Zu den weitreichenden Folgen des Klimawandels gehört zwangsläufig auch die Produktion von Nahrungsmitteln und Getränken, darunter auch Wein.
In Neuseeland ist die Weinherstellung ein wichtiges Geschäft mit Exporten im Wert von mehr als 2 Milliarden NZ$ pro Jahr.
Früher Studien haben bereits darauf hingewiesen, dass Eigenschaften von Weinreben wie Blüte und Traubenzuckerreife mit klimatischen Veränderungen zusammenhängen könnten. Doch bisher wurde den Mikroben, die Trauben vergären, wenig Beachtung geschenkt.
Unser neuer Forschung untersucht, wie Hefen, Bakterien und Pilze durch Temperatur- und Niederschlagsänderungen beeinflusst werden können.
Mikroben, Wein und der begehrte Goldstern
Ohne Mikroben bleibt uns nur Traubensaft.
Es ist allgemein bekannt, dass einzelne Hefestämme (am häufigsten Saccharomyces cerevisiae), die zur Gärung von Traubensaft zu Wein verwendet werden, eine wichtige Rolle bei der Bildung einer Reihe chemischer Verbindungen spielen, die den Geschmack, das Aroma und das Mundgefühl von Wein beeinflussen. Eine „gute“ Sorte (oder Sorten) kann den Unterschied zwischen einer Goldauszeichnung oder einer Flasche Plonk ausmachen.
Herkömmliche kommerzielle Winzer neigen dazu, etablierte Stämme von Hefelieferanten zu verwenden, um eine höhere Sicherheit für ihren Produktionsplan und die Konsistenz des Endprodukts zu gewährleisten. Nichtsdestotrotz verfügt jede Saftcharge zwangsläufig bereits über eine eigene, vielfältige Gemeinschaft von Mikroorganismen, von denen einige im Laufe ihrer Entwicklung ihren eigenen Einfluss auf den Wein ausüben werden.
Einige Winzer verzichten auf die Zugabe kommerzieller Hefe und verlassen sich bei der Arbeit auf die einheimische Mikroflora in und auf die Trauben. Dieser Prozess kann entweder als spontane oder als „wilde“ Fermentation bezeichnet werden.
In solchen Fällen sind die Rolle und Vielfalt dieser Mikroben für die Entwicklung des Weins und seine Qualität von entscheidender Bedeutung. Verschieden Studien haben gezeigt, dass die mikrobiellen Populationen in einer bestimmten Weinbauregion unterschiedlich sein können und dazu beitragen Terroir des Weines.
Was aber, wenn sie sich im Laufe der Zeit und in verschiedenen Klimazonen ändern?
Klimafaktoren und sich verändernde Mikroben
In Zusammenarbeit mit Greystone Wines, einem Bio-Winzer in North Canterbury, hatten wir die Gelegenheit zu untersuchen, wie sich mikrobielle Ökosysteme (Hefen, Bakterien und Pilze) bei der Bio-Weinherstellung zwischen den Jahrgängen veränderten.
Wir haben uns vorgenommen, dies zu testen, indem wir den Most (Traubensaft, der während der Gärung entnommen wurde) analysieren. Wir haben auch getestet, wie ihre Pinot Noir-Weine in zwei verschiedenen Produktionsjahren, 2018 und 2021, in ihrem Weingut und Weinberg wilden Mikroben ausgesetzt waren.
Anschließend haben wir diese Proben einem molekulargenetischen Verfahren namens „Metabarcoding“ unterzogen. Dabei werden universelle Genmarker, die in jedem einzelnen bekannten Beispiel von Bakterien, Pilzen und Hefen vorkommen, verwendet, um die Diversität und Verteilung von Mikroben in den zu verschiedenen Zeitpunkten der Weinproduktion entnommenen Proben zu beschreiben.
Der Ergebnisse waren auffällig. Proben aus dem Jahrgang 2018 enthielten bestimmte Organismen, die im Jahrgang 2021 offenbar völlig fehlten – und umgekehrt.
Wir fanden signifikante Unterschiede zwischen den Jahrgängen, am auffälligsten bei Bakterien (wobei 12 von 16 Organismen in einem Jahrgang vorhanden waren, im anderen jedoch nicht). Bei den Pilz- und Hefearten fanden wir sechs von insgesamt zwölf Organismen, die zwischen den Ernten schwankten.
Was könnte diese Unterschiede verursachen? Wir gehen davon aus, dass Temperatur- und Niederschlagsschwankungen eine wichtige Rolle spielen.
Anhand öffentlich verfügbarer Klimadaten zu Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Niederschlag zur Modellierung klimatischer Unterschiede haben wir festgestellt, dass insbesondere die Temperatur, aber auch die Luftfeuchtigkeit wichtige Faktoren bei der Beeinflussung der Zusammensetzung verschiedener Mikrobenpopulationen sein können. Auch der durchschnittliche Niederschlag während der einzelnen Produktionsperioden war sehr unterschiedlich.
Temperatur und Feuchtigkeit sind etablierte Faktoren, die das mikrobielle Wachstum beeinflussen, aber derart starke Unterschiede zwischen den Populationen zu beobachten, war für uns eine Überraschung.
Auswirkungen der klimatischen und mikrobiellen Vielfalt auf Weine
Gärhefen sind die Hauptakteure bei der Umwandlung von Traubenfruchtzucker in Alkohol, der primären Reaktion bei der Weinherstellung. Wie oben erwähnt, tragen sie auch zur Produktion einer Reihe anderer Chemikalien bei, die für den Gesamtgeschmack und die Wahrnehmung des Weins von Bedeutung sind.
Verschiedene Hefestämme produzieren unterschiedliche Verbindungen. Schon in den frühen Stadien der Gärung können bestimmte Hefen die Gesamtqualität des Weins beeinträchtigen. Die meisten Bakterien sind nicht gut an die eher rauen Umgebungen von Wein angepasst (Ethanol ist giftig, daher wird es als Desinfektionsmittel verwendet); Allerdings können sich einige vermehren, und einige verderben bekanntermaßen.
Wie Hefen gibt jedes Bakterium, das sich im Traubensaft (auch nur für kurze Zeit) vermehren kann, Chemikalien an den Wein ab. Ob solche Chemikalien für den Menschen wahrnehmbar, vorteilhaft oder unerwünscht sind oder nicht, hängt ganz von der einzelnen Chemikalie ab.
Es wird erwartet, dass einige der beobachteten Organismen bekannte Anpassungen an die Weinumgebung aufweisen. Besonders auffällig ist jedoch im Jahrgang 2021 die Dominanz eines Bakteriums (Tatumella), das zuvor in Weinanbaugebieten im Ausland vorkam. Seine Rolle ist unbekannt.
Was bedeutet das für die neuseeländische und auch die internationale Weinindustrie? Wir wissen noch nicht, ob sich die Veränderungen in der mikrobiellen Vielfalt auf die Geschmacksprofile dieser beiden Jahrgänge auswirken. Man kann jedoch mit Vorsicht sagen, dass Veränderungen der Mikrobenpopulationen bei der Weinherstellung mit Unterschieden bei den klimatischen Faktoren verbunden sind.
Daher ist es wichtig, dass wir das volle Ausmaß der Auswirkungen des Klimawandels auf die Weinherstellung verstehen, um besser auf den Schutz der Branche vorbereitet zu sein.
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