„Frühzeitiges Erkennen
von unerwünschten Mikroorganismen bevor unerwünschte Substanzen
gebildet werden“
Jürg Gafner Agroscope FAW
Eidgenössische Forschungsanstalt für Obst-, Wein- und Gartenbau
Rotwein
¾ Brett-Fehlton (Brettanomyces bruxellensis)
¾ 13.6 mg/L Histamin (Pediococcus damnosus)
¾ Essigsäure 1.0 g/L (Lactobacillus brevis)
¾ Starker „Böckser“
Dies ist nur ein Beispiel...
46 CHF / 29 EURO
1‘000 bis 10‘000 Zellen pro
Milliliter, damit man etwas sieht
Hier sind sicher 100‘000 bis
1‘000‘000 Zellen pro Milliliter
Unser molekularbiologisches Detektionssystem muss:
¾ schnell sein – keine langwierige Anreicherung!
¾ wenig Probenmaterial verbrauchen!
¾ Hefe- und Bakterienarten auch in Mischungen erkennen!
¾ Mikroorganismen erkennen, bevor unerwünschte Substanzen gebildet werden!
¾ tote und lebende Mikroorganismen unterscheiden!
und
¾ billig sein!
Rotwein
¾ Brett-Fehlton (Brettanomyces bruxellensis)
¾ 13.6 mg/L Histamin (Pediococcus damnosus)
¾ Essigsäure 1.0 g/L (Lactobacillus brevis)
¾ Starker „Böckser“
Dies ist nur ein Beispiel...
46 CHF / 29 EURO
Brettanomyces bruxellensis
Vorkommen von Brettanomyces bruxellensis,
auch Dekkera bruxellensis genannt
Hefepopulation im Traubensaft (%)
__________________________________________________________________________________________________________
Saccharomyces cerevisiae (0.3 – 3.0) Hanseniaspora uvarum (50.9 – 89.1) Metschnikowia pulcherima (0.5 – 2.7)
Rhodotorula (0 – 26.1) Brettanomyces bruxellensis (0 – 0.4) Candida glabrata (4.0 – 7.2) Hyphopichia butonii (0 – 0.3)
Zygosaccharomyces (1.0 – 3.9) Kluyveromyces (0.2 – 0.2) Candida zeylanoides (1.0 – 2.3) Williopsis sat. (0 – 0.2) Debaryomyces (0.6 – 2.1) Kryptocokkus (0 – 0.2)
Pichia kluveri (0.4 – 1.4) other Saccharomyces (0.1 – 0.1)
Candida (0.5 – 0.9 unidentified yeasts (0.1 – 0.2)
Lipomyces (0 – 0.5)
Sensorische Beschreibung:
medizinal animal Pferdestall Pferdeschweiss Kuhmist – trocken
Schweisssocken nasses Leder
Heftpflaster
Der Brettanomyces Fehlton
würzig metallisch Affenscheisse Geruchsschwellenwerte:
4-Ethylguaiacol 50 µg/L 4-Ethylphenol 300-600 µg/L 4-Ethylcatechol 50 µg/L NEU NEU
NEU
B. brux. 4-Ethylguaiacol 4-Ethylphenol 4-Ethylcatechol
Muster “Brett-Aroma” Zellen/mL µg/L µg/L µg/L
1 nein n.d. n.d. n.d. n.d.
2 nein n.d. n.d. n.d. n.d.
3 ja 3’330 147 831 177
4 nein n.d. n.d. n.d. n.d.
5 nein n.d. n.d. n.d. n.d.
6 “Brett ähnlich” 16 n.d. n.d. n.d.
7 nein n.d. n.d. n.d. n.d.
8 nein n.d. n.d. n.d. n.d.
9 nein n.d. n.d. n.d. n.d.
10 nein n.d. n.d. n.d. n.d.
11 nein n.d. n.d. n.d. n.d.
12 “Brett ähnlich” 73 n.d. n.d. n.d.
13 ja 38’400 49 169 27
14 “Brett ähnlich” 19 n.d. n.d. n.d.
15 nein n.d. n.d. n.d. n.d.
n.d.: weniger als 10 Zellen/mL bzw. unter der Nachweisgrenze
Verkostung und Analyse von Barrique-Weinen
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Original Filtrat Wasch- wasser
Original Filtrat Wasch- wasser
Le it s ubs ta nz e n [ µ g/ L]
1 10 100 1000 10000 100000
B . br ux e ll e ns is [ Z e lle n /m L ]
4-Ethylphenol 4-Ethylguaiacol B. bruxellensis
Barrique Nr. 3 Barrique Nr. 13
Keller Management
B. bruxellensis in drei Jahrgangsweinen
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
1998 1999 2000
Lei tsubs ta nzen [ µ g/ L]
1.00E+00 1.00E+01 1.00E+02 1.00E+03 1.00E+04 1.00E+05 1.00E+06
B . br uxe ll e nsi s [Z e lle n /m L ]
4-Ethylphenol
4-Ethylguaiacol
4-Ethylcatechol
B. bruxellensis
1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
B . br ux el le nsi s [ Z e llz a h l/m l]
Veränderung der B. bruxellensis
Zellzahl in Weinen während der “Alterung”
Einfluss des Restzuckers
493.0 161.4
1703.4
593.0 209.4
1838.8
575.8 178.2
2053.8
88.3 34.1
240.8
219.5 111.3
770.5
42.0 16.3
127.9
4-Ethylcatechol µg/L
4-Ethylguaiacol µg/L
4-Ethylphenol
µg/L
1.0E+00 1.0E+01 1.0E+02 1.0E+03 1.0E+04 1.0E+05 1.0E+06 1.0E+07
362 363 364 365 D258* D253 D255 D259 406 407 408 Clevner
Weinmuster
Ze ll z a hl [ Z ell e n/ m L ]
Brettanomyces Pediococcus
Vorkommen von B. bruxellensis und P. damnosus
in Rotweinmustern oder ein Unglück kommt selten allein
Rotwein
¾ Brett-Fehlton (Brettanomyces bruxellensis)
¾ 13.6 mg/L Histamin (Pediococcus damnosus)
¾ Essigsäure 1.0 g/L (Lactobacillus brevis)
¾ Starker „Böckser“
Dies ist nur ein Beispiel...
46 CHF / 29 EURO
Empfohlene “Höchst-Toleranz-Grenzwerte”
für Histamin
Land [mg/L]
Schweiz 10
Frankreich 8
Belgien 6
Finnland 5
Niederlande 3.5
Deutschland 2
Nach Lynn Downing (Doktorarbeit, Stellenbosch University, 2003) werden folgende Werte für Histamin diskutiert:
“Biogenic Amine levels in wines may also be regulated in the future and, to
ensure that winemakers are one step ahead when these regulations are imple-
mented, research on biogenic amines in wine is necessary.” (Downing 2003)
Histamin in anderen Lebensmitteln
[mg/kg]
Fisch EU 100-200
Fleisch EU 100-200
Fleisch USA 100-200
Fisch USA (FDA) 500
Empfehlungen für Fisch und Fleisch
Aminosäuren - Biogene Amine
Aminosäuren
Histidin Tyrosin
Lysin Arginin Arginin Arginin
Biogene Amine
Histamin Tyramin Cadaverin
Putrescin Spermin Spermidin Äthanolamin Phenoläthylamin
Isopentylamin
Aminosäureprofile
0 500 1000 1500 2000 2500
W15 -
Most Ende Gärung
Ende BSA
0 500 1000 1500 2000 2500
W27 -
Most Ende Ende
0 500 1000 1500 2000 2500
W15 +
Most Ende Gärung
Ende BSA
0 500 1000 1500 2000 2500
W27 +
Most Ende Ende
Bildung von biogenen Aminen
Kohlenhydrate
Aldehyd, Ketone
Biogene Amine
Transaminierung
Aminosäuren
Lipide
Säuren
Proteine Aminosäuren
Decarboxylierung
Decarboxylierung von Aminosäuren
z.B. Histamin durch die
Histidindecarboxylase
Lebensmittel die Histamin enthalten
Alkoholische Getränke (insbesondere Rotwein) Käse (insbesondere Hartkäse wie Emmentalerkäse)
Schokolade
Salami und andere Rohwürste Nüsse
Tomate
Erdbeeren, Zitrusfrüchte und andere Histaminfreisetzer Sauerkraut
Spinat
Fisch
Parameter, welche die Bildung von biogenen Aminen erhöhen
„Hohe“ Temperaturen während der
„Lagerung“
(Fisch, Fleisch usw.)
„Ausgedehnte Kontaktzeit“ mit
Organismen, die hohe Decarboxylase-
aktivität haben (Wein, Bier usw.)
Symptome nach dem Konsum von Lebensmitteln mit biogenen Aminen
Allergien
Kopfschmerzen
Migräne
Abbau der biogenen Amine
Entweder durch
Monoamino Oxidasen (Monoamine) oder Diamino Oxidasen (Diamine)
Gehemmt durch Alkohol!!!
Haben Vitamin B6 als Cofaktor
Average values in mg/L 151 red wines / 51 white wines
(maximal values) 2.0 (20) / 1.5 (10) 2.8 (24.6) / 7.5 (43.8)
1.7 (9.4) / 1.7 (8.5) 21.4 (200) / 11.1 (>100)
8.2 (38.8) / 6.3 (17) 0.3 (1.2) / 0.1 (0.8) Biogenic Amine
Histamine Tyramine
2-Phenylethylamine Putrescine
Isoamylamine Cadaverine
Biogenic Amines in 202 Wines from
Eastern Switzerland from 1984
Histamin und Pediococcus sp. in Wein
1 2
0 5 10 15
Histamin
Pediococcus damnosus
10
010
110
210
310
410
510
610
7Weinnummer
H is ta m in g e h a lt [m g /l] Z e llz a h l/m l
Histamingehalt in Wein nach dem biologischen Säureabbau
Oenococcus oeni Starterkultur
Bitec EQ 54
Viniflora oenos
„spontan“
Histamin mg/L
<1
<1
<1
<1
Alle weiteren, im Wein ebenfalls gefundenen biogenen Amine
weisen Gehalte von <1 mg/L auf.
Keine erhöhte Bildung von biogenen Aminen!
Experimente?
Pediococcus damnosus führt in Weinen mit Restsüsse zu keiner Erhöhung der Essigsäurewerte, aber zu einer Erhöhung
der Milchsäurekonzentration um den Faktor zwei bis drei!!!
Lindton!!!
Bildung biogener Amine!!!
Diacetylton!!!
Verringerung der Histaminkonzentration
mit Natrium Bentonit
Rotwein
¾ Brett-Fehlton (Brettanomyces bruxellensis)
¾ 13.6 mg/L Histamin (Pediococcus damnosus)
¾ Essigsäure 1.0 g/L (Lactobacillus brevis)
¾ Starker „Böckser“
Dies ist nur ein Beispiel...
46 CHF / 29 EURO
Analyseparameter Gutedel 1 Gutedel 2
Essigsäure g/L 1.9 3.3
Milchsäure g/L 4.3 6.3
Glucose g/L 22.5 0 Fructose g/L 62.9 14.0
Ethanol % 8.5 10.5
pH-Wert n.d. n.d.
Gesamtsäure g/L n.d. n.d.
Glycerin g/L 6.3 7.0
Äpfelsäure g/L 0 0
Weinsäure g/L 1.8 2.0
Bernsteinsäure g/L 0.4 0.7
Lactobacillus brevis führt in Weinen mit Restsüsse zu einer Erhöhung der Essigsäurewerte bis zu 5 g/L und zur
Erhöhung der Milchsäurekonzentration um den Faktor zwei bis drei!!!
Mäuselton!!!
Lactobacillus brevis in Saft und Wein 2003
1 10 100 1000
FAW 802 (Most)
FAW 802 FAW 802.1
FAW 803 (Most)
FAW 803 FAW 804 (Most)
FAW 804 FAW 805 (Most)
FAW 805 FAW 805.1
FAW 806 (Most)
FAW 806 FAW 806.2
FAW 810 (Most)
FAW 810 FAW 810.1
