Review warnt: Sauerstoffmesswerte in Wein lassen sich zwischen Weinen und Geräten nicht verlässlich vergleichen

Ein am Mittwoch, dem 4. November, veröffentlichter wissenschaftlicher Review warnt, dass die in Wein routinemäßig angegebenen Werte für gelösten Sauerstoff weniger direkt sind, als es scheint, und zwischen verschiedenen Weinen oder Messgeräten möglicherweise nicht verlässlich verglichen werden können.

Der von IVES Technical Reviews veröffentlichte und von Ignacio Nevares und Maria del Alamo-Sanza von der UVaMOX-Gruppe der Universität Valladolid in Spanien verfasste Review argumentiert, dass Sauerstoffmessgeräte den Sauerstoffgehalt nicht direkt in Milligramm pro Liter messen. Stattdessen erfasst der Sensor den Sauerstoffpartialdruck, bekannt als pO2, oder den Sauerstofffluss; anschließend rechnet das Gerät dieses Signal mithilfe eines Löslichkeitsmodells in mg/L um. Bei Wein, so die Forschenden, können sowohl die Flüssigkeit selbst als auch der Sensortyp das Ergebnis beeinflussen.

Diese Unterscheidung ist wichtig, weil Weingüter den gelösten Sauerstoff genau überwachen, wenn sie Oxidation, Haltbarkeit und Schwefeldioxidzugaben steuern wollen. Wird ein Messwert in mg/L als universell vergleichbar behandelt, obwohl er von der Zusammensetzung des Weins und dem verwendeten Gerätemodell abhängt, könnte ein Weingut die Sauerstoffexposition falsch einschätzen oder Schwefeldioxid auf unsicherer Grundlage anpassen. Die Frage könnte auch für die Getränkeproduktion insgesamt von Bedeutung sein, wenn die Sauerstoffkontrolle als Prozessinstrument dient.

Eine typische Messung scheint unkompliziert, schreiben die Autoren: Ein Techniker führt eine Sonde ein, wartet auf eine stabile Anzeige und notiert einen Wert wie 0,42 mg/L. Dieser angezeigte Wert sei jedoch das Ergebnis einer Umrechnung und keine direkte Bestimmung der Sauerstoffmasse in einem Liter Wein. Bei einer Clark-Elektrode hängt der Strom davon ab, wie viel Sauerstoff durch eine Membran gelangt. Bei einem optischen Sensor beeinflusst der Sauerstoff die Lumineszenz eines Indikators. In beiden Fällen spiegelt die primäre Reaktion die Sauerstoffverfügbarkeit an der Sensorgrenzfläche wider, nicht eine direkte Massenkonzentration.

Das Problem sei nicht, dass moderne Geräte zwangsläufig ungenau seien, heißt es in dem Review. Entscheidend sei vielmehr, dass die Bedeutung des angezeigten Werts davon abhänge, welcher Zusammenhang zwischen Löslichkeit und Sensorsignal zugrunde gelegt werde, um den Wert in mg/L umzurechnen. Ein Gerät könne präzise und wiederholbare Ergebnisse liefern, schreiben die Autoren, zugleich aber nur eine Näherung der Konzentration anzeigen, wenn das Umrechnungsmodell nicht zum untersuchten Wein passe.

Wein dürfe in dieser Hinsicht nicht wie Wasser behandelt werden, erklären die Forschenden. Viele Sauerstoffmessgeräte werden in luftgesättigtem Wasser kalibriert oder beruhen auf wasserbasierten Löslichkeitsbeziehungen. Diese Referenzwerte könnten bei der Überprüfung des Sensors nützlich sein, schreiben sie, rechtfertigten aber nicht die Annahme, dass der Zusammenhang zwischen pO2 und mg/L in Wein derselbe sei. Wein ist eine hydroalkoholische und reaktive Matrix, in der Ethanol, Zucker und Extrakt die Sauerstofflöslichkeit verändern können. Auch Temperatur und Druck beeinflussen sowohl die Löslichkeit als auch den Transport. Bedingungen im Kopfraum und Kohlendioxid bringen weitere Variablen ins Spiel.

Infolgedessen könnten zwei Weine laut Review denselben pO2-Wert aufweisen und dennoch unterschiedliche Mengen an physikalisch gelöstem Sauerstoff enthalten. Eine pauschale Umrechnung in mg/L könne diesen Unterschied verschleiern, statt ihn deutlich zu machen.

Die Autoren unterscheiden außerdem zwei separate Ursachen für Verzerrungen. Die eine ist physikochemischer Art: Die Zusammensetzung des Weins verändert die Sauerstofflöslichkeit und damit den Zusammenhang zwischen pO2 und mg/L. Die andere ist instrumenteller Art: Die Weinmatrix kann die Sensorreaktion selbst beeinflussen. Bei optischen Systemen kann dies den Luminophor und dessen Trägermaterial betreffen, bei polarografischen Systemen die Diffusion durch die Membran.

Der Review verweist auf frühere Arbeiten von del Alamo-Sanza und Kollegen aus dem Jahr 2014. Darin zeigte sich, dass diese Abweichungen bereits bei Angaben in Hektopascal sichtbar waren und je nach Gerät unterschiedlich ausfielen. Bei Tests mit acht realen Weinen sanken direkte Messfehler von 11 % bis 19 % auf 0 % bis 5 %, nachdem die Werte gerätespezifisch um Ethanol und Zucker korrigiert worden waren; bei einem optischen System lagen sie unter 0,5 %. Die Autoren betonen jedoch, dass diese Korrektur die Sensorreaktion betraf und nicht die tatsächliche Sauerstofflöslichkeit des Weins.

Der Beitrag greift auch wenig bekannte Forschungsarbeiten aus der Sowjetunion aus den Jahren 1970 bis 1979 erneut auf. Sprachbarrieren und ein begrenzter Zugang hätten dazu geführt, dass diese Arbeiten nur selten zitiert wurden, schreiben die Autoren; ihre Ergebnisse seien jedoch weiterhin relevant. Den Studien zufolge verringerte ein Temperaturanstieg die Sauerstofflöslichkeit, während zugleich die polarografische Reaktion zunahm. Membransensoren reagierten demnach auf den pO2-Wert und nicht direkt auf die Sauerstoffmasse. Außerdem beeinflussten Extrakt und andere Weinbestandteile die Löslichkeit so stark, dass zusammensetzungsspezifische Gleichungen erforderlich seien.

Laut Review haben neuere optische Sensoren eine höhere Stabilität und einen geringeren Wartungsbedarf. Außerdem verbrauchen sie während der Messung keinen Sauerstoff und ermöglichen Messungen mit weniger Störungen. Die Autoren argumentieren jedoch, dass ein besseres Sensordesign das grundlegende Problem des Modells nicht beseitige. Ein stabilerer Messwert sei nicht automatisch auch universeller vergleichbar.

Die Forschenden empfehlen Weingütern nicht, auf Angaben in mg/L zu verzichten. Diese Werte blieben nützlich, wenn ein Wein unter konstanten Bedingungen verfolgt oder Veränderungen innerhalb eines stabilen Protokolls erfasst würden. Zu größerer Vorsicht raten sie, wenn Werte zwischen verschiedenen Weinen, Geräten oder Laboren verglichen, für stöchiometrische Berechnungen oder Schätzungen des Schwefeldioxidbedarfs herangezogen oder einzelne Messwerte so behandelt würden, als spiegelten sie Gleichgewichtsbedingungen wider.

Stattdessen schlagen die Autoren vor, dass Weingüter und Labore nach Möglichkeit neben dem mg/L-Wert weitere Informationen dokumentieren. Dazu zählen das ursprüngliche Signal, etwa pO2, Hektopascal oder Sättigung, die tatsächliche Temperatur und der absolute Druck, die Kalibrierung sowie das Modell, mit dem pO2 in mg/L umgerechnet wird, und Angaben zur Matrix, darunter Alkohol, Zucker und Extrakt. Sie empfehlen außerdem, die Messbedingungen festzuhalten: wo und wann die Messung erfolgte, wie lange der Wein Zeit hatte, sich zu stabilisieren, ob er bewegt wurde, wie groß der Kopfraum war und ob der Wein zu diesem Zeitpunkt Sauerstoff aufnahm oder verbrauchte.

Zeigt ein Gerät ausschließlich mg/L an, kann die Messung laut Review für die interne Prozesskontrolle weiterhin nützlich sein, sofern dasselbe Gerät und Protokoll unverändert verwendet werden. Die Autoren warnen davor, das Ergebnis über diese Bedingungen hinaus als universell vergleichbar zu betrachten.

Zudem argumentieren sie, dass eine einzelne Sauerstoffmessung möglicherweise weniger aussagt als das Verhalten des Weins im zeitlichen Verlauf. In Prozessstudien könne die Entwicklung des pO2-Werts, einschließlich seiner Steigung, der Abbauzeit oder der Fläche unter der Kurve, nützlichere Informationen liefern als ein einzelner isolierter Konzentrationswert.

Der Review steht im Zusammenhang mit einem 2026 von denselben Forschenden in Food Chemistry veröffentlichten Beitrag, der die Messung von gelöstem Sauerstoff in Wein und die Grenzen massenbasierter Angaben neu bewertete. Zusammengenommen stellen die Arbeiten eine verbreitete Annahme aus der Kellerpraxis infrage: dass ein Messwert für gelösten Sauerstoff in mg/L bei verschiedenen Weinen, Geräten oder Laboren dasselbe bedeutet. Für Erzeuger könnte dies zu einem vorsichtigeren Umgang mit Sauerstoffdaten bei der routinemäßigen Kontrolle, bei Abfüllentscheidungen und beim Antioxidationsmanagement führen.