Abgeschlossene Projekte

Hefecharakterisierung mittels molekularbiologischer Methoden

Laufzeit: 2004-2005

Projektleiter: Dr. Karin Mandl

Kooperationspartner: Boku, Wien

Die Hefe ist ein wichtiger Mikroorganismus, der auf vielen Obstsorten vorkommt und dabei in der Obst- und Weinbereitung auf Grund seiner Eigenschaft Zucker zu Alkohol zu vergären, eine wichtige Rolle spielt. Für die Winzer wird es eine immer größere Herausforderung die richtige Hefe für ihren Wein zu finden, da jede Hefe verschiedene Nebenprodukte erzeugt, die ein bestimmtes Aromaprofil im Wein verursachen. Über die Hefe sind bereits viele physiologische Vorgänge wie auch genetische Abschnitte bekannt. Die Hefe wurde bereits vollständig sequenziert und diese Daten sind in Datenbanken veröffentlicht. Diese Informationen stellen die Grundlage für die Differenzierung der Hefestämme dar.

Ziel der Arbeit ist es:

Rasche Identifizierung kommerzieller Hefen als Basis für die Zuordnung von Wildhefen

Erfassung des Verwandtschaftsgrades dieser Hefen

Erstellung eines Konzeptes zur Verbesserung der Produktionsbedingungen im Weinkeller

Laufzeit: 2004-2005
Projektleiter: Dr. Karin Mandl

Kooperationspartner: Boku, Wien, Stift Klosterneuburg

Die HBLA und BA für Wein- und Obstbau kooperierte mit dem Weingut Stift Klosterneuburg. Für die Winzer wird es immer wichtiger Qualitätsmanagement im Keller zu betreiben, da die Anforderungen an das Produkt Wein immer höher werden. Ziel dieser wissenschaftlichen Tätigkeit war es ein HACCP Konzept und ein Konzept zur  Optimierung der hygienischen Bedingungen im Keller zu erstellen, um die Produktionsbedingungen zu verbessern und die Rückverfolgbarkeit zu gewähren. Als Versuchmodell dienten die Produktionsanlage des Stiftes Klosterneuburgs.

Qualitätsbestimmende Mikroorganismen auf Trauben und Früchten

Laufzeit: 2003-2004

Projektleiter: DI Dr. Susanne Berger

Kooperationspartner: Abteilung Rebenzüchtung, Klosterneuburg

Die Forderung nach höherer Sicherheit in Lebensmitteln besteht für Trauben und Früchte ebenso, wie die verstärkte Praxis schonender Verfahren zur Gewinnung ernährungsphysiologisch wertvoller Trauben- und Fruchtprodukte.

Ziele des Projektes sind die Etablierung molekularer Diagnoseverfahren für die Beurteilung von Rohware und Verbesserung von selektionierten Weinhefestämmen.

Während des ersten Projektjahres wurde aus mehreren gebietstypischen selektionierten Hefen ein Stamm aufgrund seiner guten Gäreigenschaften, seines moderaten Aminosäurebedarfes und seiner ausgezeichneten Absetzeigenschaften nach vollendeter Gärung ausgewählt und im Versuchsmaßstab durch unsere Partnerfirma als Trockenhefe für die Weinbereitung im Herbst 2003 bereitgestellt. Die mit dieser Trockenhefe hergestellten Weine zeichnen sich durch Typizität und Fruchtigkeit aus. Im Jahre 2004 kam die Hefe unter den Namen Pinotype auf den Markt.    

Aufgrund des Vergleiches mehrerer PCR (Polymerase Chain Reaction) -Analysenmethoden hat sich erwiesen, dass dieser neue Stamm mittels Microsatelliten-Analyse einfach und kostengünstig typisiert und von anderen kommerziellen Hefen eindeutig unterschieden werden kann.

PCR-Analyse für die Rückverfolgung von Weinhefen wurde erfolgreich erprobt.

Für die Identifikation einiger Bakterien, die aus Most oder Wein stammen, eignet sich nach ersten Versuchen die RAPD-PCR (Random-Amplified-Polymorphic-DNA-Polymerase Chain Reaction)-Analyse. Der Vergleich mit Typstämmen hat in den untersuchten Proben nicht in allen Fällen zu einer eindeutigen Zuordnung geführt.

Keimreduzierende Wirkung von Lysozym

Laufzeit: 2002

Projektleiter: DI Dr. Susanne Berger

Das Enzym Lysozym stammt aus Hühnereiweiß und lysiert die Zellwand von Bakterien. Seit 2001 ist es daher laut österreichischem Weingesetz zur Reduktion der Bakterien -Lebendzellzahl im Jungwein zugelassen.

Im Rahmen vorliegenden Projektes wurde die Wirksamkeit von Lysozym auf die Zellzahl von Starterkulturen im Jungwein, auf Lactobacillus Plantarum und auf die Spontanflora gärenden Rot- und Weißweinen untersucht.

Pflanzenpathogene Virosen und Mycoplasmen des Steinobstes

Laufzeit: 2001-2002

Projektleiter: OSTR Prof. DI Dr. Josef Rumpolt

Analog wie bei den bereits veröffentlichten pflanzenpathogenen Virosen und Mycoplasmen des Kernobstes (Mitteilungen Klosterneuburg 50/2000;217-229) werden- basierend auf Literaturangaben sowie empirischen Kenntnissen – die wirtschaftliche Bedeutung der Krankheiten, die besonders anfälligen Sorten bzw. Unterlagen, die möglichen Ertragsverluste, Infektionswege bzw. Übertragungsformen, die charakteristischen Primär- und Sekundärsymptome, die derzeit gebräuchlichen Nachweismethoden bzw. Unterscheidungskriterien sowie Prophylaxe und Bekämpfungsmöglichkeiten behandelt.

Ziel war es ein möglichst umfassenden Überblick über die zur Zeit wichtigsten und gefährlichsten Steinobstvirosen und –mycoplasmen in Österreich und Mitteleuropa und zwar vor allem für den Erwerbsobstbauer, zwecks sicherer Erkennung und Identifizierung der Krankheiten durch den Praktiker, damit zeitgerecht die geeigneten präventiven Maßnahmen ergriffen werden können.

Pflanzenpathogen Bacteriosen im Obstbau, unter besonderer Berücksichtigung des Feuerbrandes (Erwinia amylovorum)

Laufzeit: 2001-2002

Nach erfolgter Genehmigung im Septemper 2001, wurden im Herbst 2001 mit den ersten Recherchen begonnen.

Es wurde basierend auf Literaturangaben sowie empirischen Kenntnissen- zunächst ein kurzer Überblick über die Bedeutung von Bakterienkrankheiten im Obstbau gegeben; wobei die wichtigsten charakteristischen Eigenschaften dieser Krankheitserreger und die systematische Stellung der im Obstbau schädigenden Bacteriosen behandelt wurden. Weiters wurden im allgemeinen Teil in kurzer Form die Lebens- und Ernährungsweise, der chemische Aufbau, die wichtigsten morphologischen Eigenschaften, die Vermehrung, der Infektionsvorgang und Entwicklungskreislauf sowie die Ausbreitung und die Übertragungsformen von Bacteriosen im Obstbau erörtert; wobei die wichtigsten Unterschiede zu anderen Krankheitserregern im Obstbau gegebenenfalls angeführt wurden.

Diagnose Brettanomyces in österreichischen Weinen

Laufzeit: 2001-2002

Projektleiter: DI Dr. Susanne Berger

Wilde Hefen der Gattung Brettanomyces sind gefürchtete Weinschädlinge. Die Hefen bilden flüchtige Phenole, die sensorisch als „Pferdeschweisston“ empfunden werden. Auch in österreichischen Weinen tritt dieser Fehler sehr häufig auf.

Ziel dieses Projektes war die Etablierung physiologischer und molekularbiologischer Tests zur Identifikation der Gattung Brettanomyces. Zudem wurden im Rahmen einer Diplomprojektarbeit 11 Tankproben, die möglicherweise nach Infektion mit Brettanomyces sensorisch als fehlerhaft bezeichnet wurden, untersucht.

Darüber hinaus wurden die Wachstumsbedingungen und die Empfindlichkeit von Brettanomyces gegenüber SO2, das zur biologischen Stabilisierung eingesetzt wird, charakterisiert.

Hefestress

Laufzeit: 2000-2002

Projektleiter: DI Dr. Susanne Berger

Die alkoholische Gärung im Zuge der Traubenverarbeitung ist ein klassisches biotechnologisches Verfahren. Eingesetzt werden Hefen der Gattung Saccharomyces cerevisiae.

Der osmotische Druck durch zunehmenden Alkoholgehalt des Mostes während der Gärung führen zu Hefestress. Die Bildung unerwünschter Gärungsnebenprodukte bis zu Gärstörungen treten bei der Traubenverarbeitung wiederholt auf. Der wirtschaftliche Schaden kann beträchtlich ausfallen.

Ziele des Projektes war die bessere Charakterisierung von Eigenschaften der Saccharomyces cerevisiae Hefen, wie Osmotoleranz, Nährstoffbedarf und – effizienz, mögliche Adaptation an die Umweltbedingungen (osmotische Belastung, Hefeernährung) in kommerziellen und neuen Stämmen, Einfluss von Schimmelpilzinfektionen des Lesegutes auf die Gärung. Mögliche molekularbiologische Methoden zur Typisierung geeigneter Stämme wurden etabliert und weiter entwickelt.

Charakterisierung von selektionierten Hefen und Untersuchungen zur Entwicklung störungsfreier Gärungen

Laufzeit: 2000- 2002

Projektleiter: DI Dr. Susanne Berger

Die alkoholische Gärung bei der Weinbereitung ist ein klassisches biotechnologisches Verfahren. Der hohe Konkurrenzdruck auf dem Weinmarkt hebt auch die Anforderungen an die Sicherheit des Verfahrens. Saccharomyces cerevisiae wird als Gärhefe eingesetzt. Fehler beim Einsatz der Hefe können die Qualität nachhaltig beeinflussen. Hefestress kann durch mangelnde Hefeernährung oder nach überproportionaler chemischer oder physikalischer Belastung der Zellen entstehen. Sekundäre Stoffwechselprodukte, wie S-hältige Aminosäuren und andere Substanzen können den Geschmack negativ beeinflussen und vorzeitiige Alterung der Produkte hervorrufen. Unter besonderer Berücksichtigung der Osmotoleranz, Hefeernährung und Kaltverträglichkeit wurden neue und kommerzielle Stämme in den Versuchen eingesetzt.

Untersuchungen über Traubenwelke

Laufzeit: 1999-2000

Projektleiter: DI Dr. Adel Fardossi

Im Jahr 1999 konnte in verschiedenen Weinbaugebieten ein verstärktes Auftreten von Traubenwelke beobachtet werden. Dabei handelt es sich wahrscheinlich um eine physiologische Störung, die auf eine ungünstige Wasser- und Nährstoffversorgung der Kämme zurückzuführen ist. Die betroffenen Trauben oder Teile davon welken, die Beeren schrumpfen ein, und sie schmecken ziemlich sauer. Qualitätsbewusste Winzer haben solche Trauben bereits vor der Lese entfernt, um eine eventuelle Qualitätsverschlechterung zu vermeiden. An der Klärung der Ursache der Traubenwelke sowie an der Feststellung der qualitativen Eigenschaften der eingeschrumpften Beeren besteht seitens der Praxis ein besonderes Interesse. Ziel des vorliegenden Forschungsvorhaben war es daher, mögliche Unterschiede zwischen gesunden und erkrankten Trauben bei den Rebsorten Grüner Veltliner und Carbernet Sauvignon aufzuzeigen. Dazu wurden Pflanzen- und Mostanalysen (Zucker, Säure, Mineralstoffe, Farbstoffe) sowie Gärversuche vorgenommen.

Vergleichende genetische Charakterisierung der Reinzuchhefe Oenoferm Klosterneuburg und gebietsspezifische Isolate im Hinblick auf Stammverbesserung

Laufzeit: 1998-1999

Projektleiter: DI Dr. Berger

Für die Entwicklung neuer, gebietsspezifischer Reinzuchthefen wurden zahlreiche Stämme

der Gattung Saccharomyces cerevisiae aus dem Freiland isoliert und in Reinzucht gebracht.

Die taxonomische Zuordnung der Stämmen erfolgte mittels mikroskopischen Befunden,

Zuckerverwertungstests oder mittels RAPD-PCR (Random Amplified Polymorphic DNA

Analysis Polymerase Chain Reaction).

Wilde Hefen prägen besonders zu Beginn der Gärung durch ihre Stoffwechselprodukte das

Geschmacksbild der Weine. Die Hefeflora auf Trauben der Sorte Blaufränkisch, Standort

Klosterneuburg Agneshof, konnten zu 65 % als Hanseniaspora uvarum, 18 % Metchnikowia

Pulcherrima, 13 % Pichia anomala und 4 % Pichia rubra identifiziert werden.

In Mikrogärversuchen bei verschiedenen Temperaturen und Zuckerkonzentrationen in den

Mosten wurden Stämme entwickelt, die sich für kellerwirtschaftliche Versuche mit Rot- und

Weißweinen eignen. Einer der gebietspezifischen Stämme mit der Bezeichnung Sc 97/11

stammt aus einer Spontangärung aus Jungwein der Sorte Blauburger.

Anthocyanbestimmungen im Rotwein der Sorte Blaufränkisch, der mit dem Sc 97/11 bereitet

wurde, zeigten höhere Anthocyangehalte als in Vergleichsweinen des Versuches. Der

füllfertige Wein wurde im sensorischen Vergleich mit Weinen nach Vergärung mit

kommerziellen Hefen als ebenso harmonisch beurteilt.

Ein weiteres Selektionskriterium für neue Stämme, der Bedarf hefeverwertbarem

Stickstoff, wurde am Beispiel der Reinzuchthefe Oenoferm Klosterneuburg in einem Versuch

mit verschiedenen weißen Mosten evaluiert. Eine Gärverzögerung wurde in diesem Versuch

unter ca. 200 mg/l hefeverwertbarer Aminosäuren festgestellt, wenn auch wenig Ammonium in den Mosten enthalten war. In diesen Proben wurde auch mehr Cystein, eine S-hältige

Aminosäure gefunden, die als Vorläufer des gefürchteten „Böckser“- Geschmackes zu

betrachten ist.

Biologischer Weinbau-konventioneller Weinbau: Untersuchungen über Zusammensetzung der Mikroflora und über ihren Einfluss auf die Gärung und Weinqualität

Laufzeit: 1998

Projektleiter: DI Dr. Susanne Berger

Ziel dieser Arbeit war festzustellen, welchen Einfluss biologische, konventionelle und ungespritzte Varianten auf der Mikroflora der Trauben in Weingärten haben.

Durchgeführt wurde der Versuch an insgesamt neun Weinbaubetrieben mit den Sorten Grüner Veltliner und Rheinriesling. Zusätzlich wurden die pilztoleranten Neuzüchtungen Roesler und Rathay untersucht. Die Hefen wurden auf geeigneten Nährmedien kultiviert und mit Stammhefen verglichen. In der Gesamtkeimzahl zeigten sich Unterschiede bezüglich der Bewirtschaftungsform und der Sorte.

Pflanzenphysiologische Untersuchungen

Laufzeit:  1988-1998

Projektleiter: DI Dr. Adel Fardossi

Für einen gesunden, leistungsfähigen und qualtitätsorientierten Weinbau Weinbau als Ökosystem stellen Bodenart, Humusgehalt, Wasser- und Nährstoffversorgung eine Grundvoraussetzung dar. Damit eng verbunden ist die Auswahl von geeigneten Edelreis- und Unterlagssorten. Weiters sind Standraum, Erziehungsform und Bodenpflegesystem in die Entscheidung miteinbezogen worden.

Die Bedeutung der richtigen Sortenwahl nimmt umso mehr zu, als man sich von Optimalbedingungen entfernt. Dies wird aus den Erfahrungen und Kenntnissen der Probleme im praktischen Weinbau offensichtlich, wie zum Beispiel das Auftreten von Chlorosen, Stiellähme, Trockenheit- und Frostschäden.

Im Rahmen des Projektes wurden daher zahlreiche Forschungsansätze vorgenommen:

·        Wechselwirkung: Boden-Pflanze-Umweltfaktoren

·        Rebernährung

·        Unterlagsforschung

·        Chloroseforschung

·        Rebenvermehrung