Die Rolle von Eichenholz-Ellagitanninen auf die Sauerstofftransferrate in Weinfässern

Eine spezielle Kammer mit einer transparenten Seite, auf die eine sauerstoffempfindliche Sensorfolie geklebt wurde, simulierte die Bedingungen in einem mit Flüssigkeit gefüllten Eichenfass. Die gesamte Messkammer wurde aus Edelstahl mit Viton-Dichtungen gebaut, um Luftdichtigkeit zu gewährleisten. Ein Eichenholzstück, das direkt aus einer Fassstange geschnitten wurde, wurde mit Epoxidharz in der Kammer befestigt. Wein wurde durch Wasser ersetzt, da Wein ein Sauerstofffänger ist und die Permeationsmessung verfälscht hätte. Abbildung 1 A zeigt die Anfangsbedingungen, wenn das Eichenholzstück einer Fassdaube in Kontakt mit Wasser steht. Daneben wird in Abbildung 1 B die von anderen Autoren postulierte Situation gezeigt, wenn Eiche nass wird und die Sauerstoffpufferschicht arbeitet. Das Verhältnis von Holzoberfläche / Flüssigkeitsvolumen (S/V) eines 225 l Eichenweinfasses wurde auf die Messkammer angewendet, um die OTR direkt zu bestimmen. Zur Messung der gelöst Sauerstoff (DO)-Entwicklung in der Flüssigkeit wurde das Fibox 3 LCD trace in Kombination mit einem Spuren-Sauerstoffsensor (Typ PSt6, PreSens) verwendet. Für die Überwachung und 2D-Visualisierung von DO-Verteilungen an der Holz-Wasser-Grenzschicht, aber auch in angrenzenden Holzschichten, die in Kontakt mit Wasser waren, wurde das VisiSens ™ Sauerstoff-Imagingssystem in Kombination mit einer Sauerstoffsensorfolie (SF-RPSu4, 40 x 40 mm²) eingesetzt. Der Aufbau der Sauerstoffmessgeräte ist in den Abbildungen 2 A + B gezeigt. Als alle Systeme installiert waren, wurde die Flüssigkeitskammer mit Stickstoff gespült und anschließend mit sauerstoffarmem Wasser gefüllt, angetrieben durch den Stickstoffstrom, um eine Luftverunreinigung zu vermeiden. Für die ersten 5 Stunden wurden Sauerstoffmessungen jede Minute und zwischen 5 und 24 Stunden des Experiments in Abständen von 5 Minuten durchgeführt. Die ersten 24 h wurden als Tockenholzsituation betrachtet. Nach dem ersten Tag blieb das Wasser in der Kammer und mehrere Desoxygenierungszyklen wurden durchgeführt. Das Holz wurde dann zwei Wochen lang in Kontakt mit der Flüssigkeit gehalten, um die Naßholzsituation zu erreichen. Danach wurde die gleiche 24-Stunden-Aufzeichnung durchgeführt. Der Sauerstofftransfer von der Umgebungsluft durch das Eichenholz und in das Wasser während dieser unterschiedlichen Bedingungen wurde verglichen.

Die Sauerstoffmessungen unter realistischen Bedingungen - wie in einem echten Weinfass - zeigten sehr vielversprechende Ergebnisse. Die weiße vertikale Linie in Abbildung 3 zeigt die Holz-Wasser-Grenze. Das Anfangsstadium bei 0 h zeigt die Infiltration von desoxygeniertem Wasser in die angrenzende trockene Holzschicht, während diese Schicht unter nassen Bedingungen bereits durchtränkt ist (37 - 53 % Luftsättigung im Holz). Nach 5 Stunden ist die Sauerstoffdesorption in trockenem Holz deutlich erkennbar, während sie im nassen Holz viel langsamer abläuft. Sauerstoffdiffusion von Holz in das Wasser und ein Sauerstoffgradient sind bei trockenen Bedingungen offensichtlich, im feuchten Holz aber kaum zu beobachten. Die Sauerstoffpermeation in das Wasser ist in trockenem Holz um 50 % höher als in nassem Holz. Messungen nach 17 h zeigen ähnliche Ergebnisse wie nach 5 h, aber der tatsächliche DO-Gehalt im Wasser ist höher. Der steigende DO-Gehalt aufgrund von Diffusionsprozessen im Holz zeigt sich in den Sauerstoffbildern. Diese Situation wird noch deutlicher in der Endphase des Versuches, wenn das trockene Holz Luftsättigung erreicht, obwohl der Sauerstoffpartialdruckgradient kleiner ist als in früheren Stufen des Experiments. Die OTR von Eichenholz wurde unter beiden Bedingungen mit Werten von 83 bzw. 302 mg/l für feuchtes bzw. trockenes Holz berechnet (Abb. 4).

VisiSens™ ermöglichte die Beurteilung der Sauerstoffpermeation durch Eichenholz in einem Weinfass-Szenario. Diese vielversprechenden vorläufigen Ergebnisse bestätigen, dass Eichenholz sowohl unter trockenen als auch nassen Bedingungen für Sauerstoff durchlässig ist. Der Feuchtigkeitsgehalt von Holz wirkt aufgrund der geringeren Sauerstoffdiffusion in Wasser als in der Luft als Sauerstoffperme-ationsbarriere, was bereits veröffentlichte Arbeiten bestätigt. Allerdings diffundiert immer noch etwas Sauerstoff vom Holz in das Wasser, wenn das Eichenholz eingeweicht ist. Das VisiSens™-System ist eine geeignete Technik zur Untersuchung der Oxidation von wasserlöslichen Holzbestandteilen und der theoretischen Bildung von Sauerstoffbarrieren. Da der Zeitraum, in dem Holz mit Flüssigkeit in Kontakt steht, ein Schlüsselfaktor für die OTR-Entwicklung zu sein scheint, sollten in zukünftigen Studien Langzeitmessungen durchgeführt werden.