien wurden im Justin and Jerri Lohr Center for Wine and Viticulture an der Cal Poly verarbeitet. Jede Behandlung wurde in dreifacher Ausführung durchgeführt.

Die Forschenden vergoren die Weine in kleinen Edelstahltanks und setzten beim Maischen Standardzugaben von Schwefeldioxid ein. Bei der Behandlung mit blockiertem biologischem Säureabbau verhinderten sie die bakterielle Umwandlung von Apfelsäure in Milchsäure, ein Schritt, der Rotweine oft weicher macht, aber auch den pH-Wert anheben kann. Bei der Ionenaustauschbehandlung wurden fertige Weine durch eine Harzsäule geleitet und anschließend zu 30 % mit unbehandeltem Wein verschnitten; dieser Wert wurde nach Benchversuchen gewählt, weil er die größte pH-Reduktion ohne ein herbes Ergebnis ergab.

Die Studie hilft auch einzuordnen, warum Weingüter über die traditionelle Antwort der Zugabe von Weinsäure hinausblicken. Weinsäure bleibt das gebräuchlichste Mittel, weil sie vertraut, relativ kostengünstig und einfach anzuwenden ist. Das Papier merkt jedoch an, dass sie den pH-Wert nicht immer effizient senkt, weil Wein eine starke Pufferkapazität hat. Große Zugaben können die titrierbare Säure stärker erhöhen als den pH-Wert senken, was den Weinen zwar einen säurebetonteren Geschmack verleihen, aber nicht alle Stabilitätsprobleme lösen kann. Weinsäurezugaben können außerdem Tartratausfällungen verursachen, die oft eine Kaltstabilisierung erforderlich machen, einen energieintensiven Schritt.

Im Vergleich dazu bieten biologische und physikochemische Methoden unterschiedliche Zielkonflikte. Der blockierte biologische Säureabbau kann eine straffere Säure bewahren, erfordert aber ein sorgfältiges Management von Schwefeldioxid und eine sterile Filtration, um das Risiko einer Nachgärung in der Flasche zu verringern. Lachancea thermotolerans kann während der alkoholischen Gärung Säure aufbauen, ihre Wirkung variiert jedoch je nach Stamm und kann Aroma und Mundgefühl verändern. Ionenaustausch kann eine starke pH-Korrektur bewirken, doch der behandelte Wein ist in der Regel zu sauer, um ihn allein abzufüllen, weshalb er wieder verschnitten werden muss.

Die Autoren verfolgten die Weine nicht nur bei der Abfüllung, sondern auch während der Reifung. Farbe, Anthocyane, Tannine, polymere Pigmente und Gesamtphenole wurden während der Gärung, bei der Abfüllung, nach 3 Monaten und 6 Monaten in der Flasche sowie nach einem beschleunigten Alterungstest gemessen. Für diesen Test wurden die Weine in kleinen Glasampullen versiegelt und fünf Wochen lang bei 38 °C gelagert, ein Protokoll, das die Forschenden verwendeten, um ungefähr zwei Jahre Flaschenreifung zu simulieren, bevor die Farbstoffe wie Anthocyane, anthocyanabgeleitete Pigmente und Flavonole weiter analysiert wurden.