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Mechanismus für die Aromabildung in Weintrauben identifiziert

Dem Bouquet des Weines auf der Spur

Mit zunehmender Reife reichern sich immer mehr Aromastoffe in der Haut der Weintrauben an.
Mit zunehmender Reife reichern sich immer mehr Aromastoffe in der Haut der Weintrauben an. (Bild: J. Frotscher / hs-gm)

Die meisten Weine werden aus etwa 20 verschiedenen Rebsorten gekeltert, die alle ein typisches Aroma aufweisen. Verantwortlich dafür sind die Terpene, eine vielseitige Stoffklasse, zu der auch Cholesterin und Östrogen zählen. Ein Forschungsteam hat jetzt zwei Enzyme identifiziert, die bestimmen, wie hoch der Terpenanteil - und damit die Aroma-Intensität - in Weintrauben ist. Die Erkenntnisse könnten eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung von Rebsorten spielen.

Ob Chardonnay oder Sauvignon, Dornfelder oder Merlot: Jede dieser Rebsorten besticht durch ihr eigenes Aromaprofil. Ob beim Weißwein fruchtige oder blumige Noten mitschwingen, ein Rotwein nach Muskat oder Beeren schmeckt, hängt von der Zusammensetzung der Terpene ab. Diese Verbindungen reichern sich mit zunehmendem Reifungsgrad vor allem in der Haut der Weintrauben an. Wie viel Terpen gebildet wird, hängt von äußeren Faktoren, zum Beispiel der Bodenbeschaffenheit oder Sonnenscheindauer ab.

Allerdings tragen die Terpene nur dann zum Aroma bei, wenn sie frei vorliegen, wie Prof. Wilfried Schwab vom TUM-Fachgebiet Biotechnologie der Naturstoffe erklärt: „Im Stoffwechsel der Pflanze werden die Terpene biochemisch verändert - üblicherweise durch die Anlagerung von Zuckermolekülen ‚glykosyliert’. In dieser gebundenen Form sind die Terpene allerdings nicht mehr aromaaktiv.“ In Riesling-Trauben beispielsweise kommen lediglich 20 Prozent der Terpene im freien Zustand vor.

Züchtung neuer Rebsorten: Mehr Aroma mit weniger Enzym

Das Forscherteam um Schwab hat die biochemischen Grundlagen der Terpen-Glykosylierung untersucht. Sie identifizierten zwei verwandte Enzyme, die Zuckergruppen auf verschiedene Terpene übertragen. „Damit haben wir einen grundlegenden Mechanismus gefunden, der für die Züchtung neuer oder die Veredelung bekannter Rebsorten relevant sein könnte“, so Schwab.

Züchter könnten dann gezielt Rebstöcke auswählen, deren Genprofil einen hohen Anteil an freien Terpenen erwarten lässt - und die deswegen besonders aromatisch sind. „Eine wichtige Stellschraube sind dabei die Zucker-übertragenden Enzyme“, sagt Schwab. „Wenn die Pflanze wenig Enzym herstellt, bedeutet das zugleich eine geringe Aktivität. Die Folge: Die aromaaktiven Terpene reichern sich in der Weintraube an.“ Sobald die Genprofile der bekannten Rebsorten ermittelt sind, können die neuen Erkenntnisse direkt auf die Praxis übertragen werden.

Da Terpene auch in der Kosmetikindustrie eine wichtige Rolle spielen, sind weitere Anwendungsmöglichkeiten denkbar. Ein Beispiel dafür ist die Herstellung von auf Knopfdruck aktivierbarem Aroma. Dafür könnte man Duftstoffe auf Terpenbasis als Glykoside „verpacken“. Über den Einsatz von Zucker-abspaltenden Enzymen ließe sich Freisetzung der Aromen steuern, etwa, um eine möglichst lang anhaltende Wirkung von Deodorants zu erzielen.

Die aktuelle Forschungsarbeit ist ein gemeinsames Projekt der Technischen Universität München (TUM), der Hochschule Geisenheim und der Universität Bonn. Das Projekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert (SCHW634/17-1).

Publikationen:

Activity-Based Profiling of a Physiologic Aglycone Library Reveals Sugar Acceptor Promiscuity of Family 1 UDP-Glucosyltransferases from Grape, Friedericke Bönisch, Johanna Frotscher, Sarah Stanitzek, Ernst Rühl, Matthias Wüst, Oliver Bitz, and Wilfried Schwab, Plant Physiology, DOI: 10.1104/pp.114.242578

A UDP-Glucose:Monoterpenol Glucosyltransferase Adds to the Chemical Diversity of the Grapevine Metabolome, Friedericke Bönisch, Johanna Frotscher, Sarah Stanitzek, Ernst Rühl, Matthias Wüst, Oliver Bitz, and Wilfried Schwab, Plant Physiology, DOI: 10.1104/pp.113.232470

Kontakt:
Prof. Dr. Wilfried Schwab
Technische Universität München
Fachgebiet Biotechnologie der Naturstoffe
Tel.:+49.8161.71.2913
wilfried.schwab@tum.de