In den meisten Berufen dürfte ein Büro voller Weinflaschen wohl für Verwunderung sorgen. Nicht so im Labor für Lebensmittel- und Weintechnologie in der französischen Weinregion Burgund: Die Forscherinnen und Forscher dort untersuchen die physikalischen und chemischen Prozesse, die eine Flasche noch lange nach dem Verschließen prägen. Eine der zentralen Fragen der modernen Önologie – der Wissenschaft vom Wein und seiner Herstellung – lautet: Wie gelangt Sauerstoff über die Zeit in eine versiegelte Flasche?

Dieser Sauerstoffeintrag kann über das Schicksal eines Weins entscheiden. Kleine, wohldosierte Mengen des Gases tragen dazu bei, dass der Wein während seiner Reifung Geschmack und Aroma entwickelt. Dringt jedoch zu viel Sauerstoff in die Flasche, oxidiert der Wein vorzeitig und verliert seine erwünschten Eigenschaften. Weißwein kann dadurch sogar braun werden.

In den vergangenen Jahren haben Forschende mehrere Mechanismen identifiziert, die den Sauerstofftransport und dessen Reaktionen in der Flasche steuern. Doch es war bislang schwierig, alle diese Prozesse in einer einzigen Weinflasche gleichzeitig zu untersuchen. Genau das ist Forscherinnen und Forschern der Universität Burgund Europa in Dijon nun gelungen: Ihre in der Fachzeitschrift »Science Advances« veröffentlichten Ergebnisse zeigen, wie sich die Sauerstoffkonzentration in einer Weinflasche von den ersten Tagen nach dem Abfüllen bis nach mehreren Jahren Lagerung verändert.

Der Sauerstoffaustausch beruht auf verschiedenen ineinandergreifenden Vorgängen, die sich an einem unscheinbaren Ort bündeln: dem Korken. »Normalerweise schenkt man dem Korken kaum Beachtung«, sagt Julie Chanut, Hauptautorin der Studie. »Man öffnet die Weinflasche und wirft den Korken einfach weg.«

Stoffe aus dem Korken reagieren mit dem Wein 

Doch der Korken ist mehr als nur ein Verschluss. Er besteht zu 80 bis 85 Prozent aus Luft und wirkt damit nicht nur als Barriere, sondern nimmt auch aktiv an einer komplexen Abfolge physikalischer und chemischer Prozesse teil. Um diese Abläufe sichtbar zu machen, bauten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Miniaturflaschen mit Korken. »Die Herausforderung ist die Zeit«, erklärt der leitende Autor Thomas Karbowiak. »Wir haben es hier mit einem Produkt ohne Haltbarkeitsdatum zu tun, das heißt, wir müssen über sehr lange Zeiträume beobachten, um Veränderungen zu erkennen.«

Um den Prozess zu beschleunigen, variierten die Forschenden die Länge der Korken. Sauerstoff durchdringt kürzere Korken schneller als längere. So konnten sie innerhalb ihres 18-monatigen Experiments Mechanismen beobachten, die sonst teils Jahre dauern.

In den ersten Tagen nach dem Abfüllen bildet sich schnell ein Gleichgewicht zwischen dem Sauerstoff in der Luft, die sich in der Flasche über dem Wein befindet, und dem im Wein selbst. In den darauffolgenden Monaten diffundiert der im Korken gespeicherte Sauerstoff allmählich in die Flasche.

Dann verändert sich die Chemie: Phenolische Verbindungen aus dem Kork lösen sich im Wein und reagieren mit dem dort vorhandenen Sauerstoff, wodurch ein Teil davon verbraucht wird – der Sauerstoffgehalt im Wein sinkt. Erst nach sehr langer Zeit dringt Sauerstoff von außen langsam durch den Korken in die Flasche ein. Der Sauerstoffeintrag ist also kein durchgehender Prozess, sondern besteht aus einer Abfolge sich überlappender physikalischer und chemischer Vorgänge.

Weinreifung besser planen

Anhand dieser Erkenntnisse könnten Winzer und Korkenhersteller besser vorhersagen, wie ein Wein reift. Verschiedene Weine sind für unterschiedliche Lagerzeiten gedacht – manche sollen innerhalb weniger Monate getrunken werden, andere lagern Jahrzehnte im Keller. Die Kontrolle des Sauerstoffeintrags ist dabei entscheidend, um Geschmack und Aroma zu bewahren.

Die Studie macht auch deutlich, wie viel über die Chemie von Weinflaschen und deren Korkverschlüssen noch unbekannt ist. So ist Kork ein biologisches Material, dessen Eigenschaften sich durch Feuchtigkeitsaufnahme und Alterung verändern und damit auch den Sauerstofftransport beeinflussen können. Die nächste Herausforderung ist laut Karbowiak deshalb, zu verstehen, wie sich das Material während des jahrelangen Kontakts mit dem Wein verändert.