Gärsteuerung von Weißwein

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Während die Gärung ohne Vorklärung und Temperaturführung meist innerhalb von drei bis vier Tagen abläuft, nimmt die gesteuerte Gärung nach Vorklärung bei Gärtemperaturen von unter 20 °C längere Zeit in Anspruch und erfordert die Aufmerksamkeit und Kontrolle des Winzers. Die Gärung ist unbestritten der wichtigste Schritt der Weinbereitung. Der Übergang vom Most zum Wein birgt viele Risiken und alle Chancen.

Wer Weine gekühlt vergärt, hat irgendwann mit Gärstockungen und mit allen Widrigkeiten zu kämpfen, die sich hinter diesem harmlosen Wort verbergen.

Jeder gärende Most sollte sowohl sensorisch als auch analytisch geprüft werden. Analytisch sollten das Mostgewicht und die Temperatur erfasst und die Messergebnisse möglichst auf einer Karte am Tank notiert werden.

Die sensorischen Wahrnehmungsmöglichkeiten während der Gärung werden allgemein überschätzt. Sensorisch kann man zwar sehr schnell Böckser erfassen und sofort reagieren, aber hoher Restzucker, starke Trübung und hohe Kohlensäure-Gehalte führen die Wahrnehmung leicht in die Irre. Flüchtige Säure wird von fast allen Verkostern erst erkannt, wenn der kritische Schwellenwert von 0,8 g/l erreicht oder überschritten ist. Gleiches gilt auch für den biologischen Säureabbau (= BSA), der erst erkannt werden kann, wenn er bereits weit fortgeschritten ist.

Bestimmende Faktoren der Gärung

ABBILDUNG 1: Bestimmende Faktoren der Gärung.

Gärfaktoren Schandelmaier.jpg
















In der obigen Abbildung sind die bestimmenden Faktoren der Gärung grafisch dargestellt:

  • Vor der Gärung sind Zuckergehalt, Nährstoffe und Hefetyp weitgehend festgelegt.
  • Die jahrgangsabhängig schwankende Mostzusammensetzung, Nährstoffversorgung und die Gäreigenschaften der Hefen bedingen eine komplexe Gemengelage, deren Effekte schwierig vorauszusehen sind.
  • Für jede Gärung gilt prinzipiell, dass die Hefezellzahlen und der Alkoholgehalt während der Gärung ansteigen und dass die Temperatur die „Stellschraube“ darstellt, will man das System regulieren und im Griff behalten. Diese Erkenntnis ist so simpel wie banal, findet aber bislang in der Praxis zu wenig Berücksichtigung.
  • Professor Buetzer, Dozent für Chemie an der Pädagogischen Hochschule St. Gallen, macht zur Veranschaulichung der hemmenden Wirkung des Alkohols auf die Hefe vor seinen Studenten folgendes Experiment: Eine hohe Dosis Trockenhefe wird einmal in einer Zucker-Wasserlösung und einmal in einer 10 % Vol. Alkohol-Zuckerlösung in Gärung gebracht und der sich aufbauende CO2-Druck im geschlossenen Behälter gemessen. Die 10 % Vol. Alkohol-Zuckerlösung vermag nur einen sehr viel geringeren Druck aufzubauen als die Zucker-Wasserlösung.

Diese einfachen Versuchsbedingungen wiederholen sich im Prinzip bei jeder Weinbereitung, denn die Hemmwirkung durch Alkohol tritt im Verlauf jeder Gärung auf. Deshalb ist es sinnvoll, in dem Moment, wenn dieser Effekt einsetzt, die Temperatur langsam zu erhöhen. 1 °C mehr beschleunigt die Umsatzrate von Zucker zu Alkohol um 10 %. Am Gärende allerdings sind auch massive Temperaturerhöhungen jenseits der 20 °C nicht mehr im Stande, Gärstörungen auszugleichen. Weil hohe Temperaturen bei steigenden Alkoholgehalten immer leichter Zellwände und Eiweiß abbauen können und die Hefe so immer verletzlicher wird. Die Most-Temperatur muss während der Gärung in einer dem steigendem Alkoholgehalt angemessenen Weise erhöht werden.

ABBILDUNG 2: Hemmung der Hefeaktivität durch Alkohol [1]

  • Ohne Alkohol: 5 g Trockenhefe und 10 g Glucose werden bei konstant 40 °C in einem mit 220 ml Wasser gefülltem Kolben in Gärung gebracht.
  • Mit Alkohol: 5 g Trockenhefe und 10 g Glucose werden bei konstant 40 °C in einem mit 200 ml Wasser und 20ml Alkohol
    95 %ig gefülltem Kolben in Gärung gebracht.


Hefeaktivität Schandelmaier.jpg















Phasen der Hefeentwicklung

Die Notwendigkeit einer angemessenen Temperatursteuerung ergibt sich aus den unterschiedlichen Phasen der Hefeentwicklung während der Gärung:

  • In der Anlaufphase kommt es zu einer schwachen Hefevermehrung, da die Hefe sich in einem Anpassungsprozeß befindet: Moderate Temperaturen um 15 °C sind als optimal anzusehen.
  • In der Wachstumsphase vermehren sich die Hefezellen. Diese Phase ist abgeschlossen, wenn der zum Zellaufbau notwendige Sauerstoff im Most verbraucht ist. Es werden in der Regel fünf Generationen von Hefezellen gebildet. Aus 1 bis 5 Millionen Zellen pro ml werden zwischen 20 bis 100 Millionen Zellen pro ml gebildet.
  • In der stationären Phase bleibt die Zellzahl nahezu unverändert. In ihr als der eigentlichen Arbeitsphase wird der meiste Zucker abgebaut. Die Beeinflussung der Temperatur während dieses Zeitraums ist das wichtigste Steuerungselement eines optimierten Gärverlaufs und unerlässliche Voraussetzung, um zum gewünschten Endvergärungsgrad zu gelangen. Die Hefen sind jetzt besonders leistungsfähig. Eine Verzögerung der Gärung durch Temperaturabsenkung setzt idealer- weise genau zu Beginn dieser robusten Phase an, in der die Sensibilität der Hefen auf derartige Einwirkung erstaunlich gering erscheint. So zu verfahren, scheint der Aromaentwicklung förderlich zu sein; allerdings fehlen bislang diesbezüglich weitergehende Untersuchungsergebnisse. Da der in der Gärung entstehende Alkohol toxisch auf die Hefe wirkt, muss in der stationären Phase die Temperatur erhöht werden. Die Temperaturerhöhung sollte entsprechend dem steigenden Alkoholgehalt eine konstante Hefeaktivität gewährleisten, in einem Maße, das die gewünschte tägliche Mostgewichtsabnahme garantiert. Während der stationären Phase kann die Temperatur die Gärintensität entscheidend beeinflussen.
  • In der Absterbephase gehen die Hefen zugrunde. Die Absterbephase darf erst einsetzen, nachdem der gewünschte Restzuckergehalt erreicht ist. Setzt die Absterbephase vorher ein, bewirken Gärverlangsamungen bei Gärdauern von mehr als 30 Tagen meist einen unerwünschten biologischen Säureabbau, der bei restsüßen Weinen auch immer die Gefahr vermehrter Bildung flüchtiger Säure mit sich bringt.

Während den Entwicklungsphasen muss sich die Temperatur der Leistungsfähigkeit der Hefe anpassen und diese optimieren!

Exemplarische Gärverläufe

Im Versuchslabor lassen sich in kleinen Gebinden riskantere Gärverläufe vornehmen als dies in größeren Gebinden zu vertreten wäre. So kommen die folgenden Versuchergebnisse zustande, die durchaus nicht alle zur Nachahmung empfohlen sind:

Ein Müller-Thurgau-Most wurde auf ein hohes Mostgewicht von 105 °Oe angereichert, um die hemmende Wirkung des Alkohols auf die Gäraktivität zu untersuchen.

  • Der Müller-Thurgau-Most war mit einem Gesamtstickstoffgehalt von 98 mg/l deutlich unterversorgt, Nährstoffmangel sollte jedoch nicht der begrenzende Faktor für die Gärung sein. Deshalb erfolgte vor Gärbeginn die Zugabe von Nährstoffen in Form von 50 g/hl Gärsalz und von 30 g/hl inaktivierter Hefen.
  • Vergoren wurde mit der Hefe Enoferm Simi White von LALLEMAND, die in der Pfalz bei der Produktion restsüßer Weine häufig verwendet wird.
  • In einer zweiten Versuchsreihe wurde der Most auf ein Mostgewicht von 110 °Oe angereichert und mit der bekannt gärstarken Hefe Fermicru VB1 von DSM vergoren.


Konstante Temperatur


ABBILDUNG 3: Müller-Thurgau-Most (105 °Oe) vergoren mit der Hefe "Enoferm Simi White" bei konstant 15 bis 16 °C.

MTMostI Schandelmaier.jpg

























Erläuterungen zu ABBILDUNG 3:

  • Nach einer Anlaufphase von fünf Tagen setzte die Gärung ein.
  • Nachdem 50 °Oe und ungefähr die Hälfte des Zuckers abgebaut waren, setzt eine deutliche Verlangsamung der Gäraktivität ein.
  • Nach 120 Tagen kam es trotz der hohen Gesamt-SO2 von 112 mg/l, die stark hemmend auf den BSA wirken, und der niedrigen Temperatur von 16 °C zu einem spontanen BSA.
  • Nach 145 Tagen Gärung hatte der Wein noch 15 g/l Restzucker.

Dieser Versuch bestätigt viele Praxiserfahrungen, dass ein hochgrädiger Most, vergoren mit einer sensiblen Hefe bei 15 bis 16 °C konstanter Temperatur, zu einem restsüßen Wein führt. Und das der Wein bei Gärdauern von über 30 Tagen mit hoher Wahrscheinlichkeit einen spontanen BSA durchläuft.

Späte Temperaturerhöhung


ABBILDUNG 4: Müller-Thurgau-Most (105 °Oe) vergoren mit der Hefe "Enoferm Simi White" während der ersten 19 Tage mit einer konstanten Temperatur von 14 bis 15 °C und anschließend auf 19 °C eingestellt.

MTMostII Schandelmaier.jpg

























Erläuterungen zu ABBILDUNG 4:

  • Nach der Temperaturerhöhung am 20. Tag steigt zunächst die Abbaurate des Zuckers, mündet dann aber in eine sehr langsame Gärung ein. Die Leistungsfähigkeit der Hefen hat zum Zeitpunkt der Temperaturerhöhung bereits stark nachgelassen. Auch 19 °C Mosttemperatur können nun keine konstante Hefeaktivität mehr gewährleisten.
  • Erstaunlicherweise konnte dieser Wein durchgären und erreichte nach 115 Tagen, ohne in einen BSA zu laufen, einen Alkoholgehalt von 15,2 % Vol..
  • Der Versuch sei nicht zur Nachahmung empfohlen, denn drei Monate Lagerdauer bei 19 °C bedingen deutliche Qualitätsverluste und das Restrisiko eines Gärstopps ist hoch.


Der Extremversuch


ABBILDUNG 5: Müller-Thurgau Most (110 °Oe) vergoren mit der Hefe "Fermicru VB1", Temperatur nach automatischer Gärsteuerung, Abbaurate 3 °Oe pro Tag.

MTMostIII Schandelmaier.jpg

























Erläuterungen zu ABBILDUNG 5:

Im diesem Versuch wurde der Most von 110 °Oe mit der Hefe "Fermicru VB1" vergoren. Die Temperaturregelung erfolgte über eine automatische Gärsteuerung. Die Mostgewichtsabnahme wurde bewusst auf nur 3 °Oe pro Tag eingestellt und darauf verzichtet, einen Minimum und Maximum vorgebenden „Temperaturkorridor“ festzulegen, um zu überprüfen, ob so eine verlangsamte Gärung überhaupt machbar ist.

  • In diesem Versuch gelang es erstmalig, mit einer automatischen Gärsteuerung einen Gärstopp zu provozieren. Bei der verwendeten Gärsteuerung der Firma Hörner Electronics dient die Messung der aus dem Tank entweichenden Kohlensäuremenge als Regelgröße. Die flüchtige Kohlensäure wird gemessen, daraus die Intensität der Gärung abgeleitet und die Temperatur dementsprechend automatisch geregelt.
  • Der Most wurde mit nur 13 °C eingelagert, es erfolgte keine Anwärmung und infolgedessen dauerte die Anlaufphase der Hefe 13 Tage.
  • Die Temperatur wurde am 15. Tag durch die Steuerung auf 10 °C und am 16. Tag auf 9 °C abgesenkt. Nur so ließ sich die vorgegebene Mostgewichtsabnahme von 3 °Oe am Tag ereichen. Temperaturen von 9 °C sind für die Wachstumsphase bekanntermaßen zu niedrig und gestatten keine optimale Hefevermehrung.
  • Bis zum 33. Tag verringerte sie sich die tägliche Mostgewichtsabnahme auf unter 3 °Oe pro Tag, und dies trotz einer langsamen Temperaturerhöhung auf 28 °C.
  • Auch durch eine Temperatur von 28 °C ließ sich die Mostgewichtsabnahme nicht beschleunigen, denn bei 38 °Oe hatte sich schon erheblich Alkohol gebildet, dessen Toxizität durch die Temperaturerhöhung noch gesteigert wurde. Die Temperatur wurde deshalb anschließend auf 18 °C gestellt und nach einer Gesamtgärdauer von 99 Tagen endete die Gärung bei 15 g/l Restzucker.

Eine identische Mostzusammensetzung mit gleicher Hefe – sozusagen als Alternative - war bei einer Gärtemperatur zwischen 16 bis 17 °C nach 20 Tagen durchgegoren. Dies belegt, dass die Temperaturführung und nicht die Mostzusammensetzung für die lange Gärdauer des Mostes verantwortlich war.

Die mögliche Lösung


ABBILDUNG 6: Müller-Thurgau-Most (105 °Oe) mit der Hefe "Enoferm Simi White" vergoren, bei automatischer Temperatursteuerung eingestellt auf eine Mostgewichtsabnahme von 5 °Oe pro Tag.

MTMostIV Schandelmaier.jpg

























Erläuterungen zu ABBILDUNG 6:

Dieses Beispiel belegt, dass die sensible Hefe "Enoferm Simi White" auch unter sehr schwierigen Bedingungen bei einer angepassten Temperaturführung durchgären kann.

  • Die sehr kalte Mosteingangstemperatur von 13 °C führte zu einer langen die Anpassungsphase der Hefe von sieben Tagen. Das kurzzeitige Ansteigen der Mosttemperatur im obigen Schema zeigt den anschließenden Beginn der aktiven Gärung. Der Temperaturanstieg begünstigte die Hefeentwicklung.
  • Um die Gäraktivität auf eine Mostgewichtsabnahme von 5 °Oe pro Tag zu begrenzen, fiel die Temperatur in den nächsten beiden Tagen auf 11,5 °C. Entsprechend dem fallenden Mostgewicht und dem steigendem Alkoholgehalt war ein kontinuierlicher Temperaturanstieg notwendig, um die tägliche Mostgewichtsabnahme zu halten. Der zickzackartige Temperaturverlauf zwischen dem 19. und 25. Tag wurde durch technische Probleme des Temperaturkreislaufes verursacht.
  • Die automatische Gärsteuerung konnte in diesem Zeitraum nicht optimal laufen und die kurzfristige Temperaturabsenkung auf 15 °C an Tag 23 war nicht beabsichtigt. Dennoch konnte der Most vollständig durchgären und erreichte einen Alkoholgehalt von 15,0 % Vol. innerhalb von 30 Tagen. Die Hefe reagierte nach der Hauptgärphase weniger sensibel als angenommen auf die kurzfristigen Temperaturschwankungen von bis zu 3 °C. Für die Praxis bedeutet dies, dass sofern die Wärmeabgabe der Hefe nicht mehr ausreicht, um das Temperaturniveau zu halten, die Wärmezufuhr zeitnah angehoben werden kann, selbst wenn dafür Temperatursprünge in Kauf genommen werden müssen.

Praktiker bestätigen dies und sagen, dass nach ihrem Gefühl eine solch vorübergehende Temperaturerhöhung am Ende der Gärung manchmal eine Frage von Stunden sei. Es reiche aus, für ein bis zwei Tage die Temperatur um 1 bis 2 °C zu erhöhen und auf 19 bis 20 °C einzustellen, damit der Wein durchgärt.

Zusammenfassung

Der Zeitrahmen einer aktiven Gärung wird bestimmt durch die Lebenszeit der Hefen bis zum vorprogrammierten Zelltod. In der Praxis zeigt sich, dass ca. 3 Wochen Gesamtgärdauer einen sicheren und guten Kompromiss zwischen maximaler Aromaausbeute und Gärsicherheit, bis zum Einsetzen des spontanen biologischen Säureabbaus, darstellen.

Die Leistungsfähigkeit der Hefe wird durch den während der Gärung steigenden Alkoholgehalt vermindert. Eine angemessene Temperaturführung berücksichtigt dies und erhöht im Verlauf der Gärung die Temperatur. Mit einer der Gärintensität angepassten Temperatur zu vergären, heißt, allen Phasen der Hefeentwicklung gerecht zu werden und gleichzeitig maximal kühl zu vergären. Die Temperatur ist das wichtigste Steuerungsinstrument der Gärung und muss vom Kellermeister mit viel Feingefühl eingestellt werden.


Eckpunkte für die Gärführung bei Weißweinen:

  • Eine Starttemperatur von 15 bis 17 °C bringt eine schnelle Vermehrung der zugesetzten Hefen.
  • Nach Beginn der Gärung ist es sinnvoll die Temperatur abzusenken. Erfahrungen mit automatisierter Gärsteuerung haben gezeigt, dass auch Temperaturen von 11 bis 14 °C für 2 bis 4 Tage nach Beginn der aktiven Gärung den Endvergärungsgrad nicht beeinflussen. Danach sollte die Temperatur täglich angehoben werden.
  • Temperaturen von 18 bis 20 °C ab 30 °Oe haben sich bewährt, um durchgegorene Weine zu erhalten.
  • Ein Absenken der Temperatur bei unter 30 bis 40 °Oe (gemessen mit der Mostwaage) ist zu vermeiden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass eine Eigenerwärmung des Gebindes zum Gärende nicht mehr stattfindet und ein Temperaturabfall (z. B. bei niederen Außentemperaturen) eine so starke Reduzierung der Restaktivität der Hefe bewirken kann, dass der Wein nicht mehr vollständig durchgärt.


ABBILDUNG 7: Vorlage für eine Gärkurve.

Gärkurve Sc handelmaier.pdf
































ABBILDUNG 8: Vorlage für ein Kellerhilfsbuch.

Vorlage für Kellerhilfsbuch.pdf































Anleitung zum Ausfüllen der Gärkurve

Die Vorlage kann ausgedruckt werden werden. Diese eignen sich zum Erstellen von Gärkurven aus der Weiß- und Rotweinbereitung (Maischeerhitzung und Maischegärung). In der Gärphase erfolgt die tägliche Bestimmung des Mostgewichtes und der Temperatur mit der Mostwaage. Die von der Mostwaage abgelesenen Werte werden täglich in die Gärkurve eingetragen. Das Mostgewicht (°Oe) wird nach der linken Skala eingetragen, die Temperatur (°C) nach der rechten Skala. Verbindet man die einzelnen Messwerte der Mostgewichte durch eine Linie, dann erhält man die graphische Darstellung der Mostgewichtsabnahme. Eine Verbindungslinie der Temperatur –Messwerte ergibt das Bild des Temperaturverlaufes. Aus beiden Verbindungslinien ergibt sich die Gärkurve. Weiterführende Aufzeichnungen können auch in dem Formblatt Vorlage für Kellerhilfsbuch eingetragen werden. Nach Beendigung der Gärung werden die Folien in einem Ordner zusammengefasst, denn die Sammlung der Gärkurven erbringt eine betriebsspezifische Bestandsaufnahme bezüglich der Wechselwirkungen zwischen Temperatur, Mostgewichtsabnahme und der jeweils eingesetzten Hefe.

Einzelnachweise

  1. Persönliche Mitteilungen Peter Buetzer, Dozent für Chemie an der Pädagogischen Hochschule St. Gallen, Schweiz.

Literaturverzeichnis

  • Schandelmaier, B. (2013): Gärsteuerung von Weißwein. Abteilung Weinbau & Oenologie (Gruppe Oenologie), Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinpfalz, Neustadt an der Weinstraße.