Die önologische Bedeutung von Acetaldehyd

Auf Grund seiner Affinität zur schwefligen Säure (SO₂) steht er mit dieser in enger Wechselwirkung und ist von erheblicher Bedeutung für den SO₂-Bedarf der Weine.

Bildung und Abbau durch Gärung und Hefe

Acetaldehyd wird auf mikrobiologischem und rein chemischem Weg gebildet. Relativ große Mengen entstehen bereits während der alkoholischen Gärung durch den Stoffwechsel der Hefe. Die dabei gebildeten Konzentrationen schwanken ganz erheblich in Abhängigkeit von dem zur Dominanz kommenden Hefestamm und den Gärbedingungen (3,5,7). Langsame Gärungen, wie man sie durch scharfe Mostvorklärung und niedrige Temperaturen erhält, produzieren tendenziell mehr Acetaldehyd als rasch verlaufende Gärungen. Bereits nach wenigen Gärtagen wird eine Konzentrationsspitze erreicht, die im weiteren Verlauf der Gärung allmählich abgebaut wird. Aus diesem Grund weisen in der Gärung abgestoppte Weine höhere Gehalte auf als solche, die vollständig vergären. Daraus resultiert das häufige Problem erhöhten SO₂-Bedarfs von Weinen, die durch Gärstopp restsüß gehalten werden. Bei Nachgärungen und insbesondere bei der Angärung schlecht konservierter Traubensäfte, das heißt unter den Bedingungen sehr langsamer und repressiver Gärung, können extrem hohe Gehalte entstehen, die in keinem Verhältnis zum vergorenen Zucker stehen und nach dem Aufschwefeln zu entsprechend hohen Gehalten an gebundener schwefliger Säure führen. Werden Moste vor der Gärung aufgeschwefelt, reagiert die Hefe darauf mit der Bildung äquivalenter Mengen Acetaldehyds, um diese SO₂ abzubinden (8).

Zeitgemäß vinifizierte Weine enthalten zum Ende der Gärung relativ geringe Mengen an Acetaldehyd, die in einem gängigen Konzentrationsbereich von 3-30 mg/L schwanken. Ein verlängerter Hefekontakt nach Abschluss der Gärung kann zu einem weiteren Abbau führen, wobei Acetaldehyd durch die Alkoholdehydrogenase der Hefe enzymatisch zu Ethanol reduziert wird. Dieser Effekt wird oft als Grund für ein verlängertes Lager auf der Hefe angeführt. In der Praxis ist er jedoch nach wenigen Tagen beendet und wird sogar bedeutungslos, wenn nur wenige mg/L Acetaldehyd vorliegen.

Andererseits kann im ausgegorenen und noch hefetrüben Wein zusätzlicher Acetaldehyd entstehen, wenn Sauerstoff hinzutritt. Diese Situation stellt sich in nicht vollständig befüllten Behältern und Holzfässern ein. Dabei wird ein Teil des Sauerstoffs zur Oxidation von Ethanol zu Acetaldehyd verwendet. Verantwortlich dafür ist wiederum das in der verbliebenen Feinhefe noch aktive Enzym Alkoholdehydrogenase. Der Zutritt atmosphärischen Sauerstoffs entscheidet darüber, ob die Hefe mit ein und demselben Enzym nach der Gärung Acetaladehyd auf- oder abbaut (5,14). Aus diesem Grund weisen alte, im Fass überlagerte Weißweine tendenziell höhere Gehalte an gesamtschwefliger Säure auf, obwohl sie mikrobiologisch stabil sind.

Diese Art der postfermentativen Synthese von Acetaldehyd wird bei der Bereitung von Sherry ins Extrem getrieben. Acetaldehyd ist die Schlüsselsubstanz des Aromas von Sherry-Weinen, kann dort im Konzentrationsbereich von weit über 100 mg/L vorliegen und wird durch die spezifischen Florhefen gebildet, die auf der Oberfläche des unter Luft gelagerten Weins wachsen (6).

Bildung und Abbau auf chemischem Weg

Nachdem der Wein durch die Filtration vollständig von seiner noch in Suspension befindlichen Resthefe befreit wurde, ist schließlich noch eine rein chemische Oxidation von Ethanol zu Acetaldehyd möglich. Dabei wirken allfällig vorhandene phenolische Substanzen und Spuren von Schwermetallen als Katalysatoren (16). Das Ausmaß dieser Art der Bildung von Acetaldehyd ist von der Menge des zutretenden Sauerstoffs abhängig (5,13,14) und als eher gering einzustufen. .

Während der Lagerung von Rotwein erfolgt ein gradueller Abbau von Acetaldehyd durch Bindung an Tannin. Im Zuge der Reifung von Rotwein verbinden sich Tannin- und Anthocyanmoleküle miteinander durch den Vorgang der Polymerisation. Acetaldehyd fungiert dabei als Bindeglied oder „Ethylbrücke" zwischen diesen Molekülen und scheidet aus dem System aus (15). Die Mikrooxygenierung von Rotweinen verfolgt das Ziel, durch chemische Oxidation von Ethanol zusätzliche Mengen an Acetaldehyd zu erzeugen, um die Polymerisation des Tannins zu fördern und seine sensorische Qualität zu optimieren.

Zusammenhang mit der schwefligen Säure und Sensorik

Acetaldehyd ist mit einem Siedepunkt von 21°C eine farblose, leicht flüchtige Flüssigkeit und in Wein verantwortlich für den so genannten Luftton, soweit er in freier Form vorliegt. Freier Acetaldehyd heißt, dass er nicht an schweflige Säure gebunden ist. Der Luftton ist das Impaktaroma von Sherry, da dieser ohne SO₂ ausgebaut wird. In fruchtigen Weinen gilt er als Weinfehler und wird dort auch als einseitig dominierender Geruch nach Apfelpüree charakterisiert. Der Geruchsschwellenwert liegt in Wein bei nur 1-2 mg/L freiem Acetaldehyd (1).

Ein mg Acetaldehyd bindet 1,45 mg SO₂. Das dabei entstehende Reaktionsprodukt, der Einfachkeit halber aldehydschweflige Säure im Jargon der Önologen genannt, ist sensorisch neutral. Die Reaktion zwischen Acetaldehyd und schwefliger Säure ist annähernd spontan, wobei das Reaktionsgleichgewicht ganz auf der Seite der aldehydschwefligen Säure liegt (9). Deshalb verschwindet ein Luftton beim Aufschwefeln innerhalb von 2-5 Minuten. Erst wenn der Acetaldehyd vollständig an schweflige Säure gebunden ist, bleibt SO₂ in freier Form erhalten. Umgekehrt kann ein Luftton entstehen, wenn die freie SO₂ durch Oxidation vollständig aufgebraucht und Acetaldehyd freigesetzt wird.

In fruchtigen Weinen aus gesundem Lesegut wird der Bedarf an schwefliger Säure in erster Linie, aber nicht nur, durch seinen Gehalt an Acetaldehyd vorgegeben. In süßen Dessertweinen hingegen treten Zucker und Ketosäuren als Bindungspartner der SO₂ in den Vordergrund (2).

Freier Acetaldehyd und freie SO₂ schließen sich gegenseitig aus. Deshalb kann ein Wein mit freier SO₂ auch keinen Luftton aufweisen, wohl aber eine Altersfirne und andere, oxidativ oder nichtoxidativ bedingte Alterungserscheinungen (12).

Weine mit erhöhtem Gehalt an Acetaldehyd benötigen entsprechend mehr schweflige Säure, um diesen zu binden und einen erforderlichen Mindestgehalt an freier SO₂ sicherzustellen. Dabei kann im Einzelfall die gesetzliche Höchstgrenze für die gesamtschweflige Säure überschritten werden. Das Problem solcher als "Schwefelfresser" bekannten Weine kann nicht durch eine wie auch immer geartete Entschwefelung gelöst werden. Beim Entschwefeln wird zunächst die freie SO₂ entfernt, wobei natürlich auch die gesamtschweflige Säure entsprechend abnimmt. Die SO₂-bindenden Substanzen, allen voran Acetaldehyd, bleiben jedoch erhalten. Wird nun der Wein zur Einstellung eines zufriedenstellenden Gehaltes freier SO₂ erneut aufgeschwefelt, wird auch die ursprüngliche Menge gesamtschwefliger Säure wieder erreicht. Die Aufgabenstellung in solchen Situationen besteht also nicht in einer Entschwefelung, sondern in der Minderung von SO₂-Bindungspartnern. Da dies technisch nicht möglich ist, kann das Problem von "Schwefelfressern" nur durch Verschnitt behoben werden.

Sensorische Abgrenzung und Irrtümer

Freie SO₂ vermag den Wein nicht vollständig vor den Folgen einer Oxidation durch Sauerstoff zu schützen, wie er in unterschiedlichem Ausmaß durch den Flaschenverschluss aufgenommen wird. Deshalb können in den oxidationsempfindlichen Weißweinen selbst in Anwesenheit freier SO₂ oxidative Alterungserscheinungen auftreten, die nichts mit Luftton zu tun haben und in der deutschen Sprache am treffendsten als Altersfirne umschrieben werden. Die Altersfirne erinnert geruchlich an altes Stroh, Nüsse, schwarze Gartenerde, Pilzkonserven, Honig u. ä. (11). Der Begriff "oxidativ", wie er oft zur sensorischen Charakterisierung gealterter Weißweine und als Ablehnungsgrund bei der Qualitätsweinprüfung gebraucht wird, ist daher nicht präzise genug. Es muss streng differenziert werden zwischen Luftton und Altersfirne. Trotzdem können beide gleichzeitig auftreten, weil in Abwesenheit von freier SO₂ die Entstehung von Altersfirne naturgemäß beschleunigt wird.

Der Luftton, durch freien Acetaldehyd hervorgerufen, kann auch zur Verwechselung mit weiteren Fehltönen führen, von denen er korrekt abgegrenzt werden muss. Besonders Ethylacetat und Aceton, beides mikrobiologisch bedingte Weinfehler, fallen in diese Kategorie. Abhilfe schafft nur eine systematische sensorische Schulung unter Heranziehung der entsprechenden Substanzen in reiner Form.

Gesundheitliche Aspekte von Acetaldehyd

Wie grundsätzlich alle Substanzen wirkt auch Acetaldehyd gesundheitsschädlich oder gar kanzerogen, wenn er im Übermaß aufgenommen werden. In Verbindung mit den in manchen Obst- und Tresterbränden sowie Sherry- und Portweinen gefundenen Konzentrationen von bis zu 1000 mg/L freien Acetaldehyds wurde in der Verbraucherpresse plakativ darauf hingewiesen (17). Im menschlichen Körper entsteht jedoch Acetaldehyd als Zwischenprodukt des Abbaus von Alkohol durch die Alkoholdehydrogenase. Da Wein durchschnittlich 100 g/L Alkohol enthält, kann der Mensch erhebliche Mengen von Acetaldehyd verstoffwechseln. Gegenüber diesen fallen die in Wein vorliegenden Mengen verschwindend gering aus. Sie liegen dort auch nicht in freier Form vor, sondern an schweflige Säure gebunden, wobei es sich um eine völlig andere Substanz namens Hydroxyethansulfonsäure handelt. Eine gesundheitliche Relevanz ist daher nicht zu sehen.

[Volker Schneider berät als Oenologe in fast allen großen Weinregionen, seine einflussreichen Veröffentlichung und Seminare haben den Weinstil in den letzten Jahrzehnten mitgeprägt]

Literatur

1. Berg, H.W., Filipello, F., Hinreiner, E., Webb, E.D. (1955): Evaluation of thresholds and minimum difference concentrations for varios constituents of wine. I. Water solutions and pure substances. Food Technology 9, 23-26.

2. Blouin, J. (1966): Contribution à l'étude des combinaisons de l'anhydride sulfureux dans les moûts et les vins. Ann. Technol. Agric. 15, 223-287 and 359-401.

3. Ebeler, S.E., Spaulding, R.S.: Characterization and mesurement of aldehydes in wine. In: Chemistry of Wine Flavor, A.L. Waterhouse and S.E. Ebeler (editors), ACS Symposium Series 717, 166-179, Washington 1999.

4. Haushofer, H., Meier, W., Bayer, E. (1975): Bestehen Möglichkeiten bei der Weinbereitung auf schweflige Säure zum Teil oder ganz zu verzichten? Die Weinwirtschaft, No. 34/35, 958-963.

5. Kielhöfer, E., Würdig, G. (1960): Die an Aldehyd gebundene schweflige Säure im Wein. I. Mitteilung: Aldehydbildung und enzymatische und nichtenzymatische Alkohol-Oxidation. II. Acetaldehydbildung bei der Gärung. Weinberg und Keller 7, 16-22 and 50-61.

6. Martinez, P., Valcárcel, M.J., Piérez, L., Benitez, T. (1998): Metabolism of Saccharomyces cerevisiae flor yeasts during fermentation and biological aging of Fino Sherry. Am. J. Enol. Vitic. 49, 3, 240-250.

7. Millau, C., Ortega, J.M. (1988): Production of ethanol, acetaldehyde, and acetic acid in wine by various yeast races: Role of alcohol and aldehyde dehydrogenase. Am. J. Enol. Vitic. 39, 2, 107-112.

8. Müller-Späth, H. (1975): Weniger SO₂ im Wein: Zusammenstellung der sich für die Praxis ergebenden Konsequenzen. Die Weinwirtschaft, No. 1/2, 27-28.

9. Rebelein, H. (1970): Beitrag zur Bestimmung und Beurteilung des Acetaldehyds bzw. der an Acetaldehyd gebundenen schwefligen Säure im Wein. Dt. Lebensm.-Rdschau 66, 6-11.

10. Schmitt, A., Köhler, H., Miltenberger, R., Curschmann, K. (1986): Versuche zum reduzierten Einsatz bzw. zum Verzicht auf SO₂ bei der Weinbereitung. Der Deutsche Weinbau No. 31, 1504-1506 and No. 32, 1534-1538.

11. Schneider, V. (1996): Altersfirne - Entstehung und Charakterisierung. Das Deutsche Weinmagazin, No. 14, 18-21.

12. Schneider, V. (1999): Acetaldehyd in Weißwein. Die Winzer-Zeitung, No. 04, 37.

13. Schneider, V. (2003): Alterung von Weißwein, I: Die Reduktionskraft der Hefe. Die Winzer-Zeitung, No. 05, 40-43.

14. Schneider, V. (2005): Postfermentative Phase: Die Hefe nach der Gärung. Der Winzer, No. 11, 13-18.

15. Timberlake, C.F., Bridle, P. (1976): Interactions between anthocyanins, phenolic compounds, and acetaldehyde and their significance in red wines. Am. J. Enol. Vitic. 27, 97-105.

16. Wildenradt, H.L., Singleton, V.L. (1974): The production of aldehydes as a result of oxidation of polyphenolic compounds and its relation to wine aging. Am. J. Enol. Vitic. 25, 2, 119-126.

17. www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,579783,00.html