Einsatz von Kaliumpolyaspartat und Carboxymethylcellulose zur Vermeidung kristalliner Ausscheidungen bei Traubensaft

Für die Versuche wurden jeweils ca. 1000 bis 1500 Liter weißer und roter Traubensaft der Jahre 2020 bis 2022 (Versuchsjahre 1 bis 3) verwendet. Die Trauben (Sortengemisch) stammen aus dem Versuchsgut der HBLA und BA für Wein- und Obstbau Klosterneuburg. Die Rotweintrauben wurden in der Abteilung Kellerwirtschaft nach guter Herstellungspraxis verarbeitet, gerebelt, mit L-Ascorbinsäure (Filtra Ascorbinsäure, Fa. Lallemand, Guntramsdorf, Österreich) versetzt, die Maische mit Pektinasen (Vinozym FCE G, Fa. Novozymes, Wien, Österreich) bei 50–55 °C 2 h enzymiert und danach abgepresst. Nach der Zugabe von Pektinasen (Novoclair speed, Fa. Novozymes, Wien, Österreich) und 2 g/l Bentonit (NaCalit PORE-TEC, Fa. Erbslöh, Geisenheim, Deutschland) wurde der Saft abgezogen und filtriert (Crossflow-Filter Oenoflow HS, Fa. Pall, Wien, Österreich). Ein Teil des Saftes wurde über 5–10 Tage bei –2 °C stabilisiert. Der Saft wurde (nach Zugabe der jeweiligen Stabilisierungsmittel - KPA (Kaliumpolyaspartat-basierte Lösung zur Weinsteinstabilisierung in Wein (Zenith Uno, Fa. Enartis, Bratislava, Slowakei) (max. gesetzliche Dosage bei Wein: 100 ml/hl)) und CMC (100–400 ml/hl VinoStab 2.0, Flüssigprodukt aus Carboxymethylcellulose zur Verhinderung von Weinsteinausfällungen im Weißwein, Fa. Erbslöh, Geisenheim, Deutschland) (max. gesetzliche Dosage in Wein: 100 ml/hl) versetzt (Versuchsplan siehe Tab. 1) und in 1 L bzw. 0,5 L (erstes Versuchsjahr) Flaschen gefüllt und bei 80 °C 20 min mittels Kammerpasteur (KKP360, Fa. Kreuzmayr, Eferding, Österreich) in der Abteilung Obstverarbeitung stabilisiert. Die Varianten wurden anschließend bei 20 °C bzw. 4 °C über mehrere Monate (Versuchsjahr 1: 43 Monate, Versuchsjahr 2: 30 Monate, Versuchsjahr 3: 16 Monate) gelagert.

Die weißen Trauben wurden ebenfalls gerebelt, mit L-Ascorbinsäure versetzt, gepresst und mit Spezialenzym (Trenolin Frio DF, Fa. Erbslöh, Geisenheim, Deutschland), Gelatine (Filtragel Spezial, Fa. Lallemand, Wien, Österreich) und Bentonit (2 g/l, Na-Bentonit Bentosol Protect, Fa. Lamothe-Abiet, Canéjan, Frankreich) versetzt und nach einer Absetzzeit von ca. 12 Stunden vom Trub abgezogen und filtriert. Ein Teil des Saftes wurde mit unterschiedlichen Mengen an Stabilisierungsmitteln (wie bei rotem Traubensaft) versetzt (Versuchsplan Tab. 1) und in 1 L bzw. 0,5 L (erstes Versuchsjahr) Flaschen gefüllt.

Die verschiedenen Traubensaft-Varianten wurden nach ausgewählten Lagerzeiten auf Kristallausscheidungen untersucht. Der Beobachtungszeitraum lag im Versuchsjahr 1 bei 43 Monaten, im Versuchsjahr 2 bei 30 Monaten und im Versuchsjahr 3 bei 16 Monaten. Der Saft einer Flasche wurde mittels vorher getrocknetem Faltenfilter (595 ½, Fa. Schleicher & Schuell) filtriert, die Filter anschließend im Trockenschrank bei 70 °C 3 Stunden bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und nach der Abkühlung die Differenz des Gewichts vor und nach der Filtration berechnet und als g/L Kristalle angegeben. Zur Überprüfung des Kristallgewichts wurden die Kristalle im Filter auch gewogen. Ob es sich bei den Kristallen um Weinstein (K-Tartrat) oder Ca-Tartrat handelt, wurde nicht weiter untersucht. Wurden Kristalle gefunden, wurde die Probe als qualitativ instabil beurteilt.

Zur Vorhersage der Weinsteinstabilität wurde das Minikontaktverfahren (Check Stab α 2008 LIFE, Fa. Göttert Software, Seeheim-Jugenheim, Deutschland)) verwendet. Dieses Verfahren misst die Abnahme der Leitfähigkeit der Probe. Die Proben wurden auf 0 °C gekühlt, mit 1 g/l Kontaktweinstein bei weißem Traubensaft und 2 g/l Kontaktweinstein bei rotem Traubensaft versetzt und die Abnahme der Leitfähigkeit über eine Stunde gemessen.

Zur besseren Vorhersage der Kristallstabilität wurde ein Stabilitätsfaktor errechnet. Dieser berechnet sich aus ausgewählten Parametern, die für die Stabilität mitverantwortlich sind: =LFAbfall×10000000/(LFStart×WS×K×Ca) \[ = {\rm{LFAbfall}} \times 10\,000\,000/\,({\rm{LFStart}} \times {\rm{WS}} \times {\rm{K}} \times {\rm{Ca}})\]

• LFAbfall .. Leitfähigkeitsabfall bei Minikontaktverfahren

• LFStart .. Leitfähigkeit zu Beginn des Minikontaktverfahrens

• WS .. Weinsäuregehalt in g/l

• K .. Kaliumgehalt in mg/l

• Ca .. Calciumgehalt in mg/l

Die Analysen der Ausgangssäfte wurden mittels FTIR (Typ WineScan, FOSS, Hamburg, Deutschland) durchgeführt.

In den Versuchsjahren 2 und 3 wurden die Traubensäfte von einem geschulten Panel (6 Personen) mittels Dreieckstests (einfacher und erweiteter Dreieckstest) in dreifacher Wiederholung miteinander verglichen. Dabei wurden im Versuchsjahr 2 die Varianten KPA 100 bis KPA 400 jeweils mit der unbehandelten Probe verglichen. Im Versuchsjahr 3 wurden die Varianten CMC 100 bis 300 jeweils mit der unbehandelten Probe verglichen.

Die statistische Auswertung der Daten erfolgte mittels Excel und SPSS (Version 29, IBM, Wien, Österreich). Die Analysen wurden generell jeweils in Doppelbestimmung durchgeführt. Die sensorischen Daten wurden nach Gössinger et. al., 2024 ausgewertet (α= 0,05).

Der Reifegrad der Traubensäfte in den Versuchsjahren war sehr unterschiedlich. Im 2. Versuchsjahr war der Reifegrad der weißen Trauben sehr hoch (19.9 °KMW), im ersten Versuchsjahr jedoch sehr niedrig (13,3 °KMW) (Tab. 2). Die Säurewerte waren generell hoch (TA: 5,9 – 9,8 g/l). Die roten Traubensäfte wiesen in allen Versuchsjahren einen höheren Säure- und Calciumwert auf als die weißen Traubensäfte. Hingegen war der pH-Wert, vermutlich bedingt durch den höheren Kaliumgehalt, bei den roten Traubensäften immer höher als bei den weißen Traubensäften.

Die Stabilität der Ausgangssäfte war bei den weißen Traubensäften höher als bei den roten Traubensäften (Tab. 3–5). Bedingt durch den höheren Gehalt an Säuren und Mineralstoffen (Kalium und Calcium) bei den roten Traubensäften wurde das auch erwartet.

Die Stabilitätsvorhersage mittels Minikontaktverfahren ist durch den Abfall der Leitfähigkeit bedingt möglich. Generell kann mit abnehmendem Leitfähigkeitsabfall auf eine bessere Stabilität der Säfte geschlossen werden. Wird ein Abfall von weniger als 500 µS/cm gemessen, steigt die Stabilität deutlich an. Neben dem Abfall ist auch der Anfangswert der Leitfähigkeit der Säfte zu beachten. Die roten Säfte (ca. 2600–3000 µS/cm) liegen hier deutlich über den Werten von weißen Traubensäften (1900 – 2500 µS/cm). Fällt die Leitfähigkeit nicht mehr als ca. 20 % ab, kann mit einer besseren Stabilität gerechnet werden. KPA und CMC verhalten sich aber unterschiedlich hinsichtlich der erreichten Abnahme. CMC hat einen geringeren Effekt auf die Abnahme als KPA, zeigt aber dennoch vergleichbare Effekte auf die Stabilität. Eine absolute Vorhersage der Stabilität mittels Minikontaktverfahren kann daher nicht erreicht werden, wie auch schon Eder et. al, 2019 feststellten. Der Leitfähigkeitswert zu Beginn des Minikontaktverfahrens als auch die Abnahme der Leitfähigkeit korrelieren signifikant mit der Stabilität bei 4 °C und 20 °C, jedoch zum Teil auf niedrigem Niveau (Korr. Koeffizient (Leitfähigkeit Start: 4 °C: –0,38, 20 °C: –0,40; Leitfähigkeitsabfall: 4 °C: –0,61, 20 °C: –0,45)). Der Gehalt an Weinsäure korreliert ebenfalls signifikant mit der Stabilität (Korr. Koeffizient bei 4 °C: –0,36, bei 20 °C: –0,48), ebenso wie der Calciumgehalt (Korr. Koeffizient bei 4 °C: –0,45, bei 20 °C: –0,38).

Der errechnete Stabilitätsfaktor sollte hinsichtlich Kristallbildungsstabilität bei einer Lagertemperatur von 4 °C bei weißem Traubensaft unter dem Bereich von 2,8 bis 3,7 und bei rotem Traubensaft unter 2,0 liegen (Tab. 6).

Die Stabilität der Ausgangssäfte war sehr unterschiedlich. Bei 20 °C waren die weißen Traubensäfte generell über die beobachtete Lagerdauer stabil (Tab. 3–5). Bei 4 °C zeigten die weißen Traubensäfte in 2 Versuchsjahren erst nach 5–7 Monaten eine Kristallbildung (Instabilität), während die roten Traubensäfte bereits nach wenigen Tagen instabil waren.

Im ersten Versuchsjahr reichten bei 4 °C Lagertemperatur beim weißen Traubensaft bereits 50 ml/hl KPA zur Stabilität, beim roten Traubensaft konnte nur mittels Kältebehandlung eine Stabilität erreicht werden. In diesem Jahr wurden aber max. 100 ml/hl KPA zugesetzt.

Im zweiten Versuchsjahr wurden daher höhere Mengen KPA zugesetzt. Beim weißen Traubensaft wurde nur die unbehandelte Probe bei 4 °C instabil. Es reichte somit auch hier eine Zugabe von 100 ml/hl KPA aus. Beim roten Traubensaft konnte nach 9 Monaten bei der unbehandelten Probe bei 20 °C Lagertemperatur eine Instabilität nachgewiesen werden. Bei 4 °C Lagertemperatur wurden auch bei der unbehandelten Probe nach wenigen Tagen sowie bei der Variante mit 100 ml/hl KPA nach 9 Monaten eine Kristallbildung gemessen. Die anderen Varianten waren über den Beobachtungszeitraum stabil.

Im dritten Versuchsjahr wurden beim weißen Traubensaft bei 4 °C Lagertemperatur bei der unbehandelten Probe nach wenigen Tagen, sowie bei den Varianten mit 50 ml/hl KPA und 100 ml/hl KPA Kristalle beobachtet. Die restlichen Proben waren stabil. Der unbehandelte rote Traubensaft war schon nach einigen Tagen instabil. Die Zugabe von 50 ml/hl KPA sowie 100 ml/hl KPA wiesen nach einem bzw. zwei Monaten Kristalle auf. Nur die Zugabe von 150 ml/hl KPA führte zur Stabilität über den Beobachtungszeitraum. Die Zugabe von CMC führte zu einer verbesserten Stabilität in Abhängigkeit der Zusatzmenge. Die Variante 100 ml/hl CMC war nur vier Monate stabil. Mit 200 ml/hl CMC erreichte man eine Stabilität über 10 Monate und mit 300 ml/hl CMC über 12 Monate.

Die Verkostung der Traubensäfte im Versuchsjahr 2 mittels Dreieckstest ergab, dass die Varianten mit zugesetztem KPA 100 bis 300 ml/hl vom roten Originalsaft nicht signifikant unterschieden werden konnten. Nur die Probe KPA 400 konnte vom unbehandelten Saft signifikant unterschieden werden. Die KPA-Varianten wurden als „nicht so sauer“ und „weniger fruchtig“ beschrieben. Eine signifikante Bevorzugung wurde jedoch nicht festgestellt. Beim weißen Traubensaft konnte kein signifikanter Unterschied beobachtet werden. Im 3. Versuchsjahr konnte weder beim weißen noch beim roten Traubensaft ein signifikanter Unterschied zwischen den Varianten CMC 100 bis 300 und der unbehandelten Probe festgestellt werden.