Gärprobleme oder

Was kann ich tun wenn die Gärung stockt?

Den meisten Hobbywinzern wird das Problem bekannt sein: Der Ansatz gärt zunächst passabel, aber die Gäraktivität sinkt mit steigendem Alkoholgehalt überraschend stark ab: Das Gärröhrchen blubbert immer seltener, die Hefe beginnt sich abzusetzen. Der junge Wein schmeckt noch süß, die Hefen haben also noch genügend Zucker zur Verfügung, und die Alkoholtoleranzgrenze der Hefe ist noch längst nicht erreicht. Die Hefe könnte also durchaus weiter gären, sie tut dies aber nur mit geringer Aktivität; im Extremfall stellt sie ihre Aktivität komplett ein. Dies sind die typischen Anzeichen einer Gärstockung. Eventuell kann man am Gärröhrchen einen leichten Geruch nach Schwefelwasserstoff (H2S) bemerken: Die Bildung schwefelhaltiger Gärungsnebenprodukten kann ebenfalls ein Warnzeichen für eine nahende Gärstockung sein.

Was ist die Ursache für dieses Phänomen und was ist jetzt zu tun? Einerseits kann sich eine derart stockende Gärung endlos lange hinziehen und die Gefahr eines Weinfehlers (Hefeböckser) steigt, andererseits darf der Wein in diesem Zustand nicht ohne weiteres abgefüllt werden, denn damit würde ich eine Nachgärung in der Flasche riskieren: Denn die Gärung keinesfalls beendet, sie ist lediglich stark verlangsamt. Bei der Abfüllung kommt die Hefe mit Luftsauerstoff in Berührung, und das kann die Hefeaktivität beleben was die Nachgärungsgefahr steigert.

 

Ursachen:

Eine typische Ursache ist die Verwendung von Hefen mit einer niedrigen Alkoholtoleranz (siehe auch Kapitel Zucker, Abschnitt "Besonderheiten bei der Verwendung von Hefen mit einer niedrigen Alkoholtoleranz"). In der Praxis stoppt die Gärung bei diesen Hefen nicht abrupt an der Alkoholtoleranzgrenze, sie wird lediglich zunehmend verlangsamt. Dies liegt in der Natur dieser Hefen und ist nicht zu beheben.

Hefen mit hoher Alkoholtoleranz stellen ihre Aktivität unter idealen Bedingungen ein sobald sie genügend Alkohol gebildet haben. Diese Hefen sind in der Regel wärmeliebend, die noch gärenden Weinansätze sollten bei Raumtemperatur stehen; ideal sind Temperaturen von über 20°C. Bei niedrigeren Temperaturen kann die Aktivität deutlich zurück gehen und eine Gärstockung vortäuschen.

Ein weiterer Anfängerfehler: Die zu hohe Zuckerkonzentration im Ansatz zu Beginn der Gärung. Der Osmostress durch die gelösten Zuckerteilchen führt zu einer Hemmung des Hefewachstums und der Gärfreudigkeit. Dieses Problem habe ich im Kapitel "Zucker" ausführlich dargestellt.

Auch wenn diese Punkte ausgeschlossen werden kann es gelegentlich zu Gärstockungen kommen. Bei der Ursachenforschung muss man bedenken dass der gebildete Alkohol mit steigendem Gehalt einen zunehmenden Stressfaktor für die Hefezellen darstellt. Diesem Stress können die Hefen nur begegnen wenn es ihnen gut geht. Generell gilt: Erreicht eine Hefe ihre Alkoholtoleranzgrenze nicht so muss es einen Stressfaktor geben, der die Hefe zusammen mit dem gebildeten Alkohol belastet. Anders herum ausgedrückt: Je vitaler eine Hefe, desto stresstoleranter ist sie, desto besser und schneller wird die Gärung verlaufen, desto mehr Alkohol kann gebildet werden und desto deutlicher ist das Gärungsende.

Ein wesentlicher Faktor für die Vitalität einer Hefe ist ihr Ernährungszustand. Die Erfordernisse dieser doch so komplexen Mikroorganismen geht weit über den einfachen Zucker für die im Kapitel "Mikrobiologie" dargestellte Energiegewinnung hinaus: Sie benötigen Mineralien, Vitamine und Spurenelemente.

Der häufigste Grund für eine Gärstockung ist eine herabgesetzte Vitalität der Hefen, hervorgerufen durch Nährstoffmangel.

 

Hefewachstum und Hefeernährung

Bevor wir uns nun genauer mit den Nährstoffbedürfnissen der Hefe beschäftigen müssen wir unseren Blick auf das Hefewachstum richten. Es spielt nämlich nicht nur eine Rolle welche Nährstoffe die Hefen bekommen sondern auch wann sie sie bekommen.

Abb. 15.a1: Hefegesamtzellzahl, Hefelebendzellzahl und Gärungsaktivität im Verlauf einer typischen Weingärung ohne Nachzuckerung (nach Sponholz et al., 1990).

Werfen wir dazu einen Blick auf Abb. 15a1. Sie zeigt die Gesamthefezellzahl (die sich aus lebenden und toten Zellen zusammensetzt), die Lebendzellzahl im Vergleich zum Gärverlauf, wobei die Kohlendioxidabgabe als  Maß für die Gärung dient (blaue Kurve). Die Gärung verläuft ganz typisch: Die Kohlendioxidproduktion setzt nach einem Tag ein. Bereits einen Tag später ist die Gärung heftig, die Kurve steigt steil an. Im weiteren Verlauf flacht die Kurve ab, die Kohlendioxidproduktion geht zurück. Nach 20 Tagen ist die Gärung schließlich zu Ende, es wird kein Kohlendioxid mehr gebildet.

Nehmen wir nun an die Gärungsaktivität würde allein von der Zellzahl der Hefen abhängen. Dann müsste die Kurve der Gesamtzellzahl (schwarze Kurve) ebenso wie die blaue CO2-Kurve verlaufen. Dem ist aber nicht so: In den ersten zwei Tagen steigt die Zellzahl dramatisch an, aber bereits nach vier Tagen flacht die Kurve stark ab, d.h. die Zellen vermehren sich kaum noch. Der Unterschied zwischen Zellzahl und Gärverlauf wird noch deutlicher wenn wir betrachten wie viele Zellen überhaupt noch teilungsfähig sind: Die größte Zahl teilungsfähiger Zellen ist nach zwei Tagen zu beobachten, dann sinkt die Lebendzellzahl bereits ab. Nach 12 Tagen, wenn die Gärung noch recht aktiv ist, ist der Großteil der Hefenzellen im Ansatz bereits tot oder zumindest teilungsunfähig.

Welche Konsequenz hat diese Beobachtung auf die Nährstoffversorgung der Hefen im Ansatz bei einer mangelbedingten Gärstockung? Die Gärstockung tritt in einer späten Gärphase auf, in der Hefen sich selbst in einem gesunden Ansatz ohne Gärstockung nicht mehr vermehrt. Ganz im Gegenteil: Die Lebendzellzahl sinkt sogar von Tag zu Tag. Werden in dieser späten Phase zusätzliche Nährstoffe eingebracht, so hat dies keinen Einfluss mehr auf die Vitalität der bereits absterbenden Hefe.

Eine nährstoffbedingte Gärstockung kann nicht durch eine späte Gabe von Nährstoffen behoben werden.

Ausnahmen bestätigen wie immer die Regel. Doch dazu später mehr.

Die Anzahl und Vitalität der in der späten Gärphase aktiven Hefezellen ist von der Nährstoffversorgung zu Beginn der Gärung abhängig. Deshalb ist eine Behandlung einer Gärstockung sehr schwierig. Die Vorbeugung einer Gärstockung ist dagegen einfach: Indem bereits zum Gärstart ausreichend essentielle Nährstoffe zugegeben werden.

 

Hefenährstoffe

Für die Vitalität und Gärfreudigkeit der Hefen muss also bereits zu Beginn der Gärung gesorgt werden. Welche Bedürfnisse hat die Hefezelle außer Zucker für die Energiegewinnung?

Während der Vermehrung bilden die Hefen Zellmasse, die im Vergleich zur pflanzlicher Biomasse reich an Proteinen und Nukleinsäuren ist. Deshalb haben die Hefen einen besonders hohen Bedarf an den Elementen Stickstoff (N), Schwefel (S) und Phosphor (P), der durch die Zersetzung des pflanzlichen Materials nur ungenügend gedeckt werden kann. Stickstoffmangel führt sogar direkt zu einer Hemmung der Zuckeraufnahme der Hefezellen und ist somit ganz wesentlich Ursache für Gärstockungen: Die Zellen nehmen den Sticksoffmangel wahr und fahren ihren eigenen Stoffwechsel auf Sparflamme weiter. Das ist gut für das Überleben der Hefe, aber schlecht für die Gärung in unserem Weinansatz. Stickstoff wird dem Weinansatz üblicherweise in Form von Ammonium (NH4+) zugeführt, z.B. indem man das Salz Ammoniumsulfat ((NH4)2SO4) beim Ansatz zugibt. Nebenbei wird der Wein bei Verwendung dieses Salzes auch mit Schwefel versorgt. Die übliche Dosierung ist 4 g auf 10 l Wein.

Generell sind Maischegärungen robuster als Saftgärungen. Der Grund ist einfach: Werden die gesamten Früchte mit vergoren werden viel mehr Nährstoffe freigesetzt und stehen der Hefe zur Verfügung. Ammoniumsulfat reicht deshalb als Hefenährsalz für die meisten Fruchtweinmaischen aus.

Anders sieht es aus bei der Vergärung von Trauben und generell bei allen Saftgärungen sowie bei der Vergärung von besonders nährstoffarmen Honigweinen aus. Hier hat sich eine Kombination aus Ammoniumsulfat und Diammoniumsulfat (DAP, chemisch korrekte Bezeichung Diammoniumhydrogenphosphat (NH4)2HPO4)) sowie Thiamin (Vitamin B1) bewährt. Das DAP versorgt die Hefen außer mit Stickstoff auch mit Phosphat, Thiamin reduziert die Bildung von schwefelbindenden Gärungsnebenprodukten. Thiamin ist in sehr kleinen Mengen wirksam, das Gesetz erlaubt die Zugabe von bis zu 6 mg Thiamin pro 10 l Wein. Um ein Dreikomponenten-Multinährsalz anzusetzen werden folgende Zutaten zusammen gegeben und sehr gut gemischt:

1 kg Multinährsalz a la Fruchtweinkeller:

  • 600 g Ammoniumsulfat

  • 400 g Diammoniunphosphat

  • 1,2 g Thiamin

Die Einwaage des Thiamins sollte mit einer hinreichend genauen Waage erfolgen um Überdosierungen zu vermeiden. Einige Hersteller bieten Thiaminpräparate mit zehnfach reduziertem Thiamingehalt an, 1 g des Präparats enthält nur 100 mg Thiamin. Von diesem Präparat müssen 12 g eingewogen werden.

Pro 10 l Wein werden 5 g Multinährsalz eingesetzt.

Fertige Hefenährsalze unterschiedlichster Zusammensetzungen gibt es im Fachhandel. Einige Präparate enthalten zusätzlich noch Hefeextrakt oder Hefezellwand (bzw. Heferinde, siehe unten). Beide Komponenten können auch einzeln verwendet werden. Die übliche Dosierung von Hefezellextrakt ist 2-3 g pro 10 l Wein, von der Hefezellwand werden 4 g pro 10 l Wein eingesetzt. Die Zugabe erfolgt natürlich ebenfalls beim Gärstart. Erwähnenswert ist weiterhin das Produkt "VitaDrive" der Firma Erbslöh Geisenheim, das der Trockenhefe bereits bei der Rehydrierung zugesetzt wird und mobilisierend auf die Hefeaktivität wirken soll. VitaDrive wird zusätzlich zum Hefenährsalz verwendet.

Viele "einfache" Hefenährsalze aus dem Hobbywinzerbedarf enthalten ausschließlich DAP anstelle von Ammoniumsulfat als einige Komponente. Wir bevorzugen Ammoniumsulfat da synthetische Nährmedien z.B. für die Anzucht von Hefen im Labor mit Ammoniumsulfat supplementiert werden und nicht mit DAP.

Alle hier vorgestellten Gärhilfsstoffe sind zwar gesetzlich zugelassen, aber die jeweils erlaubten Höchstmengen sind für Trauben- oder Fruchtweine unterschiedlich. Falls der Wein in Umlauf gebracht werden soll (durch Verkauf oder Schenkung) sollten Sie also einen Blick in das Weingesetz werfen bevor Sie blind den hier gegebenen Angaben folgen. Links zum Thema Weingesetz finden Sie hier.

Zum Schluss ein wichtiger Hinweis: Viel hilft nicht viel! Die hier genannten Nährstoffmengen sollten nicht überschritten werden. Einerseits wird die Gärfreudig bei höherer Dosierung nicht noch weiter erhöht, andererseits können Überdosierungen sogar Geschmacksfehler verursachen. Wird zu viel Hefenährsalz verwendet kann der Wein salzig schmecken, eine Überversorgung mit Thiamin kann das Wachstum unerwünschter Hefen fördern die einen Geschmacksfehler verursachen ("Pferdeschweiß").

Hefenährstoffe sollen nicht überdosiert werden!

 

Behandlung von beginnenden Gärstockungen und die Rolle des Sauerstoffs

Bei aller Vorsicht und trotz der Verwendung von Nährstoffen wird jeder Hobbywinzer früher oder später mit einer Gärstockung zu kämpfen haben. Die Behandlung ist schwierig, aber möglich.

Zunächst muss ich jedoch etwas weiter ausholen um Ihnen den Sinn und Zweck der Maßnahmen zu vermitteln. Es gibt einen bisher nicht genannten weiteren Grund warum Maischegärungen oft robuster und problemloser verlaufen als andere Gärungen. Der Grund ist der Sauerstoff.

Im Kapitel "Mikrobiologie" habe ich ausführlich dargestellt wie die Hefe ohne Sauerstoff überleben kann. Streng genommen ist das nicht ganz richtig: Die Hefe benötigt winzige Mengen Sauerstoff zur Synthese von speziellen Bestandteilen der Plasmamembran. Pikanter Weise sind ausgerechnet diese Substanzen wichtig für die Alkoholtoleranz der Zellen. Bei einer Maischegärungen sind diese Substanzen erstens in erhöhter Menge im Ansatz, zweitens ist der ausgiebige Sauerstoffkontakt beim Abpressen der Maische eine regelrechte Verjüngungskur für die Hefen, eben weil bei der Atmung einerseits mehr Energie zur Verfügung steht als bei der Gärung und andererseits Sauerstoff für die ansonsten blockierten Synthesen vorhanden ist. Den gleichen Effekt hat der kurzzeitige Sauerstoffeintrag bei der Nachzuckermethode, wenn der Ballon für die Zuckerzugabe kurzzeitig geöffnet wird. Damit kein Missverständnis entsteht: Der positive Effekt des Sauerstoffs bedeutet keinesfalls das der Gärballon während der Gärung über längere Zeit hinweg offen bleiben darf. Und gerade am Ende der Gärung muss Sauerstoffkontakt vermieden werden da ihn die Hefen in dieser Phase sowieso nicht mehr nutzen können.

Diese Erkenntnis gibt uns zwei Möglichkeit beginnende Gärstockungen zu behandeln: Durch Belüftung, denn Sauerstoff erlaubt die Synthese der benötigen Membranbestandteile, und durch Zugabe von Heferinde, denn Heferinde ist reich an den Bestandteilen. Ein weiterer positiver Effekt der Heferinde: Sie bindet giftige Stoffwechselprodukte.

Sauerstoff fördert die Hefevitalität, die Hefevermehrung und die Gäraktivität. Eine kurzzeitiger (!) Luftkontakt des gärenden Weins ist daher nicht nur unbedenklich, er kann sogar vorteilhaft sein. Erst wenn der Wein von der Hefe abgezogen wurde muss der Luftkontakt so weit wie möglich reduziert werden.

Wohlgemerkt: Diese Behandlung macht nur Sinn wenn die beginnende Gärstockung frühzeitig bemerkt wird (z.B. wenn der Ansatz nach schwefelhaltigen Verbindungen wie Schwefelwasserstoff riecht) und noch genügend lebende Hefe vorhanden ist die auf die Behandlung ansprechen kann.

Noch ein Wort zur Nachzuckermethode. Wir haben festgestellt das die gelegentliche Belüftung bei der Zuckergabe sich positiv auf das Gärvermögen der Hefen auswirkt. Nicht förderlich sind ausgedehnte "Hungerzeiten" wenn der Zucker vollständig verbraucht ist. Man sollte sich angewöhnen mindestens einmal in der Woche den Restzuckergehalt zu testen und gegebenenfalls Zucker zuzugeben. 

 

Behandlung von nicht mehr gärenden Ansätzen

Wenn die Gärstockung zu spät erkannt wird kann die vorhandene Hefe nicht mehr aktiviert werden. Es gibt nur noch eine Behandlungsmöglichkeit: Der Ansatz muss mit einer frischen, vitalen Hefe versetzt werden, die in der Lage ist noch vorhandenen Restzucker zu vergären, falls der Most noch zu süß ist. Das ist jedoch nicht ganz so einfach wie es auf den ersten Blick erscheint. Folgende Faktoren wirken hemmend auf Hefe, die einfach dazugeschüttet wird:

  1. Der Ansatz enthält Alkohol. Hefezellen brauchen Zeit um sich an den Alkohol zu gewöhnen und um eine Alkoholtoleranz auszubilden. Nicht angepasste Hefen erleiden einen Alkoholschock und stellen das Wachstum ein.

  2. Der Ansatz enthält überproportional viel Fructose. Die Ursache ist folgende: Die Hefen scheiden ein Enzym zur Spaltung des Doppelzuckers Saccharose aus, die so genannte Invertase. Dadurch werden die Bausteine der Saccharose, die Glucose und die Fructose, freigesetzt. Die Hefen verwerten zunächst die Glucose und dann erst die Fructose. Das hat zur Folge das der ausgegorene Wein (ohne Nachzuckermethode) manchmal zehn mal mehr Fructose enthält als Glucose. Es gibt Hefestämme die gerade bei einem so dramatischen Überschuss an Fructose nicht angären weil sie zum Anwachsen Glucose bevorzugen.

  3. Die Nährstoffe im Ansatz sind weitgehend verbraucht.

Die folgende Vorgehenswiese hat sich bewährt um trotz der genannten Schwierigkeiten die Gärung wieder in Gang zu bringen. Alle Angaben beziehen sich auf 10 l Wein mit Gärstockung ("Problemwein"). Da stark schwankende Temperaturen die Hefen schädigen können müssen alle verwendeten Säfte und der Problemwein, soweit nicht anders genannt, vor der Verwendung auf die gleiche Temperatur gebracht werden damit die Hefe keinen Temperaturschock erleidet. Die Temperatur sollte nicht zu niedrig sein (20-25°) damit die Gärung zügig einsetzen kann.

  1. Ziehen sie den Problemwein vom Hefebodensatz ab. Die Hefe ist weitgehend inaktiv und die sich zersetzende Biomasse könnte Weinfehler fördern.

  2. Wählen Sie eine Trockenhefe mit erhöhter Fructosetoleranz aus. Dies sind meist Bayanus-Hefen (S. cerevisiae var. bayanus). Einige Anbieter bieten spezielle Reparaturhefen zur Beseitigung von Gärstockungen an (z.B. "Hefix 2000" von Erbslöh). 3-4 g Hefen werden in 30-40 ml lauwarmen Wasser (Temperatur nicht über 40°C) eingerührt und 20 Minuten lang stehen gelassen.

  3. Zugabe von 100 ml naturtrübem Apfelsaft sowie 2 g Hefenährsalz (Diammoniumphosphat und Ammoniumsulfat, aber ohne Thiamin, denn letzteres könnte einen Fehlton hervorrufen wenn es spät in den Ansatz gegeben wird wie in diesem Fall) und zusätzlich optional 2 g Hefeextrakt oder Hefezellwand. Nun bei Raumtemperatur stehen lassen und öfters schütteln, denn der Eintrag von Sauerstoff ist erwünscht. Nach wenigen Stunden sollte der Ansatz heftig schäumen da die Gärung und die Hefevermehrung einsetzten.

  4. Zugabe von weiteren 100 ml Apfelsaft und 100 ml Problemwein. Etwas vier bis fünf Stunden stehen lassen und weiterhin regelmäßig rühren. Die Gäraktivität darf nicht nachlassen.

  5. Zugabe von weiteren 100 ml Apfelsaft und 200 ml Problemwein. Über Nacht stehen lassen, wenn technisch möglich weiter rühren.

  6. Falls die Hefe weiterhin aktiv ist: Zugabe des Ansatzes zum verbleibenden Problemwein. Bei Raumtemperatur ohne Luftzufuhr gären lassen.

[ Fenster schließen ] [ Home]

© Dr. Andreas Kranz 2007