Die Chemie des Weines ist ein komplexes Zusammenspiel sehr vieler Inhaltsstoffe. Der Artikel bietet eine einfache Übersicht über die wichtigsten Substanzen.
Der wichtigste Inhaltsstoff des Weines ist natürlich der Alkohol, das Ethanol. Es entsteht bei der Vergärung von Kohlenhydraten. Im Falle der Weinhefe Saccharomyces cerevisiae werden Glukose und Fruktose besonders gut vergoren. Davon wird die Glukose schneller vergoren. S. cerevisiae zählt daher zu den glukophilen Hefen. Sie ist des Weiteren in der Lage die Disaccharide Saccharose und Maltose zu verwerten. Diese werden enzymatisch gespalten, wobei wiederum Glukose und Fruktose bzw. nur Glukose entstehen.
Aus 100 g Glukose können unter idealen Bedingungen 51,1 g Ethanol und 48,8 g Kohlendioxid entstehen. Tatsächlich werden aber geringere Bildungsraten erzielt. Richtwerte geben eine Ethanol Ausbeute von 46 g und eine Kohlendioxid Ausbeute von 45 g je 100 g Glukose an. Daneben entstehen 2 g Zellsubstanz und 7 g Gärungsnebenprodukte. Diese Gärungsnebenprodukte sind von hoher Bedeutung, da sie den Charakter eines Weines bestimmen. Man unterscheidet primäre Gärungsnebenprodukte von sekundären Gärungsnebenprodukten. Erstere sind direkte Zwischenprodukte oder auf einfachen biochemischen Wegen veränderte Zwischenprodukte der Gärung. Letztere sind durch komplizierte biochemische Reaktionen veränderte Zwischenprodukte der Gärung und Substanzen die unabhängig von der Gärung entstehen. Einige primäre Gärungsnebenprodukte werden im Folgenden vorgestellt.
Glycerin beeinflusst den Geschmack von Wein
Glycerin ist ein wichtiger Inhaltsstoff des Weines. Es beeinflusst den Geschmack und bestimmt den Körper eines Weines. Es entsteht vornehmlich zu Beginn der Gärung durch Reduktion des Zwischenproduktes Dihydroxyacetonphosphat, wenn Acetaldehyd als Wasserstoffakzeptor noch nicht in ausreichender Menge zur Verfügung steht. Es wird somit in Konkurrenz zum Ethanol gebildet.
Milchsäure – Laktat in Wein
Laktat trägt zum Säuregehalt von Weinen bei. Es kann Mitverursacher von Essigstich, Milchsäurestich und Milchsäureton sein. D-Laktat wird sowohl von Hefen, als auch von Milchsäurebakterien durch Reduktion des Zwischenproduktes Pyruvat gebildet. L-Laktat entsteht durch Decarboxylierung von Malat (Malolaktische Fermentation).
Essigsäure – Acetat: Gefahr für den Wein
Acetat trägt ebenfalls zum Säuregehalt von Weinen bei. Es wird von Hefen durch Oxidation des Acetaldehyds, von heterofermentativen Milchsäurebakterien aus dem Pentosen-Abbau über Acetylphosphat und von Essigsäurebakterien durch die Oxidation von Ethanol gebildet. Wenn bestimmte Konzentrationsgrenzen überschritten werden, kann es einen Wein verderben. In Deutschland gelten Grenzwerte für Acetat. Weißwein darf lediglich eine Konzentration bis zu 1,09 g/L und Rotwein bis zu 1,2 g/L aufweisen. Da Acetat aus Wein nicht entfernt werden kann, gilt der Essigstich als einer der gefährlichsten Weinfehler.
Sekundäre Gärungsnebenprodukte im Wein
Sekundäre Gärungsnebenprodukte und ihre Folgeprodukte beeinflussen je nach Konzentration das Aroma und spielen damit bei der Bukettbildung eine Rolle. Zu ihnen gehören Ester (z.B. Milchsäure Ethylester), sekundäre Amine, Aldehyde, Ketone (z.B. Acetoin), weitere Säuren und höhere Alkohole wie das 2,3-Butandiol. Es wird aus Pyruvat über Diacetyl und Acetoin gebildet, die beide zu Fehlaromen beitragen können.
Gesamtsäure des Weines
Die Gesamtsäure des Weines ist sowohl für seinen Geschmack, als auch für die Haltbarkeit von Bedeutung. Die mengenmäßigen Hauptsäuren sind das durch den Weinstein bekannte Tartrat (Weinsäure) und das Malat (Äpfelsäure). Der Anteil des Tartrats kann mittels Kalkzugabe verringert werden. Jedoch bevorzugt man die Verringerung des in hohen Konzentrationen unangenehmeren Malats per biologischen Säureabbau. Beide Säuren werden von der Traube gebildet. Weitere Säuren, deren Herkunft einerseits die Traube, andererseits der Hefestoffwechsel ist, sind das Citrat und Aminosäuren. Der Hefestoffwechsel trägt außerdem mit Succinat, Pyruvat und der 2-Ketoglutarsäure zur Gesamtsäure bei. Bakterien bilden vorwiegend Laktat und Acetat. Liegt ein Botrytis Befall vor, so kommen auch D-Glukon- und Schleimsäure in erhöhter Konzentration vor. Neben den genannten Säuren können allerdings noch eine Vielzahl weiterer Säuren im Wein vorliegen (z.B. Fumarsäure, Zimtsäure, Ascorbinsäure).
Wein und gesundheitsschädliche Substanzen
Zu den gesundheitsgefährdenden Substanzen im Wein zählen die biogenen Amine. Diese sind in verschiedenen Lebensmitteln (z.B. Käse) anzutreffen. Sie sind für die Weinbereitung von besonderer Bedeutung, da sie teilweise in erhöhten Konzentrationen gebildet werden. Eine Gefahr besteht nur für bestimmte Personengruppen, bei denen biogene Amine in erhöhten Konzentrationen eine hypertensive Krise (Fehlregulation des Blutdrucks) auslösen können. Die in Wein mengenmäßig bedeutendsten biogenen Amine sind Tyramin, Histamin und Putrescine. Sie werden mittels Decarboxylierung aus Aminosäuren gebildet. Zu den Bildnern gehören beispielsweise Lactobacillus brevis, L. casei und L. plantarum. Die Bildung biogener Amine kann von Stamm zu Stamm unterschiedlich sein und von den im Wein vorliegenden Bedingungen abhängen.