Chemiker haben die Menge an Verunreinigungen im argentinischen Malbec quantifiziert und untersucht, wie sich Klima, Produktionsjahr und Höhe darauf auswirken. Basierend auf den gewonnenen Daten haben Wissenschaftler einem Computer beigebracht, den Herkunftsort von Wein anhand seiner Zusammensetzung mit einer Genauigkeit von 53, 28 Prozent zu bestimmen. Der Artikel wurde in Scientific Reports veröffentlicht.
Die Weinherstellung ist ein komplexer und mehrstufiger Prozess. Sie wird von vielen Faktoren beeinflusst, wie Klima, Sonnenaktivität, Bodenzusammensetzung und vielen anderen. Am häufigsten werden Informationen über Rebsorten, Lage von Weingütern und natürlich das Herstellungsdatum zur Bewertung von Wein verwendet. Der Einfachheit halber verwenden Winzer oft den Begriff Terroir. Terroir ist eine Kombination von Faktoren, die die Eigenschaften eines Weines beeinflussen. Dieses Konzept umfasst die Bodenart, die durchschnittliche Temperatur des Gebiets, die Luftfeuchtigkeit, die Rebsorten usw. Heute gilt dieses Konzept als umstritten und weitgehend intuitiv. Dennoch versuchen immer mehr Wissenschaftler, den Einfluss bestimmter Terroirfaktoren auf die endgültige Weinzusammensetzung nachzuweisen sowie eine klare Grenze zwischen natürlichen und menschlichen Faktoren zu ziehen.
Eine der beliebtesten Weinmarken - Malbec - wird aus der gleichnamigen schwarzen Rebsorte aus Frankreich hergestellt. Am weitesten verbreitet war diese Sorte jedoch in Argentinien, das heute 77 Prozent aller daraus produzierten Weine ausmacht. Die Rebfläche dieser Sorte in Argentinien beträgt etwa 43.000 Hektar, wobei die Gesamtfläche aller Weinberge des Landes 220.000 Hektar beträgt. Etwa 85 Prozent der Gesamtpflanzung befinden sich in der Provinz Mendoza, in den Ausläufern der Anden. Die Höhe dort reicht von 900 bis 1600 Meter über dem Meeresspiegel und das Klima ist trocken. Es erhält jährlich weniger als 300 Millimeter Niederschlag, das meiste davon während der Vegetationsperiode von Oktober bis April. Die durchschnittliche Jahrestemperatur beträgt 17 Grad Celsius, mit einer hohen Sonnenaktivität. Diese Bedingungen funktionieren gut für die Sorte Malbec und sorgen für eine gute Ernte.
Den stärksten Einfluss auf das Aussehen und den Geschmack von Wein hat der Gehalt an phenolischen Verbindungen: Anthocyane, Flavonole, Stilbene und verschiedene Säuren auf Phenolbasis. Einige dieser Verbindungen werden bei der Reifung der Trauben gewonnen, andere durch chemische und biochemische Prozesse bereits bei der Weinherstellung. Der Gehalt dieser Komponenten ist nicht nur für jede Weinsorte individuell, sondern sogar für dieselbe Sorte, die in verschiedenen Terroirs produziert wird. Langfristig lässt sich anhand dieser Daten viel über den Wein, seine Herkunft und Qualität sagen.
Allgemeine Strukturformel von Anthocyanen
Ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Ariel Fontana von der Cuyo National University analysierte Malbec-Trauben, die auf 23 Parzellen in der Provinz Mendoza angebaut wurden. Für jeden von ihnen nahmen die Wissenschaftler drei Proben mit verschiedenen Auszügen: 2016, 2017 und 2018. Für jede Probe wurde der Gehalt an 27 phenolischen Verbindungen mittels Flüssigchromatographie bestimmt. Zunächst stellten die Autoren beim Vergleich von Proben verschiedener Jahre einen deutlichen Unterschied im Gehalt an phenolischen Verunreinigungen fest. Daraus schlossen sie, dass es ratsam ist, die Terroireffekte nur mit Daten über mehrere Jahre zu analysieren, da sich mit zunehmender Expositionszeit auch der Gehalt der Komponenten ändert. Dies ist besonders wichtig, um systematische Terroireffekte nicht mit zufälligen Abweichungen von verschiedenen Jahreszeiten zu verwechseln.
Anschließend verfolgten die Autoren die Abhängigkeit des Gehalts an Verunreinigungen von der Lage des Weinbergs. Mit zunehmender Höhe über dem Meeresspiegel steigt die Konzentration von Anthocyanen im Verhältnis zu anderen Komponenten. Und oft sind es Anthocyane, die für den Farbreichtum des Weines verantwortlich sind. Aufgrund der Tatsache, dass das Gelände der Provinz warme flache Gebiete mit kalten Ausläufern verbindet, konnten Wissenschaftler zeigen, dass die Konzentration von Anthocyanen in Beeren das Ergebnis konkurrierender Prozesse ihrer Biosynthese und thermischen Abbaus ist. Je tiefer also der Weinberg liegt und je höher die Durchschnittstemperatur dort ist, desto weniger Anthocyane sind in den Beeren enthalten. Optimale Bedingungen, um die gewünschte Farbe für Malbek zu erhalten, sind Nächte mit einer Temperatur von 15 Grad Celsius und Tage - etwa 25 Grad Celsius.
Geografische Lage der Untersuchungsgebiete des Landkreises Mendoza
Als nächstes nutzten die Wissenschaftler maschinelles Lernen für den resultierenden Datensatz zu den Konzentrationen von Phenolverbindungen, um zu versuchen, Gebiete voneinander zu unterscheiden, selbst wenn sie sich in derselben Klimazone befinden. Als Grundlage wurde der Algorithmus eines Random Forest von 300 Bäumen zugrunde gelegt. Für das Training wurden 66,6 Prozent der Ausgangsdaten verwendet, der Rest blieb zum Testen des Algorithmus und zum Erstellen einer Fehlermatrix übrig. Die Ausgangsdaten waren die Konzentrationen von p-Cumarsäure, Delphinidin-3-O-Glucosid, Kaffeesäure, Quercetin und Peonidin-3-O-Glucosid als die wichtigsten phenolischen Verunreinigungen. Die Konzentrationen wurden für jedes Stück Land gemessen. Tests ergaben einen Fehler von 46, 72 Prozent - das bedeutet, dass Wissenschaftler dem Computer beigebracht haben, den Herkunftsort von Wein anhand seiner Zusammensetzung mit einer Genauigkeit von 53, 28 Prozent zu bestimmen.
Obwohl in der Vermarktung die Herkunft des Weines eine der Hauptrollen spielt, gelingt es selbst professionellen Verkostern nicht immer, Weine aus unterschiedlichen Klimazonen zu unterscheiden. Australische Forscher haben beispielsweise kürzlich einen Unterschied in der chemischen Zusammensetzung von Weinen aus warmen und kalten Klimazonen festgestellt. Aber die Verkoster konnten sie nicht nach Geschmack unterscheiden.
