Alles auf einen Blick – dank Metabolomik: ein Interview mit Fulvio Mattivi

Im Rahmen seiner kontinuierlichen Forschungsarbeit im Bereich Sauerstoffmanagement , kooperiert Nomacorc mit einer Reihe von Forschungspartnern in aller Welt. Das ergänzende Fachwissen dieser Partner verhilft Nomacorc zu einem besseren Verständnis der zahlreichen Faktoren, die in diesem Zusammenhang eine Rolle spielen, wie zum Beispiel Weinphenole, Oxidationschemie, Weinaromachemie, Weinmetabolomik, angewandte Önologie und Sensorik. Hier ein Gespräch mit Dr. Fulvio Mattivi, Forscher der Edmund Mach Foundation in Trento, Italien,Fulvio Mattivi der mit Metabolomik einen höchst innovativen Ansatz gewählt hat, um bessere, weitreichendere Analysen der Auswirkungen von Sauerstoff auf Wein liefern zu können.  

Können Sie mir mehr über das Projekt erzählen, an dem Sie gemeinsam mit Nomacorc arbeiten?

Gerne! Dieses Projekt stellt uns vor ziemliche Herausforderungen, denn wir wollen die Auswirkungen untersuchen, die selbst geringste Mengen Sauerstoff zum Zeitpunkt der Abfüllung haben. Wir wollen sehen, ob es wahr ist – und aufgrund empirischer Erfahrung glauben wir, dass es wahr ist – dass bereits ein paar wenige Milligramm Sauerstoff, die bei oder nach der Abfüllung zugegeben werden, die Aromen eines Weines, und hier insbesondere eines Weißweins, beeinflussen können.

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Sie nutzen dafür eine Technologie, die Metabolomik genannt wird. Können Sie uns diesen Ansatz näher erläutern?

Das Schlüsselwort bei Metabolomik heißt „ungezielt“. Für die praktische Anwendung bedeutet das, dass wir durch Metabolomik bisher unbekannte Verbindungen in gleicher Weise analysieren können wie schon bekannte. Das kommt daher, dass das Analyseinstrument selbst alles messen kann, was sich durch die angewandte Methode hervorheben lässt. Normalerweise ziehen Analysten es vor, die Instrumente so auszuwählen und einzurichten, dass sie optimal sehen können, was sie bereits kennen. Durch Metabolomik versuchen wir, dieses Feld erheblich auszuweiten, um noch viel mehr erkennen zu können. So erhöhen wir die Anzahl der Verbindungen, die wir beobachten und messen können, in beträchtlichem Maße und haben dann die Möglichkeit, diejenigen Verbindungen zu verfolgen, die eine spezifische Reaktion zeigen – in diesem Fall eine Reaktion auf Sauerstoff.

Anders gesagt, Sie erhalten einerseits ein umfassendes Profil, können andererseits den Fokus aber auch auf Faktoren legen, die noch nicht identifiziert sind?

Richtig. Nicht die Experimente sind neu, sondern die Art und Weise, in der wir sie durchführen. Auch die Abdeckung, die wir anstreben, legt einen gewissen Ehrgeiz an den Tag, denn wir nutzen zwei separate Technologien: Zum einen ist das die zweidimensionale Chromatographie mit Flugzeitmassenspektrometrie, um flüchtige Verbindungen zu entdecken. Diese Technologie ist erst vor Kurzem aufgekommen und lässt, mit einer einzigen Analyse, je nach Wein, 600 bis 800 Verbindungen erkennen – also das Dreifache dessen, was uns die zuvor beste Analysemethode für flüchtige Verbindungen hat sehen lassen. Für nicht-flüchtige Verbindungen machen wir im Prinzip das Gleiche, nutzen hierfür jedoch Ultrahochdruckflüssigchromatographie gekoppelt mit einem hybriden Quadrupole-Flugzeitmassenspektrometer, das mit hoher Auflösung und Massengenauigkeit arbeitet. Mit dieser Methode können wir auch hier wieder durch eine einzige Messung ein Profil von etwa 700 bis 800 Verbindungen erstellen. Die Gesamtheit der Verbindungen ist recht individuell, so dass wir in diesem Experiment wahrscheinlich mehr als 2.000 Verbindungen sehen werden.

Das ist ein ziemliches Dickicht…

Ja, das kann man wohl sagen… insbesondere, da jede dieser Verbindungen etwa 10 bis 20 Signale erzeugen wird. Dennoch – der Großteil der Verbindungen in Wein, d.h. mindestens 70 oder 80 %, ändert sich selbst dann nicht, wenn man den Wein stark oxidieren lässt. Bei diesem Experiment bewegen sich nur die wenigsten von ihnen. Zunächst sammeln wir also alle Daten, dann filtern wir sie in einem Experiment, das darauf ausgerichtet ist, all das herauszusortieren, was sich nicht ändert – um diesen Teil brauchen wir uns dann gar nicht kümmern. Und so können wir uns schließlich auf die paar Dutzend Verbindungen konzentrieren, die sich tatsächlich bewegen. Auf diese Weise erkennen wir, welche dieser Verbindungen konsistent sind, d.h. welche durchgängig reagieren – in unterschiedlichen Maßen vielleicht, aber eben durchgängig bei allen Weinen, die wir untersuchen. Wir wollen nämlich nicht nur die Antworten finden, die für, sagen wir, die Interaktion von Chardonnay mit Sauerstoff gelten, sondern allgemeingültige Daten für alle Weißweine. Dieses erste Experiment haben wir vor einigen Monaten abgeschlossen und jetzt arbeiten wir daran, den entsprechenden Datensatz immer weiter zu reduzieren, um uns nach und nach auf eine geringere Anzahl von Verbindungen konzentrieren zu können, deren tatsächliche Relevanz für die zugrundeliegende Chemie zunehmend deutlicher wird.

Gibt es irgendwelche spezifischen „Schuldigen“, die Sie in diesem Stadium identifizieren?

Wenn Sie mit einer Hochdurchsatztechnologie arbeiten, müssen Sie mit einer Hypothese beginnen. In diesem Fall besteht die Haupthypothese darin, dass Schwefeldioxid und Ascorbinsäure, die bekannten exogenen Antioxidantien, die zum Schutz des Weines vor der Abfüllung generell zugesetzt werden, als erste reagieren sollten. Durch die Demonstration der Reaktion dieser Marker können wir den Nachweis führen, dass dieses Experiment geeignet ist, erkennen zu lassen, wie kleine Mengen Sauerstoff auf die einzelnen Verbindungen verteilt werden. Sie müssen bedenken, dass wir hier von 3 mg Sauerstoff pro Liter sprechen, die Dutzende von Reaktionen auslösen. Unser Ziel dabei ist es herauszufinden, welche dieser Reaktionen als erste, zweite, dritte und so weiter abläuft. Die ersten beiden stehen eindeutig mit den exogenen Antioxidantien im Zusammenhang – und jetzt verfolgen wir verschiedene Verbindungen, die ebenfalls durch Sauerstoff beeinflusst werden; sowohl flüchtige als auch nicht-flüchtige.

Wie könnten Ihre Erkenntnisse in der Praxis angewandt werden?

Die Metabolomik ist deshalb so interessant für uns, weil sie uns erlaubt, reale Probleme zu untersuchen, für die wir auf rein chemischer Ebene keine umfassende Erklärung finden. Sie ermöglicht uns zu sehen, ob es – jenseits der bekannten Faktoren – noch weitere gibt, die uns die gesuchte Erklärung liefern können. Aktuell ist es beispielsweise nicht möglich vorauszusagen, welcher Wein durch nur ein paar Milligramm Sauerstoff mehr ruiniert werden könnte, welcher gleich bleiben oder welcher verbessert werden könnte. Eine Konsequenz daraus ist, dass Winzer, da sie natürlich kein Risiko eingehen wollen, größere Mengen Schwefeldioxid zusetzen müssen, um ihren Wein zu schützen. Es sollte jedoch möglich sein, diese Mengen zu reduzieren, wenn wir genau sagen können, welche Verbindungen im Wein spezifisch mit Sauerstoff reagieren. Aus diesem Grund suchen wir neue Marker neben Schwefeldioxid und Ascorbinsäure. Unser Ziel besteht nämlich nicht nur darin, tiefere Einblicke in die Weinchemie zu erlangen – wir hoffen vielmehr, dass es gelingt, hilfreiche Marker zu entdecken, die künftig routinemäßig gemessen werden könnten, um die Interaktion eines Weines mit Sauerstoff vor Abfüllung vorauszusagen. Gegenwärtig lassen sich diese anderen Verbindungen nur mithilfe sehr teurer und komplexer Technologien messen. Doch da wir jetzt wissen, dass wir uns auf ein paar wenige davon konzentrieren können, können wir uns eine routinemäßigere Art und Weise ihrer Analyse vorstellen und eine neue Methode bieten, um vorherzusagen, wie ein Wein mit Sauerstoff interagieren wird.

Foto mit freundlicher Genehmigung von: Edmund Mach Foundation .

Über den Autor

Seit 1997 schreibt der Journalist, Herausgeber und Übersetzer aus Quebec, Rémy Charles, über Wein und Essen für viele kanadische Publikationen wie Le Devoir, Le Soleil, Coup de Pouce, Chatelaine, EnRoute, Palate Press, Punch Drink, Chacun son vin und Cellier. Oft wird er im Radio gehört in Sendungen von Radio-Kanada und im CJAD, dem Montreal Radiosender.
Er ist ebenfalls Jurymitglied in Wettbewerben von nationalen und internationalen Weinen, darunter die National Wine Awards of Canada und die World Wine Awards of Canada, die von WineAlign orgnisiert werden.

Rémy Charest Photo Credit: Jason Dziver

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