Italienische Forscher erstellen ersten globalen metabolomischen Atlas der Weinrebe

Forscher der italienischen Fondazione Edmund Mach haben nach eigenen Angaben den ersten globalen metabolomischen Atlas von Rebsorten entwickelt. Das neue Referenzinstrument könnte Winzerinnen und Winzern helfen, Trauben anhand ihrer chemischen Zusammensetzung zu vergleichen, statt sich allein auf genetische Daten zu stützen.

Die in der Zeitschrift Journal of Agricultural and Food Chemistry veröffentlichte Arbeit basiert auf der Analyse von 126 Rebsorten aus verschiedenen Teilen der Welt. Der Atlas biete eine Möglichkeit, Gemeinsamkeiten und Unterschiede in der metabolischen Zusammensetzung der Trauben zu erkennen, erklären die Forscher. Das eröffne neue Perspektiven für die Sortenauswahl, die Erforschung des Weinpotenzials und die Untersuchung von Alternativen zu traditionellen Rebsorten.

Konkret konzentriert sich der Atlas auf die Stoffe, die Trauben in den Keller einbringen. Dazu zählen Zucker, Säuren, Polyphenole, Aromastoffe und Aromavorstufen. Sie alle beeinflussen Geschmack, Geruch und Entwicklung eines Weins. Bislang wurden die Beziehungen zwischen Rebsorten vor allem anhand ihrer Genetik untersucht. Die Forscher betonen, dass die DNA-Analyse weiterhin unverzichtbar sei, das chemische Profil einer Traube und die Stoffe, die sich direkt auf die Weinbereitung auswirken, jedoch nicht vollständig beschreibe.

Das Projekt mit dem Namen Grape Metabolome sollte diese Lücke schließen und eine groß angelegte Karte der Traubenchemie erstellen. Durch den Vergleich der Stoffwechselprofile verschiedener Rebsorten konnten die Forscher nach eigenen Angaben genetische Informationen ergänzen und eine engere Verbindung zwischen Genotyp – also vererbten Merkmalen – und Phänotyp – dem beobachtbaren chemischen Ausdruck der Traube – herstellen.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass jede Rebsorte einen eigenen metabolomischen Fingerabdruck besitzt. Dieses Profil sei klar genug ausgeprägt, um Sorten anhand ihrer chemischen Zusammensetzung zu gruppieren, erklären die Forscher. Eine der wichtigsten Erkenntnisse: Manche Trauben weisen trotz deutlicher genetischer oder äußerlicher Unterschiede große chemische Ähnlichkeiten auf.

Zu den in der Studie hervorgehobenen Beispielen zählen Teroldego, Lagrein und Marzemino, die verwandte metabolomische Profile zeigten. Ähnlichkeiten fanden die Forscher auch zwischen Cabernet Franc und Merlot, Vermentino und Xarello sowie Manzoni und Riesling. Der Nutzen solcher Vergleiche liege darin, dass sie Rebsorten identifizieren könnten, die sich für die Weinbereitung als vergleichbares Ausgangsmaterial eignen – auch wenn sie genetisch nicht miteinander verwandt sind oder im Weinberg unterschiedlich aussehen.

Diese Möglichkeit ist besonders für Winzer und Erzeuger relevant, die nach alternativen Rebsorten suchen und zugleich den Charakter eines Weinstils bewahren möchten. Die Forscher stellen dies jedoch als mögliche Anwendung und nicht als fertiges Instrument zur Entscheidungsfindung dar. Ein ähnliches chemisches Profil führt nicht automatisch zu identischen Ergebnissen im Keller: Auch Klima, Lage, Reifegrad, Bewirtschaftung und Weinbereitung prägen das Endprodukt.

Dennoch könnte der Atlas Winzern eine neue Möglichkeit bieten, das aromatische und phenolische Potenzial einer Traube vor Beginn der Gärung einzuschätzen. Durch die Untersuchung von Metaboliten und ihren Vorstufen könnten Forscher und Erzeuger genauer erfassen, welchen Beitrag eine Rebsorte zu Struktur, Aroma und Stil leisten kann.

Eine der bemerkenswertesten Beobachtungen der Studie betraf aromatische Rebsorten. Sorten wie Muscat, Malvasia und Gewürztraminer bildeten unabhängig von der Beerenfarbe eine klar erkennbare metabolomische Gruppe. Aromatische Trauben mit weißen, rosafarbenen oder roten Beeren können demnach dennoch enge chemische Gemeinsamkeiten aufweisen, da sie bestimmte Aromastoffe und Aromavorstufen enthalten.

Dieser Befund unterstreiche einen wichtigen Punkt, so die Forscher: Die biochemische Identität einer Traube wird nicht allein durch die Beerenfarbe bestimmt. Entscheidend sei vielmehr ein breiteres Spektrum an Stoffen, die gemeinsam das önologische Potenzial der Traube ausmachen. Für Wissenschaftler und Erzeuger könnte dies eine differenziertere Einteilung von Rebsorten ermöglichen und erklären, warum sich manche Sorten bei der Weinbereitung ähnlich verhalten und andere nicht.

Um die Ergebnisse leichter zugänglich zu machen, hat das Team zudem eine interaktive Plattform namens Grape Metabolome Explorer gestartet. Mit dem Tool lassen sich Beziehungen zwischen Rebsorten über interaktive Karten visualisieren, die ihre Verteilung nach metabolischen Profilen zeigen. Nutzer können Gruppen erkunden, Sorten vergleichen und chemische Ähnlichkeiten im gesamten Datensatz untersuchen.

Die Fondazione Edmund Mach zufolge soll die Plattform sowohl der Forschung als auch der Branche dienen. Winzern bietet sie eine neue Möglichkeit, die Vielfalt der Rebsorten zu erkunden und mögliche Verbindungen zwischen weniger bekannten Sorten und etablierten Reben zu untersuchen. Forschern stellt sie eine datengestützte Grundlage für weitere Untersuchungen zur Zusammensetzung der Trauben und deren Rolle für die Weinqualität bereit.

Panagiotis Arapitsas, Leiter der Metabolomics Unit am Research and Innovation Center der Stiftung, erklärte in den Projektunterlagen, jede Rebsorte bringe ein eigenes chemisches Erbe in den Keller ein. Diese Zusammensetzung bilde das Ausgangsmaterial, aus dem Wein entsteht. Der neue Atlas helfe zu erklären, warum manche Sorten bestimmte Merkmale teilen, während andere sich in wichtigen chemischen Eigenschaften unterscheiden.

Die Stiftung erklärte, sie wolle den Atlas Fachleuten der Weinbranche als Ressource zur Verfügung stellen, mit der sich die Eigenschaften und das Potenzial verschiedener Rebsorten besser verstehen lassen. Das Projekt steht für einen umfassenderen Ansatz zur Charakterisierung von Trauben, bei dem genetische Daten mit einer direkten Analyse der Stoffe kombiniert werden, die Zusammensetzung und endgültige Eigenschaften des Weins beeinflussen können.

Die Studie ist im Journal of Agricultural and Food Chemistry unter der DOI 10.1021/acs.jafc.6c04648 erschienen. Die interaktive Datenbank ist über den im Rahmen desselben Projekts entwickelten Grape Metabolome Explorer verfügbar.