Kristallstabilisierung mit Elektrodialyse - GA Kiesel GmbH

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K E L L E R W I R T S C H A F T 20 Kristallstabilisierung mit Elektrodialyse Zur Erzielung der Kristallstabilität sind verschiedene Methoden geeignet. Seit 2001 ist die Beschränkung der Anwendung der Elektrodialyse auf Tafelweine weggefallen und kann seither für alle Weine eingesetzt werden. In der EU und in Übersee wird diese Technik in weit größerem Umfang schon seit längerem genutzt. In Verbindung mit drei württembergischen Betrieben wurde daher ein Praxistest durchgeführt. Hierzu wurde eine mobile Elektrodialyse-Anlage nacheinander in die drei Betriebe transportiert und füllfertige Weine mit der Elektrodialyse behandelt. Dr. Oliver Schmidt, LVWO Weinsberg, stellt die Versuchsergebnisse vor. Die Methoden zur Erzielung der Kristallstabilität sind mannigfaltig. Man unterscheidet in Stabilisierungen, bei denen: a) die potenziellen Reaktionspartner aus dem Wein entfernt werden oder b) nur die Ausscheidung der Kristalle verhindert wird. Zu den erstgenannten Methoden gehören die Kältestabilisierung zum Beispiel das Kontaktverfahren oder die Elektrodialyse. Die Verhinderung der Kristallausscheidung wird üblicherweise durch den Zusatz von Metaweinsäure und/oder Gummi Arabicum erzielt. Die Metaweinsäure bietet jedoch keinen zeitlich das deutsche weinmagazin • 3/4. Februar 2006 unbegrenzten Schutz, da diese je nach Lagertemperatur hydrolisiert – je wärmer desto schneller. Gummi Arabicum hat einen sensorischen Einfluss auf den Wein und es gibt unter Umständen Probleme bei der Filtration. Die Methoden, bei denen die Reaktionspartner der Kristallbildung aus dem Wein entfernt werden, führen zu dauerhaft kristallstabilen Weinen. Weinstein ist nicht gleich Weinstein Bis auf wenige seltene Ausnahmen handelt es sich bei den kristallinen Ausscheidungen im Wein um Salze der Weinsäure (Tartrate). Zum einen zählt hierzu das sau- Foto: Schmidt Abb. 1: Pilot-Elektrodialyseanlage der Firma Eurodia 1 = Schaltschrank, 2 = Membranstapel 3 = Einheit aus Ventilen, Pumpen, Puffertanks und Messeinrichtungen re Kaliumsalz der Weinsäure, welches auch als Kalium-Hydrogen-Tartrat (KHT) oder auch als „echter Weinstein“ bezeichnet wird. Zum anderen bildet Calcium mit Weinsäure das schwerlösliche Calcium- Tartrat (CaT). Der für den Nicht-Chemiker augenscheinlich kleine Unterschied hat jedoch eine nachhaltige Bedeutung für die Praxis der Kristallstabilisierung (Abb. 2). Kalium- versus Calciumsalz der Weinsäure Beide Salze sind in Wein löslich. Das Problem der beiden Verbindungen ist jedoch die Tatsache, dass sie in der Lage sind, übersättigte Lösungen zu bilden. Dies be-

K E L L E R W I R T S C H A F T<br />

20<br />

<strong>Kristallstabilisierung</strong><br />

<strong>mit</strong> <strong>Elektrodialyse</strong><br />

Zur Erzielung der Kristallstabilität sind verschiedene Methoden geeignet. Seit 2001 ist die<br />

Beschränkung der Anwendung der <strong>Elektrodialyse</strong> auf Tafelweine weggefallen und kann seither für<br />

alle Weine eingesetzt werden. In der EU und in Übersee wird diese Technik in weit größerem Umfang<br />

schon seit längerem genutzt. In Verbindung <strong>mit</strong> drei württembergischen Betrieben wurde<br />

daher ein Praxistest durchgeführt. Hierzu wurde eine mobile <strong>Elektrodialyse</strong>-Anlage nacheinander<br />

in die drei Betriebe transportiert und füllfertige Weine <strong>mit</strong> der <strong>Elektrodialyse</strong> behandelt.<br />

Dr. Oliver Schmidt, LVWO Weinsberg, stellt die Versuchsergebnisse vor.<br />

Die Methoden zur Erzielung der<br />

Kristallstabilität sind mannigfaltig.<br />

Man unterscheidet in Stabilisierungen, bei<br />

denen:<br />

a) die potenziellen Reaktionspartner aus<br />

dem Wein entfernt werden oder<br />

b) nur die Ausscheidung der Kristalle verhindert<br />

wird.<br />

Zu den erstgenannten Methoden gehören<br />

die Kältestabilisierung zum Beispiel das<br />

Kontaktverfahren oder die <strong>Elektrodialyse</strong>.<br />

Die Verhinderung der Kristallausscheidung<br />

wird üblicherweise durch den<br />

Zusatz von Metaweinsäure und/oder<br />

Gummi Arabicum erzielt. Die Metaweinsäure<br />

bietet jedoch keinen zeitlich<br />

das deutsche weinmagazin • 3/4. Februar 2006<br />

unbegrenzten Schutz, da diese je nach<br />

Lagertemperatur hydrolisiert – je wärmer<br />

desto schneller. Gummi Arabicum hat einen<br />

sensorischen Einfluss auf den Wein<br />

und es gibt unter Umständen Probleme<br />

bei der Filtration. Die Methoden, bei denen<br />

die Reaktionspartner der Kristallbildung<br />

aus dem Wein entfernt werden,<br />

führen zu dauerhaft kristallstabilen Weinen.<br />

Weinstein ist nicht gleich Weinstein<br />

Bis auf wenige seltene Ausnahmen handelt<br />

es sich bei den kristallinen Ausscheidungen<br />

im Wein um Salze der Weinsäure<br />

(Tartrate). Zum einen zählt hierzu das sau-<br />

Foto: Schmidt<br />

Abb. 1: Pilot-<strong>Elektrodialyse</strong>anlage<br />

der<br />

Firma Eurodia<br />

1 = Schaltschrank,<br />

2 = Membranstapel<br />

3 = Einheit aus<br />

Ventilen, Pumpen,<br />

Puffertanks und<br />

Messeinrichtungen<br />

re Kaliumsalz der Weinsäure, welches auch<br />

als Kalium-Hydrogen-Tartrat (KHT) oder<br />

auch als „echter Weinstein“ bezeichnet<br />

wird. Zum anderen bildet Calcium <strong>mit</strong><br />

Weinsäure das schwerlösliche Calcium-<br />

Tartrat (CaT). Der für den Nicht-Chemiker<br />

augenscheinlich kleine Unterschied<br />

hat jedoch eine nachhaltige Bedeutung für<br />

die Praxis der <strong>Kristallstabilisierung</strong><br />

(Abb. 2).<br />

Kalium- versus Calciumsalz der Weinsäure<br />

Beide Salze sind in Wein löslich. Das Problem<br />

der beiden Verbindungen ist jedoch<br />

die Tatsache, dass sie in der Lage sind,<br />

übersättigte Lösungen zu bilden. Dies be-


deutet, dass sehr viel Weinstein im Wein<br />

gelöst sein kann und eine Kristallbildung<br />

je nach Bedingungen wie Alkoholgehalt,<br />

Kalium- und Calciumgehalt, Temperatur,<br />

pH-Wert oder Klärgrad früher oder später<br />

eintreten kann und sogar muss. Die Handhabung<br />

und Entfernung von überschüssig<br />

gelöstem Kalium-Hydrogen-Tartrat (KHT)<br />

ist einfacher als die Entfernung von exzessiv<br />

gelöstem Calcium-Tartrat (CaT).<br />

Kalium-Hydrogen-Tartrat (KHT) zeigt<br />

aufgrund der spezifischen Löslichkeit eine<br />

sehr ausgeprägte Reaktion auf die Absenkung<br />

der Temperatur (Kühlung auf zirka<br />

– 4° C) und bildet dabei so starke Übersättigungen,<br />

dass eine weitgehende Kristallisation<br />

von exzessiv gelöstem KHT erfolgt.<br />

Dadurch ist es möglich, relativ<br />

schnell überschüssig gelösten echten<br />

Weinstein (KHT) aus dem Wein zu entfernen.<br />

Bei Calcium-Tartrat hingegen führt eine<br />

starke Temperaturabsenkung (Kühlung<br />

auf – 4° C) nicht zu einer spontanen Kristallisation<br />

wie bei KHT. Vielmehr erfolgt der<br />

Kristallisations-Prozess rascher bei höheren<br />

Temperaturen. Aber auch unter optimalen<br />

Bedingungen erfolgt die Ausscheidung<br />

von gelöstem Calcium-Tartrat nur<br />

sehr verzögert. Eine Vorhersage der Neigung<br />

zur Bildung von Calcium-Tartrat ist<br />

problematisch.<br />

Wichtiger Parameter zur Bildung von<br />

Calcium-Tartrat sind der pH-Wert und der<br />

Alkoholgehalt. Je höher der pH-Wert desto<br />

geringer ist die Löslichkeit von CaT.<br />

Ebenso wie bei echtem Weinstein (KHT)<br />

sinkt auch die Löslichkeit von Calcium-<br />

Tartrat bei steigendem Alkoholgehalt. Als<br />

sehr ungünstig muss jede Anhebung des<br />

Calcium-Gehaltes kurz vor der Abfüllung<br />

H<br />

OH<br />

COOH<br />

C<br />

C<br />

COOH<br />

OH<br />

H<br />

beurteilt werden. Bei überhöhten Calciumgehalten<br />

sollte bis zu sechs Wochen<br />

Wartezeit eingehalten werden.<br />

Stabilisieren durch Kälte<br />

Die Kältestabilisierung führt wie zuvor<br />

beschrieben nur zu befriedigenden Ergebnissen<br />

im Fall von Übersättigungen <strong>mit</strong><br />

Kalium-Hydrogen-Tartrat (KHT). Im Wesentlichen<br />

stehen hierbei zwei Methoden<br />

zur Verfügung:<br />

– langsame Kristallbildung ohne Zusatz<br />

von Impfkristallen<br />

– Beschleunigung der Kristallisation<br />

durch Zusatz von Kontaktweinstein<br />

(Kontaktverfahren)<br />

Im ersten Fall wird der Wein lediglich auf<br />

Temperaturen von –2 bis – 4° C abgekühlt<br />

und mehrere Tage bei dieser Temperatur<br />

gelagert. Tägliches Rühren verbessert die<br />

Ausscheidung von überschüssigem echten<br />

Weinstein. Je nach Wein kann eine Lagerdauer<br />

von drei bis vier Tagen oder aber<br />

auch von ein bis zwei Wochen oder länger<br />

zur Erzielung der Stabilität notwendig<br />

sein. Trübungen und Schutzkolloide können<br />

für die Verzögerungen verantwortlich<br />

gemacht werden. Das Problem liegt in der<br />

sehr langsamen Bildung der Kristallisationskeime.<br />

An diesen Kristallisationskeimen<br />

erfolgt das vergleichsweise rasche<br />

H<br />

OH<br />

COOK<br />

C<br />

C<br />

COOH<br />

OH<br />

Weinsäure (H 2 T) Kalium-Hydrogen-Tartrat (KHT)<br />

„echter Weinstein“<br />

H<br />

K E L L E R W I R T S C H A F T<br />

H<br />

OH<br />

COO<br />

C<br />

C<br />

COO<br />

OH<br />

Ca<br />

Kristallwachstum. Ist das Kristallwachstum<br />

abgeschlossen, wird der Wein in der<br />

Kälte filtriert. Dadurch werden die Kristalle<br />

abgetrennt und ein „wieder in Lösung<br />

gehen“ verhindert. Nachteil dieser Methode<br />

ist der hohe Energie- und Zeitaufwand<br />

sowie unter Umständen keine zufrieden<br />

stellende Stabilisierung.<br />

Beim Kontaktverfahren erfolgt die<br />

Kristallabscheidung ähnlich. Jedoch wird<br />

durch den Zusatz von zirka 4 g/l feinst gemahlenem<br />

Weinstein (Kontaktweinstein)<br />

eine sehr große Menge an Kristallisationskeimen<br />

zum gekühlten Wein zugegeben.<br />

An diesen Kristallisationskeimen kann das<br />

Kristallwachstum spontan erfolgen. Die<br />

eigentliche Wachstumsphase ist nach<br />

rund zwei bis vier Stunden beendet. Die<br />

Kristalle werden in der Kälte durch unterschiedliche<br />

Verfahren abgetrennt und<br />

können wieder verwendet werden.<br />

Das Verfahren der <strong>Elektrodialyse</strong><br />

Zunächst soll das Prinzip der <strong>Elektrodialyse</strong><br />

kurz erklärt werden. Die <strong>Elektrodialyse</strong><br />

ist ein physikalisches Verfahren auf<br />

Basis von Membranprozessen. Der Sinn<br />

der <strong>Elektrodialyse</strong> besteht darin, elektrisch<br />

geladene Teilchen (Ionen) aus dem Wein<br />

durch einen Membranprozess zu entfernen.<br />

Die Triebkraft dieses Prozesses ist das<br />

elektrische Feld, welche den Übergang der<br />

Ionen durch die Membranen bewirkt. Entsprechend<br />

der elektrischen Ladung, wandern<br />

die Anionen (–) an die Anode (+) und<br />

die Kationen (+) an die Kathode (–) und<br />

werden in den benachbarten Kreislauf<br />

transportiert. Dies geschieht in Kammern,<br />

die durch Membranen geteilt sind.<br />

Durch diesen Prozess kann zum Beispiel<br />

Kalium + und Calcium ++ sowie das Bitartrat-<br />

Ion (negative Ladung) aus dem Wein entfernt<br />

werden.<br />

Funktion der <strong>Elektrodialyse</strong><br />

<strong>Elektrodialyse</strong>-Anlagen kann man sich als<br />

ein System <strong>mit</strong> drei Kammern vorstellen<br />

(Abb. 3). Der Aufbau erinnert entfernt an<br />

einen Plattenwärmetauscher. Der zu behandelnde<br />

Wein ist an beiden Seitenwänden<br />

von Membranen umgeben, die<br />

selektiv nur Anionen (negative Ladung)<br />

oder nur Kationen (positive Ladung)<br />

durchlassen können. In diesen Zellen<br />

das deutsche weinmagazin • 3/4. Februar 2006 21<br />

H<br />

Calcium-Tartrat (CaT)<br />

„Weinstein“<br />

Abb. 2: Strukturformeln der Weinsäure; Kalium-Hydrogen-Tartrat (KHT) und Calcium-Tartrat (CaT)<br />

Abb. 3:<br />

Schematische<br />

Darstellung der<br />

<strong>Elektrodialyse</strong><br />

Anlage (Quelle<br />

Eurodia)<br />

Legende:<br />

A = Anionenselektive<br />

und<br />

K = Kationenselektive<br />

Membran


K E L L E R W I R T S C H A F T<br />

fließt eine Spülflüssigkeit (Abwasser), die<br />

die abgetrennten Ionen aufnimmt und<br />

abtransportiert. Auf der Kathodenseite reichern<br />

sich unter anderem K + und Ca ++ an<br />

und werden <strong>mit</strong> der Spülflüssigkeit entfernt,<br />

die Anodenseite nimmt entsprechend<br />

das negativ geladene Bitartrat-Ion<br />

auf und wird von der Spülflüssigkeit entfernt.<br />

Auf diese Weise werden bei Verwendung<br />

von geeigneten Membranen in erster Linie<br />

Kalium und Weinsäure aus dem Wein<br />

entfernt und es kann nicht mehr zu einer<br />

Übersättigung <strong>mit</strong> nachfolgender Prezipitation<br />

der Kristalle kommen.<br />

Die <strong>Elektrodialyse</strong>anlage<br />

Zur Anwendung kam eine manuelle<br />

<strong>Elektrodialyse</strong>anlage der Firma Eurodia<br />

<strong>mit</strong> einer Stundenleistung von 1 500 l. Die<br />

Anlage hat eine Membranfläche von 15 m 2 .<br />

Die Membranen sind aus lebens<strong>mit</strong>telechtem<br />

Polystyrol. Eurodia bietet die<br />

<strong>Elektrodialyse</strong>anlagen <strong>mit</strong> manueller,<br />

halb- oder vollautomatischer Steuerung<br />

an.<br />

Die größte zurzeit in Deutschland von<br />

Eurodia realisierte <strong>Elektrodialyse</strong>anlage<br />

arbeitet vollautomatisch <strong>mit</strong> einer Leistung<br />

von 9 000 l/h. Seit Januar 2006 wird<br />

die Firma Eurodia in Deutschland von der<br />

Firma <strong>Kiesel</strong> (Heilbronn) als Lizenznehmer<br />

vertreten (Abb. 1).<br />

Verminderung der Leitfähigkeit<br />

Als Maß für die Einstellung der Parameter<br />

der <strong>Elektrodialyse</strong>-Anlage wird die Verringerung<br />

der elektrischen Leitfähigkeit, ge-<br />

22<br />

das deutsche weinmagazin • 3/4. Februar 2006<br />

messen in Mikrosiemens (µS), herangezogen.<br />

Die elektrische Leitfähigkeit des Weines<br />

hängt wesentlich von der Menge der<br />

Teilchen <strong>mit</strong> elektrischer Ladung ab. Eine<br />

Hauptkomponente hierbei ist Kalium.<br />

Durch die Entfernung des Kaliums und<br />

anderer Ionen zum Beispiel durch die<br />

<strong>Elektrodialyse</strong> verringert sich die elektrische<br />

Leitfähigkeit. Vor der Behandlung <strong>mit</strong><br />

<strong>Elektrodialyse</strong> muss daher er<strong>mit</strong>telt werden,<br />

um wie viel Prozent die elektrische<br />

Leitfähigkeit beim jeweiligen Wein gesenkt<br />

werden muss, da<strong>mit</strong> dieser weinsteinstabil<br />

wird.<br />

Prüfung der Instabilität<br />

Die Firma Eurodia bietet neben den<br />

<strong>Elektrodialyse</strong>-Anlagen ein Testgerät namens<br />

„Stabilab“ an (Abb. 4). Dieses Gerät<br />

benötigt für die Er<strong>mit</strong>tlung der notwendigen<br />

Absenkung der elektrischen Leitfähigkeit<br />

des Weines rund 4,5 h. Das Gerät testet<br />

die Kristallstabilität nach dem Prinzip<br />

des Minikontaktverfahrens und arbeitet<br />

automatisch. Aus dem Verlauf der Abnah-<br />

Tab. 1: Versuchsweine<br />

Foto: Schmidt<br />

Abb. 4: „Stabilab“<br />

der Firma Eurodia<br />

zur Er<strong>mit</strong>tlung der<br />

Instabilität des<br />

Weines. Es wird die<br />

notwendige<br />

Reduzierung der<br />

elektrischen<br />

Leitfähigkeit zur<br />

Erzielung der Weinsteinstabilitätautomatisch<br />

berechnet.<br />

me der Leitfähigkeit über 4 h wird <strong>mit</strong>tels<br />

einer Regressionsrechnung die notwendige<br />

Reduktion der elektrischen Leitfähigkeit<br />

ausgewiesen.<br />

Die <strong>Elektrodialyse</strong> kann beginnen. Je<br />

nach Menge an gelösten Weininhaltsstoffen<br />

kann die Reduzierung der Leitfähigkeit<br />

zwischen 5 bis 25 % liegen.<br />

Versuchsdurchführung<br />

Wie eingangs erwähnt, sollte die Technik<br />

der <strong>Elektrodialyse</strong> in praktischen Weinbaubetrieben<br />

getestet werden. Hierzu<br />

wurden sieben füllfertige Weine unterschiedlicher<br />

Art ausgewählt (Tab. 1).<br />

Im direkten Vergleich konnten aufgrund<br />

der betrieblichen Bedingungen nur zwei<br />

Weine sowohl <strong>mit</strong> <strong>Elektrodialyse</strong> als auch<br />

<strong>mit</strong>tels Kontaktverfahren behandelt werden.<br />

Wegen der geringen Anzahl wurden<br />

auf die Darstellung der Ergebnisse <strong>mit</strong><br />

Kontaktverfahren verzichtet und im Folgenden<br />

sind nur die Veränderungen zwischen<br />

Wein vor Stabilisierung und nach<br />

der <strong>Elektrodialyse</strong> ausgewiesen.<br />

Ergebnisse und Diskussion<br />

Zunächst soll auf die allgemeinen weinanalytischen<br />

Parameter eingegangen werden.<br />

Wie bei jedem anderen Verfahren<br />

auch, soll die Veränderung der Matrix des<br />

Weines durch die <strong>Elektrodialyse</strong> möglichst<br />

gering ausfallen. Bei den untersuchten<br />

Parametern konnte man durch die Anwendung<br />

der <strong>Elektrodialyse</strong> bei Alkohol, Zukker<br />

und titrierbarer Gesamtsäure nur geringe<br />

um maximal 2,4 % und keine Reduzierung<br />

feststellen (Tab. 2). In anderen Untersuchungen<br />

konnten ebenfalls nur geringe<br />

Reduzierungen von Alkohol, Restzucker<br />

und der titrierbaren Gesamtsäure<br />

durch <strong>Elektrodialyse</strong> nachgewiesen werden.<br />

Postel und andere er<strong>mit</strong>telten eine<br />

Verminderung des zuckerfreien Extraktes<br />

zwischen 2 bis 12 % (2) und Bach und andere<br />

wiesen Reduzierungen von rund<br />

7,3 % nach (–1,7 g/l) (3) .<br />

Deutlicher fällt hingegen die Reduzierung<br />

des pH-Wertes, des zuckerfreien Extraktes<br />

sowie die Absenkung der flüchtigen<br />

Säure aus (Tab. 2).<br />

Vers. Nr. Weinart Rebsorte Details<br />

Betrieb A 04-060 Rotwein Trollinger / Lemberger 13,8 g/l RZ, 12,1 %vol<br />

04-061 Rotwein Cuvée 15,0 g/l RZ, 11,7 %vol<br />

Betrieb B 04-062 Rosé Schwarzriesling 22,5 g/l RZ, 11,7 %vol<br />

04-063 Weißwein Riesling 9,5 g/l RZ, 12,4 %vol<br />

04-064 Weißwein Riesling 14,9 g/l RZ, 12,0 %vol<br />

Betrieb C 04-065 Rosé Lemberger 7,2 g/l RZ, 12,5 % vol<br />

04-066 Rotwein Schwarzriesling/Samtrot 26,3 g/l RZ, 11,3 %vol


Sowohl der pH-Wert, der zuckerfreie<br />

Extrakt als auch die flüchtige Säure werden<br />

durch die <strong>Elektrodialyse</strong> zum Teil<br />

deutlich reduziert. In anderen Untersuchungen<br />

wurde der pH-Wert im Durchschnitt<br />

von pH 3,23 auf 3,06 (-5,2 %) (3) und<br />

um 0,04 0,17 pH-Einheiten (-2 bis -5 %)<br />

gesenkt (2) .<br />

Schweflige Säure<br />

Betrachtet man als nächsten Parameter<br />

die schweflige Säure, so erkennt man, dass<br />

auch diese durch die <strong>Elektrodialyse</strong>behandlung<br />

im Mittel aller sieben Weine<br />

um zirka 15 bis 20% reduziert wird. Die<br />

SO 2 -Reduzierung kann auf zwei Phänomene<br />

zurückgeführt werden: Zum einen trägt<br />

die dissoziierte schweflige Säure eine negative<br />

Ladung und kann deshalb durch die<br />

<strong>Elektrodialyse</strong> entfernt werden. Zum anderen<br />

gelangt während der Verarbeitung<br />

des Weines eine gewisse Menge an Sauerstoff<br />

zum Wein und infolgedessen reduziert<br />

sich die freie SO 2 . Die Ergebnisse sind<br />

weitgehend vergleichbar <strong>mit</strong> den in der<br />

Literatur ausgewiesenen (6,4,5) . Die Reduzierung<br />

der Reduktone ist vermutlich auf Veränderungen<br />

der bestehenden Gleichgewichte<br />

zwischen gebundener und nicht<br />

gebundener SO 2 zurückzuführen (Tab. 3).<br />

Farbintensität<br />

Ein wichtiges Kriterium bei der Beurteilung<br />

des Verfahrens ist die Veränderung<br />

der Farbintensität der Weine. Bekanntermaßen<br />

geht beim Kontaktverfahren in der<br />

Regel die Farbintensität zurück. In den<br />

Versuchen konnte hingegen bestätigt werden,<br />

dass die Farbintensität der behandelten<br />

Rotweine durch die Anwendung der<br />

<strong>Elektrodialyse</strong> zunahm. Je nach Wein und<br />

Bedingungen zum Beispiel der Rate der<br />

Senkung der elektrischen Leitfähigkeit,<br />

konnte eine <strong>mit</strong>tlere Farbzunahme von<br />

12 % feststellt werden und maximal 16%.<br />

Gleichzeitig sank der Gehalt an Gesamtphenolen<br />

leicht, was im Gegensatz zu der<br />

Farbzunahme steht. Als Erklärung für die<br />

Farbzunahme kommt die Verschiebung<br />

des pH-Wertes nach unten in den sauren<br />

Bereich in Frage. Das chemische Gleichgewicht<br />

der Anthocyane wird zur gefärbten<br />

Form hin verschoben und infolge dessen<br />

wird die Farbe intensiver. Dies war ein<br />

positiver Nebeneffekt der <strong>Elektrodialyse</strong>-<br />

Behandlung, der vor allem bei weniger<br />

stark gefärbten Rotweinen aber auch bei<br />

den Roséweinen angenehm auffiel<br />

(Abb. 5).<br />

Weinsäure<br />

Die Reduzierung der Weinsäure ist neben<br />

der Kaliumabreicherung das wesentliche<br />

Element zur Erzielung der Weinstein-<br />

K E L L E R W I R T S C H A F T<br />

Tab. 2: Veränderung wichtiger weinanalytischer Parameter durch die <strong>Elektrodialyse</strong> in Prozent<br />

n = 7 Mittelwert Mittelwert Veränderung in %<br />

Wein unbehandel nach <strong>Elektrodialyse</strong><br />

Alkohol g/l 94,9 95 +0,5<br />

red. Zucker g/l 15,6 15,3 –1,9<br />

titr. Gesamtsäure. g/l 5,3 5,2 –1,8<br />

pH-Wert 3,7 3,5 –5,4<br />

zuckerfr. Extrakt g/l 19,9 18,0 –9,5<br />

flüchtige Säure g/l 0,5 0,4 –20<br />

Tab.: 3<br />

n = 7 Mittelwert Mittelwert Veränderung in %<br />

Wein unbehandelt nach <strong>Elektrodialyse</strong><br />

SO 2 frei mg/l 63 53 –15,0 %<br />

Reduktone mg/l 24 23 –5,8 %<br />

echte freie SO 2 mg/l 39 30 –20,9 %<br />

Gesamte SO 2 mg/l 116 100 –13,2 %<br />

stabilität. Im Durchschnitt wurde die<br />

Weinsäure durch die <strong>Elektrodialyse</strong> um 0,2<br />

g/l (-6,1 %) reduziert von 0,1 bis maximal<br />

0,3 g/l. Im Vergleich dazu wurden die<br />

Äpfelsäure um 21,8 % und die Milchsäure<br />

um 16,9 % abgereichert. Für die Kristallstabilität<br />

ist nur der Rückgang der Weinsäure<br />

von Relevanz. In der Literatur finden<br />

sich durchschnittliche Minderungen an<br />

Weinsäure um 13%, Äpfelsäure um 8 %<br />

und Milchsäure um 12 % (3) sowie von anderen<br />

Autoren bei Weinsäure 5 bis 16 %,<br />

Äpfelsäure 4 bis 12 % und Milchsäure 2 bis<br />

7 % (6) (Tab. 4).<br />

Verminderung der Mineralien<br />

Entscheidendes Maß für die erfolgreiche<br />

<strong>Kristallstabilisierung</strong> ist vor allem die Sen-<br />

kung der Mineralstoffe Kalium und Calcium.<br />

Im Durchschnitt aller sieben Weine<br />

wurde der Kaliumgehalt von 1 150 mg/l auf<br />

850 mg/l reduziert (-26,6 %). Calcium wird<br />

weniger stark abgereichert (-19 %) wohingegen<br />

Magnesium eine starke Abreicherung<br />

um 34,7 % erfuhr. Die Reduzierung<br />

von Kalium und Calcium ist positiv für die<br />

Kristallstabilität zu bewerten. Jedoch ist<br />

die starke Absenkung des Magnesiumgehaltes<br />

nicht wünschenswert, da Magnesium<br />

ein wichtiger Parameter für den<br />

Nachweis von Verfälschungen sein kann.<br />

Die Literatur bestätigt die Reduzierung der<br />

Mineralstoffe (3,7) .<br />

Ein wichtiger Vorteil der <strong>Elektrodialyse</strong><br />

im Vergleich zur Kältestabilisierung kann<br />

sicherlich in der schnellen Abreicherung<br />

Abb. 5: Veränderung der Farbsumme und Gesamtphenole durch die <strong>Elektrodialyse</strong> in Prozent<br />

(n = 7 Weine)<br />

das deutsche weinmagazin • 3/4. Februar 2006 23


K E L L E R W I R T S C H A F T<br />

Abb. 6: Veränderung der Mineralstoffe durch die <strong>Elektrodialyse</strong> (n = 7<br />

Weine)<br />

des Calciums gesehen werden. Die Bildung<br />

von Calcium-Tartrat wird je nach<br />

Stärke der Behandlung unwahrscheinlich.<br />

Dies ist <strong>mit</strong> dem Kontaktverfahren so nicht<br />

zu erzielen (Abb. 6).<br />

Leitfähigkeit und Sättigungstemperatur<br />

Die Reduzierung der Leitfähigkeit ist das<br />

wichtigste Kriterium für die erfolgreiche<br />

Weinsteinstabilisierung. Für jeden Wein<br />

wurde das Minikontaktverfahren <strong>mit</strong> dem<br />

„Stabilab“-Gerät der Firma Eurodia durchgeführt.<br />

Die zur Erzielung der Stabilität<br />

notwendige Reduzierung der Leitfähigkeit<br />

wird dann vom Gerät ausgewiesen. Für die<br />

sieben Versuchsweine lag der Bereich der<br />

berechneten Reduzierung im Mittel bei<br />

22,8 % (von 17,0 bis 27,8 %). Die tatsächlich<br />

erzielte Leitfähigkeitsabnahme lag bei<br />

25,5 %. Postel und andere berichten von<br />

Abnahmen der Leitfähigkeit je nach Intensität<br />

der <strong>Elektrodialyse</strong> von 9 bis 53 %, wobei<br />

ab einer Minderung der Leitfähigkeit<br />

von 26 % Kristallstabilität eintrat. (2) Die<br />

Sättigungstemperatur ist eine Maßzahl,<br />

24<br />

das deutsche weinmagazin • 3/4. Februar 2006<br />

die über die gelöste Menge an KHT und<br />

CaT Auskunft gibt. Die Sättigungstemperatur<br />

ist die Temperatur, bei der im<br />

betreffenden Wein der gelöste Weinstein<br />

eine zu 100% gesättigte Lösung bildet.<br />

Wird der Wein erwärmt, könnte mehr<br />

Weinstein gelöst werden, bei Abkühlung<br />

ist die Lösung übersättigt. Aus der Kenntnis<br />

der Sättigungstemperatur kann man<br />

ableiten, ob ein Wein eine zusätzliche Stabilisierung<br />

vor der Abfüllung benötigt oder<br />

nicht. Üblicherweise gelten Sättigungstemperaturen<br />

für KHT unter 12 bis 16° C<br />

(Weißwein) und unter 15 bis 19° C (Rotwein)<br />

als stabil. Für CaT gelten Sättigungstemperaturen<br />

unter 20° C als stabil.<br />

Im vorliegenden Fall konnten die<br />

Sättigungstemperaturen sowohl für KHT<br />

als auch für CaT so weit nach unten korrigiert<br />

werden, dass auch von dieser Seite<br />

keine Probleme in Hinsicht auf Kristallausfall<br />

zu befürchten war. Auffällig ist vor<br />

allem die starke Absenkung der<br />

Sättigungstemperatur bei CaT von 20,7 auf<br />

13,9 (-33,1%), die beim Kontaktverfahren<br />

Tab. 4:<br />

n = 7 Mittelwert Mittelwert Veränderung in %<br />

Wein unbehandelt nach <strong>Elektrodialyse</strong><br />

Weinsäure g/l 2,6 2,4 – 6,1<br />

Äpfelsäure g/l 1,8 1,4 – 21,8<br />

Milchsäure g/l 1,3 1,1 – 16,9<br />

Tab. 5:<br />

n = 7 Mittelwert Mittelwert Veränderung in %<br />

Wein unbehandelt nach <strong>Elektrodialyse</strong><br />

Leitfähigkeit µS 1 417 1 056 – 25,5<br />

Sättigungstemperatur KHT 21,4 16,2 – 24,3<br />

Sättigungstemperatur CaT 20,7 13,9 – 33,1<br />

Abb. 7: Ausfall von Weinstein nach Lagerung bei 0° C über vier Monate<br />

so nicht eintreten kann. Bach und andere<br />

fanden einen Rückgang der KHT-<br />

Sättigungstemperatur durch <strong>Elektrodialyse</strong><br />

um 6,5° C (3) (Tab. 5).<br />

Die Gretchenfrage – stabil?<br />

Die vielleicht wichtigste Aussage zu diesen<br />

Praxisversuchen ist natürlich die, ob die<br />

Weine anschließend weinsteinstabil waren.<br />

Diese Frage lässt sich klar <strong>mit</strong> „Ja“ beantworten.<br />

Die Weine wurden über vier<br />

Monate sowohl warm (15° C wegen CaT)<br />

als auch kalt (0° C wegen KHT) gelagert, um<br />

eine Kristallausscheidung zu ermöglichen.<br />

Alle <strong>mit</strong> <strong>Elektrodialyse</strong> und nach dem<br />

Kontaktverfahren behandelten Weine waren<br />

frei von Kristallen. Hingegen zeigte sich bei<br />

den unbehandelten Weinen, dass die Notwendigkeit<br />

zur Stabilisierung wegen der<br />

Bildung von Kalium-Hydrogen-Tartrat gegeben<br />

war. Diese Aussage wird mehrfach in der<br />

Literatur bestätigt (Abb. 7). (3,8,4)<br />

Sensorik<br />

Die Versuchsweine wurden verkostet und<br />

anschließend ausgewertet. Die Verkoster<br />

hatten subjektiv den Eindruck, dass die<br />

elektrodialysierten Weine sich nur unwesentlich<br />

vom unbehandelten Wein und nach<br />

Kontaktverfahren unterscheiden. In der statistischen<br />

Auswertung konnte gezeigt werden,<br />

dass keine signifikanten Unterschiede<br />

zwischen allen Varianten er<strong>mit</strong>telt werden<br />

konnten. Auch dieses Ergebnis wurde auch<br />

schon bei anderen umfangreichen Untersuchungen<br />

bestätigt. (3,10,9)<br />

Fazit<br />

In drei württembergischen Kellereien wurde<br />

eine mobile <strong>Elektrodialyse</strong>anlage der<br />

Firma Eurodia <strong>mit</strong> einer Leistung von<br />

1 500 l/h getestet. Insgesamt wurden 17<br />

Weine ausgebaut, wobei sieben <strong>mit</strong>


<strong>Elektrodialyse</strong> stabilisiert wurden. Ziel der<br />

Versuche war es, praktische Erfahrung <strong>mit</strong><br />

der <strong>Elektrodialyse</strong> zu sammeln. Seit 2001<br />

ist die <strong>Elektrodialyse</strong> für alle Weine in<br />

Deutschland zugelassen und erweist sich<br />

als sichere und schnelle Alternative zum<br />

Kontaktverfahren.<br />

Es wird auf die Veränderung der chemischen<br />

Zusammensetzung nach der<br />

<strong>Elektrodialyse</strong> eingegangen. Der Grad der<br />

Veränderung richtet sich nach dem Grad<br />

der Instabilität. Je mehr die Leitfähigkeit<br />

durch die <strong>Elektrodialyse</strong> gesenkt werden<br />

muss, desto stärker verändert sich die<br />

Weinmatrix. Vor allem Kalium und Calcium<br />

sowie Wein- und Äpfelsäure werden je<br />

nach Intensität der <strong>Elektrodialyse</strong> verändert.<br />

Des Weiteren wurden der pH-Wert,<br />

der zuckerfreie Extrakt, die flüchtige Säure<br />

sowie die schweflige Säure vermindert.<br />

Im Gegensatz dazu wurde die Farbintensität<br />

der Rosé- und Rotweine durch<br />

die <strong>Elektrodialyse</strong> verbessert.<br />

Alle <strong>mit</strong> der <strong>Elektrodialyse</strong> behandelten<br />

Weine waren sicher stabilisiert und sowohl<br />

Kalium-Hydrogen-Tartrat (KHT) als auch<br />

Calcium-Tartrat (CaT) konnten bei sachgerechter<br />

Durchführung nicht mehr ausfallen.<br />

Ein besonderer Vorteil der <strong>Elektrodialyse</strong><br />

ist die Geschwindigkeit der Stabilisierung.<br />

Ein einmaliger Durchfluss durch<br />

die <strong>Elektrodialyse</strong>-Anlage führt zu stabilem<br />

Wein. Dies macht die <strong>Elektrodialyse</strong> vor allem<br />

für <strong>mit</strong>tlere bis große Betriebe oder auch<br />

Lohnabfüller interessant. Sensorisch konnten<br />

die Weine, trotz der analytischen Unterschiede,<br />

in keinem Fall von unbehandeltem<br />

Wein unterschieden werden. ■<br />

Literatur<br />

1. Troost G (1988), „Technologie des Weines“ (6. Auflage), Ulmer<br />

Verlag, Stuttgart, ISBN 3-8001-5816-7<br />

2. Postel W und Prasch E (1978), „Untersuchungen zur<br />

Weinsteinstabilisierung von Wein durch <strong>Elektrodialyse</strong> - III.<br />

Mitteilung: Veränderung der Weininhaltsstoffe“ , Die<br />

Weinwirtschaft, (59), Nr. 1/2, S. 28 -32,<br />

3. Bach HP, Scholten G, und Friedrich G (1999), „Vergleich Kontaktverfahren/<strong>Elektrodialyse</strong>:<br />

Weinsteinstabilisierung <strong>mit</strong>tels <strong>Elektrodialyse</strong>,<br />

Teile I und II“, DDW, Nr. 16-17 und 18, S. 40-42 -26-30,<br />

4. Wucherpfennig K (1974), „Die Verhinderung der Weinsteinausscheidung<br />

<strong>mit</strong> Hilfe der <strong>Elektrodialyse</strong>“ , Allgemeine Deutsche<br />

Weinfachzeitung, Nr. 110, S. 681 -690,<br />

Weinsteinstabilisierung<br />

durch�<strong>Elektrodialyse</strong>�...<br />

...�stellt�herkömmliche�chemische,�physikalische�und�thermische�Verfahren�weit�in�den�Schatten.�Die�<strong>Elektrodialyse</strong>�<strong>mit</strong>�verlässlichem�Stabilitätstest�(nach�INRA)�hat�sich�weltweit�in�namhaften�Anbaugebieten�<br />

bewährt�und�ist�auch�in�Deutschland�ohne�Einschränkung�zugelassen.�<br />

Profitieren�auch�Sie�von�den�zahlreichen�Vorteilen�der�<strong>Elektrodialyse</strong>:<br />

•�100%ige�Weinsteinstabilisierung,�auch�für�Kalziumtartrat,�ideal�für�<br />

Weiß-,�Rot-,�Rosé-,�Sektgrundwein�und�Cuvee<br />

•�alle�Weine�werden�behutsam�behandelt,�eine�Nachklärung�ist<br />

nicht�erforderlich<br />

•�erhält�vollkommen�den�Weincharakter�und�die�Qualität,�kein�Farbverlust�<br />

und�keine�Bouquet-�oder�Geschmacksveränderung�<br />

•�frei�von�Schönungsstoffen�<br />

und�sonstigen�Zusätzen<br />

•�automatisierter�Betrieb,�<br />

direkt�vor�dem�Abfüllvorgang�<br />

einsetzbar<br />

•�extrem�energiesparend�und�<br />

geringes�Abwasseraufkommen<br />

Weltweit<br />

patentiertes<br />

Verfahren!<br />

K E L L E R W I R T S C H A F T<br />

5. Wucherpfennig K, Bretthauer G, und Neubert S (1976),<br />

„Analytische Veränderungen von Weinen durch verschiedene<br />

Verfahren zur Weinstabilisierung unter besonderer Berücksichtigung<br />

der von Rebelein vorgeschlagenen Kennzahlen RE-,<br />

REZ-, Vf- und H-Wert“ ,<br />

Weinwirtschaft, Nr. 112, S. 222 -230,<br />

6. Postel W und Prasch E (1978), „Untersuchungen zur<br />

Weinsteinstabilisierung von Wein durch <strong>Elektrodialyse</strong> - V.<br />

Mitteilung: Einfluß auf die organischen und anorganischen<br />

Säuren des Weines“ , Die Weinwirtschaft, (59), Nr. 9,<br />

S. 229 -235<br />

7. Postel W und Prasch E (1978), „Untersuchungen zur<br />

Weinsteinstabilisierung von Wein durch <strong>Elektrodialyse</strong> - IV.<br />

Mitteilung: Einfluß auf die kationischen Mineralstoffe des<br />

Weines“ , Die Weinwirtschaft, (59), Nr. 5, S. 122 -126,<br />

8. Postel W und Prasch E (1977), „Untersuchungen zur<br />

Weinsteinstabilisierung von Wein durch <strong>Elektrodialyse</strong> - I.<br />

Mitteilung: Absenkung der Kalium- und Weinsäurekonzentration<br />

zur Erzielung der Weinsteinstabilität“ ,<br />

Die Weinwirtschaft, Nr. 45, S. 1277 -1283,<br />

9. Wucherpfennig K und Bretthauer G (1975), „Über den Einfluss<br />

einer <strong>Elektrodialyse</strong>behandlung auf die Aromastoffe vom Wein“ ,<br />

Wein-Wissenschaft, Nr. 30, S. 61 -81,<br />

10. Wucherpfennig K und Badior S (1976), „Vergleichende<br />

sensorische Beurteilung von Weinen, die <strong>mit</strong> Hilfe verschiedener<br />

Verfahren gegen Weinsteinausfall stabilisiert wurden“ ,<br />

Weinberg und Keller, Nr. 23, S. 407 -418,<br />

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das deutsche weinmagazin • 3/4. Februar 2006 25

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