Review zeigt: Mikroben im Weinberg prägen den regionalen Charakter von Weinen

Eine am 20. Juli in der Fachzeitschrift Applied and Environmental Microbiology veröffentlichte Übersichtsarbeit kommt zu dem Schluss, dass Mikroben in Weinbergen und Weinkellereien offenbar ein wichtiger Bestandteil des Terroirs sind – jener Gesamtheit lokaler Faktoren, die Weinen ihren unverwechselbaren Charakter verleiht. Die Arbeit argumentiert, dass ortstypische Bakterien, Pilze und Hefen die Gärung mitgestalten und Aroma, Geschmack sowie weitere sensorische Eigenschaften beeinflussen können – neben bekannteren Faktoren wie Boden, Klima, Topografie, Rebsorte und menschlichem Wirken.

Die von Lena Flörl, Reid Griggs und Nicholas A. Bokulich verfasste Übersichtsarbeit wertet Forschung zu dem aus, was Wissenschaftler als „mikrobielles Terroir“ bezeichnen. Gemeint ist, dass regionale mikrobielle Gemeinschaften sowohl vor als auch nach der Lese zu Unterschieden zwischen Weinen aus verschiedenen Herkunftsgebieten beitragen. Die Autoren schreiben, das Forschungsfeld habe sich im vergangenen Jahrzehnt rasch weiterentwickelt und umfasse inzwischen Belege aus allen wichtigen Weinbauregionen. Dennoch seien wesentliche Fragen zu Ursache und Wirkung, zu jährlichen Schwankungen und zur genauen Rolle einzelner Stämme offen.

Als Wendepunkt nennt die Arbeit das Jahr 2014, als DNA-Sequenzierungsstudien erstmals zeigten, dass sich die auf Weintrauben vorkommenden Mikroben je nach Region, Rebsorte und Klima unterscheiden. Spätere Arbeiten brachten die regionale Vielfalt der Hefen und die Mikrobiota auf Trauben vor der Gärung mit Unterschieden in der Weinchemie in Verbindung. Seither hätten zahlreiche Studien die Auffassung gestützt, dass diese mikrobiellen Muster nicht nur bei Wein, sondern auch bei anderen traditionellen fermentierten Lebensmitteln wie Käse und gepökeltem Schinken eine Rolle spielen.

Die Autoren betonen, dass das mikrobielle Terroir die traditionelle Bedeutung des Terroirs nicht ersetzt. Vielmehr beschreiben sie Mikroben als eine weitere Ebene in einem größeren System. In Weinbergen verbreiten sich Mikroorganismen durch Wind, Insekten, Tiere und menschliche Aktivitäten. Ob sie sich halten, hängt von den lokalen Bedingungen ab, die bestimmen, welche Mikroben überleben und wachsen können. Daher können selbst nahe beieinanderliegende Orte unterschiedliche mikrobielle Gemeinschaften beherbergen, und Weine aus demselben Gebiet können sich von Jahrgang zu Jahrgang verändern.

Der Übersichtsarbeit zufolge ist der Boden ein wichtiges mikrobielles Reservoir im Weinberg. Er trägt dazu bei, kurzlebige Pflanzenteile wie Blätter, Blüten und Beeren in jeder Saison erneut mit Mikroorganismen zu besiedeln. Auch die Rinde scheint eine wichtige Quelle zu sein. Mikroben auf den Traubenschalen sind relevant, weil sie in den Most gelangen und die Gärung in Gang setzen können, wenn die Früchte aus dem Weinberg in die Kellerei kommen. Boden und Rinde beherbergen der Arbeit zufolge im Zeitverlauf tendenziell stabilere Gemeinschaften, während Beeren und Blätter stärker variieren, da sie Witterung, Insekten und anderen wechselnden Bedingungen ausgesetzt sind.

Der Artikel beschreibt zudem deutliche Belege dafür, dass standortspezifische Umweltbedingungen der wichtigste Faktor für Unterschiede zwischen den Mikrobiomen von Weinbergen sind. Bodenchemie, pH-Wert, Hangneigung, Höhenlage, Temperatur und Wasserverfügbarkeit scheinen allesamt zu beeinflussen, welche Mikroben vorherrschen. In manchen Fällen, so merken die Autoren an, können bereits geringe Unterschiede innerhalb eines einzelnen Weinbergs mehr mikrobielle Variation hervorrufen als die Entfernung zwischen zwei Weinbergen. Deshalb müssten Forschende das mikrobielle Terroir sorgfältig betrachten und dürften nicht davon ausgehen, dass es sich nahtlos mit von Menschen gezogenen regionalen Grenzen deckt.

Die von Kritikern häufig als Einwand gegen die Theorie angeführte Variation von Jahr zu Jahr wird in der Übersichtsarbeit nicht als Widerspruch, sondern als Teil des Konzepts behandelt. Die Weinqualität verändert sich bereits aufgrund wechselnder Witterung von Jahrgang zu Jahrgang. Den Autoren zufolge reagieren auch mikrobielle Gemeinschaften offenbar auf diese jährlichen Veränderungen. Studien haben gezeigt, dass sich die Mikrobiome der Beeren zwischen den Jahrgängen unterscheiden können, wobei die Veränderungen in manchen Regionen geringer ausfallen als in anderen. Das mache langfristige und wiederholte Probenahmen unerlässlich – insbesondere angesichts des anhaltenden Wandels der Klimamuster.

Auch die Rebe selbst spielt eine Rolle. Auf Beeren, Blättern und Wurzeln verschiedener Rebsorten können unterschiedliche mikrobielle Gemeinschaften vorkommen. Die Veredelung erhöht die Komplexität zusätzlich, denn eine Rebe kann zwei Genotypen vereinen – die Unterlage und das Edelreis –, die die Rekrutierung von Mikroorganismen auf unterschiedliche Weise beeinflussen können. Der Einfluss der Pflanzengenetik sei nicht unveränderlich, sondern hänge von den lokalen Bedingungen und dem Entwicklungsstadium der Rebe ab, heißt es in der Übersichtsarbeit. Während der Reife verändert sich beispielsweise die Zusammensetzung der Beeren: Der Säuregehalt sinkt, der Zuckergehalt steigt, und die mikrobielle Gemeinschaft verschiebt sich hin zu geringerer Vielfalt und mehr gärungsaktiven Organismen.

Auch Entscheidungen im Weinberg scheinen die mikrobielle Vielfalt zu beeinflussen, wobei sich die Effekte laut Übersichtsarbeit oft nur schwer von den lokalen Umweltbedingungen trennen lassen. Bodenbearbeitung, Begrünung, Düngemittel, Fungizide, Bewässerung und sogar die Ausrichtung der Rebzeilen können die Bodenbedingungen, Feuchtigkeit, Lichtverhältnisse oder Temperatur verändern und dadurch auch die mikrobiellen Gemeinschaften. Einige Studien weisen direkte Auswirkungen auf Bodenmikroben nach, während die Zusammenhänge mit den Mikroben auf den Früchten weniger einheitlich sind. Die Autoren merken außerdem an, dass Staub aus der Umgebung, Straßenverkehr und andere geringfügige Störungen das Beerenmikrobiom beeinflussen können.

Zur Weinqualität heißt es in der Übersichtsarbeit, die stärksten Belege sprächen dafür, dass Pilze und Hefen wesentlich zum regionalen Charakter beitragen. Die alkoholische Gärung wird hauptsächlich von Hefen bewirkt, und bei Pilzgemeinschaften sind geografische Muster oft deutlicher ausgeprägt als bei Bakterien. Studien zu spontanen Gärungen haben gezeigt, dass die Pilzvielfalt stärker als die Bakterienvielfalt mit Unterschieden bei Aroma und Weinchemie zusammenhängt. Die Arbeit hebt außerdem die Rolle von Nicht-Saccharomyces-Hefen hervor – einer großen Gruppe von Arten, die zu Beginn der Gärung vorkommen und zur aromatischen Komplexität beitragen können, auch wenn sie am Ende nicht vorherrschen.

Saccharomyces cerevisiae setzt sich laut Arbeit zwar bei den meisten Weingärungen durch, doch die Ausgangsgemeinschaft ist entscheidend. Selbst selten vorkommende Mikroben können Verbindungen oder Enzyme freisetzen, die das Aroma beeinflussen. Besonders wichtig seien Unterschiede auf Stammebene, schreiben die Autoren: Verschiedene Stämme derselben Art können sich bei der Gärung unterschiedlich verhalten und zu unterschiedlichen sensorischen Ergebnissen führen. Eine Schwierigkeit für die Forschung besteht darin, dass viele Studien weiterhin Sequenzierungsmethoden verwenden, mit denen Organismen nur auf einer übergeordneten taxonomischen Ebene bestimmt werden. Dadurch lassen sich einzelne Stämme nur schwer voneinander unterscheiden.

Die Übersichtsarbeit weitet den Terroir-Begriff auch über den Weinberg hinaus aus. Oberflächen, Geräte und Innenraumbedingungen in der Kellerei können als Reservoir für Mikroben dienen, die von einer Charge oder einem Jahrgang zum nächsten gelangen. Die in der Arbeit zitierten Studien deuten darauf hin, dass in der Kellerei heimische Mikroben die standortspezifische Signatur von Trauben aus verschiedenen Weinbergen nicht auslöschen, die Gärung jedoch beeinflussen. Maßnahmen wie der Zusatz von Reinzuchthefen, der Einsatz von Schwefeldioxid, die Kontrolle der Gärtemperatur, die Kaltmazeration und die Reinigung können die Ausprägung lokaler mikrobieller Gemeinschaften entweder hemmen oder verstärken.

Die Autoren sehen praktische Anwendungsmöglichkeiten für diese Forschung, darunter eine bessere Kontrolle von Verderb, verbesserte Gärstarter und eine nachhaltigere Bewirtschaftung von Weinbergen. Zugleich seien methodisch strengere Studien erforderlich, insbesondere wiederholte Probenahmen über längere Zeiträume, eine genauere Berücksichtigung der Weinbergsstruktur und des Alters der Reben sowie neuere Sequenzierungsmethoden, mit denen sich Mikroben und ihre Funktionen wesentlich präziser bestimmen lassen. Zu den schwierigsten offenen Fragen gehöre es nun, nachzuverfolgen, wie Mikroben zwischen Boden, Rebe, Frucht und Kellerei wandern, und zu messen, welchen Anteil jede dieser Phasen am Wein hat, der schließlich in die Flasche kommt.