Probenvorbereitung bei Kelleranalysen

Fast alle der auf dem Markt erhältlichen Analysensysteme setzen eine sorgfältige Probenvorbereitung voraus, um zu guten Ergebnissen zu führen. Selbst so robuste Schnelltests wie zum Beispiel der Clini-Test zur Restzuckerbestimmung lassen sich bei Rotweinen nicht ohne Vorbehandlung einsetzen. Dabei spielt die Art und Intensität eine entscheidende Rolle bei der Ergebnissicherheit. Im Folgenden sind die einzelnen Behandlungsverfahren vorgestellt und hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile näher beleuchtet. Dabei liegt das Hauptaugenmerk nicht nur auf der einfachen Handhabbarkeit und Ergebnissicherheit, sondern natürlich auch auf den Kosten.

Entfärben

Prinzipiell müssen Rotweine für fast alle enzymatischen Schnelltests entfärbt werden. Das liegt daran, dass bei diesen Bestimmungen eine Farbreaktion stattfindet, bei der die Eigenfarbe des Weines störend wirkt. Auch bei anderen Analysen wie zum Beispiel dem Clini-Test, wo mit einer Farbskala gearbeitet wird, muss die Eigenfärbung reduziert werden. Das kann auf zwei verschiedene Weisen geschehen. Zum einen wird die Farbreduzierung mit Aktivkohle empfohlen, die relativ unspezifisch verschiedenste Stoffe aus dem Wein heraus holt. Dadurch kommt es bei übermäßigem Einsatz zu Minderbefunden bei den Tests. Das bedeutet, dass die Aktivkohle einen geringeren Gehalt vortäuscht, indem sie den zu analysierenden Stoff teilweise mit entfernt. Daher ist immer zu einem sehr zurückhaltenden Einsatz zu raten bzw. die folgende Alternative zu probieren.

Die zweite Möglichkeit ist das PVPP (Polyvinylpolypyrrolidon), das spezifisch Polyphenole aus Wein oder Most entfernt. Da die Rotweinfarbe auf Polyphenolen basiert, kann so die Farbe heraus geholt werden, ohne andere Stoffe in großem Maße zu beeinflussen. In Abbildung 1 ist der Aufbau einer Entfärbung im Kleinmaßstab beispielhaft dargestellt. Dieser Aufbau kann für Aktivkohle und PVPP gleichermaßen verwendet werden.

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  Abb. 1: Entfärben von Rotwein mit PVPP

Bei besonders dunklen Rotweinen ist eine einfache Behandlung nicht ausreichend um die Farbe so weit zu reduzieren, dass die Untersuchungen zuverlässig funktionieren. Das Ziel sollte eine leichte Roséfarbe sein. Sollte diese Farbe nicht beim ersten Mal zu erreichen sein oder der Wein prinzipiell schlecht zu entfärben sein, können Kohle und PVPP kombiniert werden. Dabei empfiehlt sich erst der Einsatz von PVPP und anschließend die zurückhaltende Anwendung von Aktivkohle. Dadurch wird das Risiko von Minderbefunden reduziert.

Die Kosten für die Entfärbung sind verhältnismäßig gering. Der Materialaufwand beschränkt sich auf Reagenzglasständer und Reagenzgläser, sowie Faltenfilter und Trichter. Wer seinen Bentonitbedarf im Keller selbst ermittelt, sollte bereits im Besitz dieser Ausstattung sein, so dass keine weiteren Anschaffungen notwendig sind. PVPP und Aktivkohle sind günstig im Kellereifachhandel erhältlich, so dass alles Notwendige an Ausstattung zum Entfärben für circa 45 € zu haben ist. Die Kosten für Verbrauchsmaterial sind mit weniger als 90 Cent pro Probe auch recht überschaubar.

Entgasen

Das Entfernen der Gärungs-CO₂ ist beispielsweise für die Bestimmung der Gesamtsäure notwendig, unabhängig davon, ob die Untersuchung mit den Stührk´schen Gerät oder mittels klassischer Titration durchgeführt wird. Das liegt daran, dass gelöstes Kohlendioxid, das auch Kohlensäure genannt wird, tatsächlich eine Säure ist und somit bei der Bestimmung der Gesamtsäure mit titriert wird. Um also ein realistisches Ergebnis zu bekommen, muss die Probe vor der Analyse entgast werden. Für andere Analysen stört nicht das CO₂ an sich, sondern vielmehr die Blasenbildung bei der Kohlensäureentbindung. Dadurch wird beispielsweise das Pipettieren äußerst ungenau, da Blasen in der Pipette zu einem Ablesefehler führen. Es wird ein Volumen vorgetäuscht, das höher als das tatsächliche ist, was wiederum zu einem zu hohen Messwert führt. Deshalb muss für jede Volumen- und jede Säurebestimmung der Wein entgast werden.
Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten. Prinzipiell kann Gas durch Schütteln, Erwärmen, Vakuum, Ultraschall oder Einleiten von Inertgas entfernt werden, wobei sich Effektivität und Kosten dieser Methoden stark unterscheiden. Für den normalen Weingutsbetrieb eignen sich eigentlich nur die Entgasung durch Schütteln, Vakuum und Erwärmen, da hier die Anschaffungskosten und der Platz- und Zeitaufwand realistisch sind.

Das größte Problem bei einer übermäßigen Entgasung ist der Alkoholverlust und die damit verbundene Matrixveränderung der Probe. Ethanol wird wie andere flüchtige Substanzen zusammen mit der CO₂ ausgetrieben. Wenn anschließend in der Probe der Alkoholgehalt bestimmt werden soll, sind Minderbefunde zu erwarten. Bei einer vorsichtigen Entfernung der Kohlensäure liegt der Alkoholverlust bei circa einem Gramm pro Liter, kann aber bei entsprechender Arbeitsweise bis zu sechs Gramm pro Liter betragen, was fast einem Volumenprozent entspricht. Wenn also eine Ethanolbestimmung durchgeführt werden soll, muss auf Schütteln oder Vakuum zurückgegriffen werden, da alles andere zu nicht tolerierbaren Veränderungen führt.

Das Ausschütteln der Kohlensäure ist, wenn auch nicht die beste, dann mit Sicherheit die einfachste Möglichkeit. Dazu wird die Probe in einem Gefäß mit Deckel ein paar Mal kräftig geschüttelt und der Druck vorsichtig entlastet. Das muss so lange gemacht werden, bis sich kein Druck mehr aufbaut, also alle CO₂ entbunden ist. Dann kann die Probe weiter verarbeitet werden.

Das Entfernen des Kohlendioxids durch Erwärmen der Probe hat sich ebenfalls im täglichen Arbeitsbetrieb bewährt. Da die meisten Weingüter im Besitz eines Brenners sind, ist keine weitere Investition notwendig. Am günstigsten ist ein Aufbau wie er in Abbildung 2 zu sehen ist.

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  Abb. 2: Entgasen von Sekt und Wein durch Erwärmen

Hier wird eine Kochplatte mit Rührfunktion verwendet, da durch die Bewegung das Austreiben des Gases erleichtert wird. Der Wein sollte dabei nicht zum Kochen gebracht werden, da dann starke Veränderungen in der Zusammensetzung auftreten, die genaue Analysen unmöglich machen. Der Erwärmungsvorgang ist abgeschlossen, sobald man das Gefäß gerade noch anfassen kann. Die Temperatur liegt dann bei circa 70°C und alle CO₂ ist entfernt. Der Vorteil dieser Methode ist, dass sich bei noch gärendem Wein selbst nach längerer Zeit keine Kohlensäure mehr entbindet, da die Hefen inaktiviert wurden. Das Ausschütteln hingegen führt nur zu einer kurzfristigen Entgasung; die Hefe bildet nach etwa zwei bis drei Minuten wieder so viel Gas, dass die Messung erneut gestört wird. Nach dem Erwärmen muss die Probe wieder auf 20°C abgekühlt werden, da alle Bestimmungen bei Raumtemperatur stattfinden müssen. Das gilt sowohl für die klassischen Schnelltests als auch für weitergehende Analytik wie Rebelein oder Jakob. Dazu bietet sich ein einfaches Wasserbad wie in Abbildung 2 an.
Die sicherlich eleganteste Lösung für größere Betriebe mit entsprechendem Probeaufkommen ist die Entgasung mit Vakuum. Hierzu muss in eine Vakuumpumpe und einen Exsikkator investiert werden, um einen Aufbau wie in Abbildung 3 zu erhalten.

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  Abb. 3: Entgasen von Sekt und Wein durch Vakuum

Das anliegende Vakuum führt zu einer geringeren Löslichkeit aller Gase, wodurch verbunden mit einem Magnetrührer der Austrieb der CO₂ gelingt. Die Entgasungszeit sollte circa zwei Minuten betragen. Dabei hat diese Methode den Vorteil, dass mehrere Proben gleichzeitig verarbeitet werden können. Dennoch müssen die Investitionen von circa 300 € natürlich in Relation zum erzielten Nutzen gesetzt werden.

Zentrifugieren/Filtrieren

Für die Bestimmung des Schönungsbedarfs muss die Probe möglichst blank sein, das heißt, hier muss eine Filtration oder Zentrifugation erfolgen. Da der Kauf einer Zentrifuge mit mindestens 1200 € zu Buche schlägt, lohnt sich dieser Schritt tatsächlich nur in Genossenschaften. Für kleine und mittlere Betriebe sollte hier auf die bereits oben beschriebenen Faltenfilter oder Membranaufsätze für Spritzen zurückgegriffen werden. Letzteres ist in Abbildung 4 zu sehen.

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  Abb. 4: Filtrieren von Proben mit Spritzenaufsatz

Hierbei wird der trübe Wein oder Most mit einer Spritze durch einen Membranfilter gedrückt und dadurch geklärt. Diese Methode ist zwar im Vergleich zur Faltenfilter-Filtration sehr schnell und einfach, die Filter sind aber im direkten Vergleich sehr teuer. Während die Filtration mit Faltenfilter circa 50 Cent pro Probe kostet, muss bei der Spritzen-Lösung mit zwei Euro gerechnet werden. Für den einfachen Betrieb ist also die Vorklärung gemäß dem Aufbau aus Abbildung 1 mit Faltenfiltern die Methode der Wahl.

Verdünnen

Bei vielen enzymatischen Bestimmung, aber auch Analysen nach Jakob, muss die Probe vor der Messung verdünnt werden. Hier ist extrem genaues Arbeiten für die Ergebnissicherheit genauso entscheidend wie die richtige Ausrüstung. Es sollte hier in jedem Fall auf professionelle Ausstattung wie Pipette und Messkolben zurückgegriffen werden. Bei dem Reflektoquant-System von Merck ist dieser Effekt am eidrucksvollsten. Da der Messbereich des Systems sehr niedrig liegt (1,0 bis 60 mg/l), muss der Wein oder Most 1:100 oder 1:50 verdünnt werden. Darin liegt, je nach Ausstattung des Arbeitsplatzes und der Qualität der Arbeit, die größte Ursache für den Analysenfehler.
In Abbildung 5 ist eine optimale Ausstattung zum Verdünnen solcher Proben dargestellt.

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  Abb. 5: Optimale Ausstattung zum Verdünnen von Proben

Wichtig ist hier, dass alle Verdünnungen mit Messkolben und Pipette gemacht werden. Es empfiehlt sich also die Anschaffung einer variablen Kolbenhubpipette (100 μl bis 1 ml) und einiger Messkolben (25 ml bis 100 ml). Dazu sollte eine Spritzflasche für destilliertes Wasser kommen, um den Messkolben möglichst genau auffüllen zu können. Alles in allem muss dabei mit circa 150 € gerechnet werden; ein Preis, der sich langfristig durch sehr viel genauere Ergebnisse rechtfertigen wird.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der überwiegende Teil der Analysenfehler nicht durch Fehlfunktion der Testsysteme an sich entsteht, sondern auf mangelnde oder falsche Probenvorbereitung zurückzuführen ist. Die Art der Behandlung richtet sich dabei immer nach der Art der Analyse und den Anforderungen seitens des Testsystems. Die alte Regel "Manchmal ist weniger mehr" sollte auch hier immer Anwendung finden. Zu starke Entfärbung oder zu intensives Entgasen führen zu falschen Ergebnissen. Entsprechend sollte immer so viel wie nötig und so wenig wie möglich zum Einsatz kommen.

Literaturverzeichnis

Sommer, S. (2014): Die richtige Probenvorbereitung bei Kelleranalysen. Abteilung Weinbau & Oenologie (Gruppe Oenologie), Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinpfalz, Neustadt an der Weinstraße.