Zum Einfluss des Waldstandorts auf die Eigenschaften von Eichenholz im Hinblick auf die Weinbereitung in Barriquefässern

Cordula Fehlow

In Europa wird seit altersher das Kernholz der Stieleiche (Quercus robur L.) und der Traubeneiche (Quercus petraea Liebl.) zu Fassdauben verarbeitet. Die beiden Eichenarten unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Standortansprüche voneinander; holzanatomisch sind sie kaum zu unterscheiden.

Das Kernholz beider Eichen ist reich an niedermolekularen organischen Inhaltsstoffen (Extraktstoffe), wobei die hydrolysierbaren Polyphenole (insbesondere die Ellagtannine) die mengenmäßig wichtigste Extraktstoff-Fraktion darstellen.

Vor seiner ersten Befüllung mit Wein wird ein herkömmliches Lagerfass durch geeignete Behandlungsmaßnahmen „weingrün“ gemacht (neutralisiert), damit Geschmack und Aroma des eingelagerten Weines durch aus dem Fassholz extrahierte Substanzen nicht beeinträchtigt werden. Im Gegensatz dazu macht man sich beim Fasstyp „Barrique“ die Beeinflussung des Füllgutes durch Holzextraktstoffe für die sensorische Bereicherung des eingelagerten Weines zunutze.

Bevor das Daubholz zu Fässern verarbeitet werden kann, muss sein Feuchtegehalt herabgesetzt werden. Die Lufttrocknung des Fassholzes bewirkt neben der Reduzierung des Feuchtegehaltes auch Veränderungen in den Gehalten der einzelnen Extraktstoffe. Neben der durchweg geringen Größe von Barriquefässern besteht der wichtigste Unterschied zum herkömmlichen Lagerfass in der inseitigen „Toastung“ des Fassrumpfes und seit einiger Zeit auch der Fassböden über offenem Holzfeuer.

Unter dem Einfluss der hohen Temperatur während der Toastung werden die bitter und adstringierend schmeckenden Ellagtannine abgereichert und hydrolytisch verändert. Durch partielle thermische Zerstörung der Holzsubstanz werden darüber hinaus große Mengen an niedermolekularen Verbindungen gebildet, die im ungetoasteten Holz nur in Spuren vorliegen:
- Aus den Hemicellulosen entstehen u.a. als Karamelisierungsprodukte der Kohlehydrate Furanderivate.
- Aus dem Lignin werden hauptsächlich aromatische Aldehyde und flüchtige Phenole (einfache Phenole) freigesetzt.
- In einem bestimmten Temperaturbereich erhöht sich der Gehalt an sogenannten Eichenlactonen (cis- und trans- -methyl--Octalacton).
Die in den von der Toastung beeinflussten oberen Millimetern der Fass-Innenfläche enthaltenen Verbindungen werden von eingelagerten Wein extrahiert.

Bei der Weinbereitung in Barriquefässern ist nicht nur die Extraktion von Holzinhaltsstoffen, sondern auch der über die Fasswandungen erfolgende Eintrag von Luftsauerstoff in das Füllgut von großer Bedeutung. Die vielfältigen Wechselwirkungen zwischen Weininhaltstoffen, Holzinhaltstoffen und Luftsauerstoff zum einen, sowie die Stoffwechselaktivität der für die Weinentstehung entscheidenden Mikroorganismen zum anderen führen zu der besonderen sensorischen Charakteristik der aus Barriquefässern hervorgehenden Rot- und Weißweine.

 
Ziele der Arbeit
Ziel der Arbeit war die Klärung der Frage, ob und inwieweit Zusammenhänge zwischen der geographischen Herkunft (Standort) von Eichen zum einen und bestimmten Eigenschaften ihres Holzes zum anderen bestehen, die im Hinblick auf die Weinbereitung in Barriquefässern relevant sind. Ferner wurde der Frage nachgegangen, ob und inwieweit zwischen den ermittelten chemischen Analyseergebnissen und den Ergebnissen von Verkostungen der mit den untersuchten Eichenhölzern in Kontakt gebrachten Weine Beziehungen hergeleitet werden können.

Versuchsdurchführung
Aus zahlreichen Untersuchungen geht hervor, dass aus dem Holz der Stieleiche höhere Mengen an Polyphenolen und nur geringe Mengen an Eichenlactonen extrahiert werden, während das Traubeneicheholz vergleichsweise weniger Polyphenole und meist höhere Lactongehalte aufweist. Um die Eichenspezies als Einflussfaktor auf die Extraktstoffzusammensetzung auszuklammern, wurden daher ausschließlich Fasshölzer der Traubeneiche untersucht.

Fassholz 1 stammte von einem Standort im südlichen Taunus („Wi“), Fassholz 2 von einem Standort auf der westlichen Fränkischen Platte („Sp“) und Fassholz 3 von einem Standort im mittleren Pfälzerwald („Pf“). Die zu einheitlich dimensionierten Probebrettchen zerlegten Fasshölzer wurden luftgetrocknet; ein Teil der lufttrockenen Brettchen wurde einer Ofentoastung unter standardisierten Bedingungen unterzogen.

In einer modellhaften Versuchsanstellung wurden Kollektive frischer, ungetoasteter und getoasteter Brettchen im Weißwein mazeriert. Parallel dazu erfolgte die Bereitung eines Weißweines in drei Barriquefässern, die aus Traubeneichenhölzern gleicher Standortstypen gefertigt waren.

Die Messung einiger anatomisch-physikalischer Parameter sowie die Bestimmung der Extraktstoffgehalte erfolgte an Probebrettchen der drei Hölzer bzw. an daraus gewonnenen Teilproben. Die aus der modellhaften Versuchsanstellung hervorgegangenen Weine wurden weinanalytisch untersucht, ebenso die fassgelagerten Weine und die jeweilige 0-Variante (Wein ohne Holzkontakt). Darüber hinaus wurden in den fassgelagerten Varianten dieselben Holzextraktstoffe bestimmt wie bei der Holzanalyse.
Die Wein-Varianten wurden in einer Reihe von Verkostungen sensorisch ausgewertet.

Ergebnisse
An den verwendeten Eichenhölzern wurden einige physikalisch-technologische Eigenschaften sowie eine Reihe chemischer Parameter ermittelt.

(1)  Anatomisch-physikalische Parameter

Mittlere Jahrringbreite
Nach der Klassifizierung der Eichen-Fasshölzer gemäß ihrem Jahrringbau fallen Wi und Pf in die Kategorie „feinjährig“ (schmalringig), während Sp der Kategorie „halb-feinjährig“ zuzuordnen ist.

Bei den Wi-Eichen ist die Bildung gleichmäßig-schmaler Jahrringe möglicherweise auf den hohen Konkurrenzdruck zurückzuführen, den die (gleichaltrige) Rotbuche an diesem wüchsigen Standort auf die Traubeneiche ausübt. Im Falle der Pf-Eichen lassen die Standortsfaktoren (Trockenheit, geringe Basenversorgung bzw. Bodenversauerung) schmalringiges Holz entstehen. Einzelne Querschnitte mit mittleren Ringbreiten unter 1mm stammen aus den peripheren Kernholzzonen der gegenüber Wi und Sp um mehr als 100 Jahre älteren Pf-Eichen. Der vergleichsweise gröbere Jahrringbau der Sp-Eichen ist vermutlich auf die waldbauliche Behandlung in der Vergangenheit (Mittelwaldwirtschaft) in Verbindung mit den günstigen Wuchsbedingungen dieses Standortes zurückzuführen.

Rohdichte und ihre Veränderung während der Toastung
Im Falle von Wi induziert die hohe Sommerwärme des südlichen Taunus die Bildung besonders faserreichen Spätholzes und damit die gegenüber Sp und Pf hohe Rohdichte (geringe Porosität) dieses Holzes. Demgegenüber sind die Anteile an weitlumigen Zellarten in den aus kühleren Wuchsbezirken stammenden Hölzern Sp und Pf höher, entsprechend einer gegenüber Wi geringeren Rohdichte bzw. größeren Porosität. Proben aus den peripheren Holzzonen der Pf-Alteichen weisen die niedrigsten Einzel-Rohdichten auf.

Der Toastungsprozess führt zu einer Abnahme der Rohdichte (Zunahme der Porosität) aufgrund des Verlustes an gebundenem Wasser und Holzsubstanz.
Der toastungsbedingte Substanzverlust ist beim porenarmen Holz Wi gegenüber Sp und Pf am geringsten.

Oberflächenrauheit
Bei den Holzoberflächen, die nicht exakt in der Radialebene liegen („Halbspiegel“) führt die Toastung zu einer erhöhten Rauheit, während sie bei den exakt in der Radialebene liegenden Oberflächen („Vollspiegel“) eine Verminderung der Rauheit bewirkt.

Die toastungsbedingte Veränderung der Oberflächenrauheit (Zunahme oder Abnahme) ist beim dichten, porenarmen Holz Wi vergleichsweise schwach ausgeprägt.

Mit zunehmender Rauheit der Proben-Oberflächen steigt deren Benetzbarkeit. Bei den getoasteten Halbspiegel-Oberflächen poröser Fasshölzer (Sp und Pf) ist daher eine intensivere Einwirkung der benetzenden Flüssigkeit zu erwarten.

(2)  chemische Holzanalyse

Pentosane
Aus dem Holz Wi wurden sowohl vor als auch nach Ofentoastung vergleichsweise geringe Mengen dieser Hemicellulosen extrahiert. Die aus Sp und Pf extrahierten Mengen an Pentosanen sind weitaus höher.
Die Toastung vermindert den Pentosangehalt durch partielle thermische Degradation der Hemicellulosen.

Furane und Furanderivate
In den wässrigen Ethanol-Extrakten der ungetoasteten Eichenhölzer wurden nur geringe Mengen an Furfural gefunden, während das 5-Methylfurfural analytisch nicht nachweisbar war. Die Toastung führt zur Freisetzung von 5-Methylfurfural und zur Bildung erheblicher Mengen an Furfural durch partielle Thermodegradation der Kohlenhydrate.

Unter den getoasteten Hölzern wurde die vergleichsweise geringste Menge an Furanen und Furanderivaten aus Wi extrahiert, während die Gehalte in den beiden anderen Hölzern um ein Vielfaches darüber lagen, mit dem Höchstgehalt bei Sp.
Die stark differierenden Mengen während der Toastung freigesetzter und vom Lösungsmittel extrahierter Furanderivate werden auf die unterschiedliche Porosität/Porenstruktur der Eichenhölzer und deren unterschiedliche wärmeisolierende Eigenschaften zurückgeführt.

Eichenlactone
Die in den wässrigen Ethanol-Extrakten der ungetoasteten und getoasteten Eichenhölzer gefundenen Gehalte an trans-Eichenlacton, cis-Eichenlacton und Gesamt-Eichenlacton (trans + cis) differieren zum Teil erheblich.
In den ungetoasteten Hölzern Wi und Sp liegen die Gesamt-Eichenlacton-Gehalte in gleicher Größenordnung, während in Pf aufgrund des hohen Gehaltes an cis-Isomer die rund 2 ½-fache Menge gefunden wurde. Es wird vermutet, dass die höheren Lactongehalte im ungetoasteten Holz Pf in Zusammenhang mit dem weitaus höheren Baumalter der Pf-Eichen stehen.

Dementsprechend sind Traubeneichenhölzer von „mageren“ Standorten reicher an Eichenlactonen als solche von „wüchsigen“ Standorten, da gleiche Stammdurchmesser aufgrund des langsameren Baumwachstums in vergleichsweise höherem Alter erreicht werden. Darüber hinaus ist das Isomeren-Verhältnis in schmalringig erwachsenen Traubeneichenhölzern zugunsten der cis-Form verschoben.

Ligninderivate
Durch partielle thermische Spaltung des Lignins kommt es während der Toastung zu einer starken Erhöhung der Gehalte an flüchtigen Phenolen und Vanillin.

Flüchtige organische Säuren
In den ungetoasteten Eichenhölzern stehen den geringen Gehalten an Ameisensäure um ein Vielfaches höhere Essigsäuregehalte gegenüber.
Die Toastung führt zu einem beträchtlichen Zuwachs an Ameisensäure und zu einem vergleichsweise geringeren Zuwachs an Essigsäure, wobei die absoluten Gehalte an Ameisensäure auch in den getoasteten Hölzern weit unter den Essigsäuregehalten liegen.

Vermutlich bedingt durch eine der Verarbeitung zu Probebrettchen vorausgehende kurzfristige Lagerung des Pf-Holzes im Freien sind die Gehalte an flüchtigen Säuren aufgrund des Verlustes eines Teils der stark flüchtigen Essigsäure im ungetoasteten Holz Pf vergleichbar gering wie bei Wi. Sp weist den Höchstgehalt an Essigsäure auf.

Es wird angenommen, dass in Abhängigkeit der Porenstruktur des jeweiligen Eichenholzes unterschiedliche Anteile der während der Toastung freigesetzten Essigsäure mit dem Wasserdampf aus dem Holz entweichen und sich somit der Analyse entziehen.

Aus den Analyseergebnissen abgeleitete Relativwerte
Lässt man die hohen Gehalte an Furanderivaten ausser Betracht, so machen die Relationen der Gehalte der übrigen Extraktstoffe bzw. Extraktstoff-Fraktionen zueinander deutlich, dass das cis-Eichenlacton und das Vanillin die dominierenden Komponenten in den Extrakten der ungetoasteten und getoasteten Hölzer Wi und Pf darstellen, während bei Sp die flüchtigen Phenole und das Vanillin (Ligninderivate) überwiegen.

Es wird vorgeschlagen, die Relation Vanillin/Flüchtige Phenole – in Ergänzung zu anderen Kriterien – als Kennziffer für das Ausmaß der Thermodegradation und damit den Toastgrad heranzuziehen.

(3)  Weinanalyse

Durch den Kontakt der Weine mit den Eichenhölzern kommt es zu einer Erhöhung der Gesamtphenolgehalte gegenüber der jeweiligen 0-Variante (Wein ohne Holzkontakt) aufgrund der Extraktion von Polyphenolen aus dem Holz. Entsprechend ihrer Porenstruktur wurden aus den frischen Hölzern Sp und Pf höhere Mengen an Polyphenolen im Vergleich zu Wi freigesetzt. Die Gesamtphenolzunahme der Frischholz-Varianten entspricht dem „Extraktionsmuster“ der gleichfalls nicht flüchtigen Pentosane.
Bei Sp waren Freilufttrocknung und Ofentoastung jeweils mit einer deutlichen Abnahme des Gesamtphenolgehaltes verbunden. Bei Pf führte lediglich die Freilufttrocknung zu einer deutlichen Verminderung des Gesamtphenolgehaltes. Im porenarmen Holz Wi führten weder die Freilufttrocknung noch die Ofentoastung zu einer durch die Folin-Ciocalteu-Methode erfassten Abnahme der Gesamtphenolgehalte. Selbst unter den Bedingungen der Weinbereitung in den Barriquefässern blieb die verminderte Freisetzung von Polyphenolen aus dem Holz Wi erkennbar.

Aufgrund der Unterschiede bezüglich Lufttrocknung und Toastung der Probebrettchen gegenüber der Verarbeitung des Fassholzes durch den Küfer sowie den von der Fassweinbereitung abweichenden Extraktionsbedingungen in den Ethanol-Extrakten wurden in den fassgelagerten Weinen weitaus geringere absolute Mengen an Holzkomponenten gefunden als bei der chemischen Holzanalyse.

Die einzige deutliche Parallele zu den Ergebnissen der Holzanalyse ist der gegenüber Wi und Sp erhöhte Gehalt an cis-Eichenlacton in der holzfassgelagerten Pf-Variante.

Das zugunsten der cis-Form verschobene Isomerenverhältnis in der fassgelagerten Sp-Variante sowie deren höherer Gehalt an cis-Isomer gegenüber Wi stehen im Kontrast zu den Ergebnissen der Holzanalyse, wonach bei Sp ein Überwiegen des trans-Isomers und gegenüber Wi eine weitaus geringere Menge an cis-Isomer gefunden wurde.

Als Ursache wird der höhere Feuchtegehalt der zur Toastung anstehenden Fassrümpfe nach dem Wölben der Dauben im Wasserdampf gegenüber den lufttrockenen Probebrettchen angenommen, der möglicherweise zu einer weniger intensiven Thermodegradation führt.
Ferner wird aus der Relation Vanillin/ Flüchtige Phenole in den fassgelagerten Varianten Wi und Pf geschlossen, dass bei Fasshölzern hoher Dichte der Toastgrad (Ausmaß der Thermodegradation) durch Variation der Toastungsbedingungen vergleichsweise wenig verändert wird.

(4)  Sensorik

Die Gesamtheit der Verkostungsergebnisse lässt sich wie folgt zusammenfassen:

- Abweichende Gehalte an Polyphenolen aus dem Eichenholz wurden sensorisch nicht erkannt.
- Zwischen den Fasshölzern wurden keine statistisch gesicherten Unterschiede hinsichtlich der Ausprägung einer Reihe sensorischer Attribute gefunden.
- Die Rangordnungsprüfungen ergaben durchweg eine teils tendenzielle, teils signifikante Bevorzugung von Pf gegenüber den Wi- und Sp-Varianten.
- Pf wies die höchste sensorische Wiedererkennbarkeit auf.
- Das Belüften der aus der Holzfasslagerung hervorgegangenen Varianten nach anderthalbjährigem Flaschenlager ließ die Holzaromen stärker hervortreten, so dass im Dreieckstest Pf signifikant von Wi und Sp unterschieden werden konnte, während kein Unterschied zwischen Wi und Sp gefunden wurde.
- Die Unterscheidbarkeit von Pf gegenüber Wi und Sp sowie negative oder positive persönliche Präferenzen der Prüfer stehen in engem Zusammenhang mit den Gehalten an cis-Eichenlacton.
- Die höheren Gehalte an cis-Eichenlacton in den Pf-Varianten bewirken eine tendenziell stärkere Ausprägung der Attribute „Vanille“ und „Haselnuss“.
- Die höhere „Komplexität“ (sensorische Vielfalt), welche die Verkostungsteilnehmer der holzfassgelagerten Pf-Variante zuschrieben, wird in Verbindung mit dem höheren Gehalt an cis-Eichenlacton gebracht, möglicherweise im Zusammenwirken mit erhöhten Vanillingehalten.

Copyright 1996-2008  - quelle: Forschungsanstalt Geisenheim

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Danke für diesen sehr informativen Beitrag!
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