Er zijn veel verschillende vormen van wijnfraude mogelijk. Zo kan wijn worden verdund met water, kunnen er illegale toevoegingen van alcohol, glycerol, kleurstoffen of aromastoffen worden gedaan, kan de wijn vervangen of geblend worden door wijn van een mindere kwaliteit, of kan de wijn verkeerd gelabeld worden. Bij dit laatste kan dan de vermelding van de gebruikte druif, de wijnmaker, de geografische oorsprong of het oogstjaar van de wijn foutief zijn.

Dure flessen

Het etiket, de fles, de capsule, de kurk of de was waarmee de fles wordt afgesloten, kan worden geanalyseerd. Is het etiket van een historische fles verlijmd met synthetische lijm? Is het gewicht en de vorm van de fles correct? Wordt het label afgedrukt met een moderne printer? Is het etiketpapier werkelijk zo oud als de fles zou moeten zijn? en de kurk? Er zijn veel manieren waarop een frauduleuze fles kan worden geïdentificeerd. Deze procedures zijn echter omslachtig en vereisen een scherp oog van een specialist. Het is dus alleen voor het hogere segment flessen, vaak van vele duizenden euro’s, waarvoor het de moeite waard is om deze analyses voor een individuele fles uit te voeren. Het openen van deze (waarschijnlijk) unieke flessen om te testen is in het algemeen niet wenselijk.

Figuur 1. De poster van de documentaire Sour Grapes op Netflix. De documentaire vertelt het verhaal van de wijnfraude die gepleegd werd door Rudy Kurniawan.

Inferieure kwaliteit

De authenticatie van bulkwijnen, nieuwe jaargangen of minder zeldzame flessen is ook belangrijk. Niet in het minst omdat een Barolo echt gemaakt moet worden van de Nebbiolo-druif, of dat een Amarone della Valpolicella echt afkomstig moet zijn uit de Valpolicella-regio in Veneto. Daarnaast kunnen ongeoorloofde toevoegingen aan de wijn de voedselveiligheid in gevaar brengen. Maar bovenal willen producenten niet dat hun goede naam wordt gebruikt op frauduleuze flessen, en consumenten willen geen dure Bourgogne kopen, alleen om te ontdekken dat de inhoud een bulkwijn van inferieure kwaliteit is. In tegenstelling tot de hierboven genoemde unieke flessen zijn deze flessen in grote hoeveelheden verkrijgbaar en kunnen gemakkelijk (zonder groot economisch of historisch verlies) geopend en gebruikt worden om te testen.

De methoden en de moeilijkheden

Om een fles wijn te authenticeren kan de inhoud van een fles wijn op grofweg vier verschillende elementen gecontroleerd worden, namelijk:

• het DNA van de druif,
• de isotoopverhoudingen,
• de sporenelementen, en
• de organische verbindingen in de wijn

Om deze bestanddelen te meten wordt gebruik gemaakt van verschillende, vaak bewerkelijke en kostbare genetische, chromatografische en spectroscopische methoden. Met deze verschillende technieken is het mogelijk om de geografische oorsprong, het oogstjaar, de gebruikte druivenrassen, of de toevoeging van onder andere water, suiker of glycerol vast te stellen (zie Tabel 1).

Tabel 1. Overzicht van elementen in de wijn en de belangrijkste type fraude die daarmee kunnen worden aangetoond.

Helaas is authenticatie niet eenvoudig en wordt de analyse van de wijnen belemmerd door meerdere factoren, zoals bijvoorbeeld:

1. Afbraak van druiven-DNA. DNA-authenticatiemethoden lijken een solide oplossing, maar zijn moeilijk te implementeren omdat het DNA van de druif grotendeels wordt afgebroken tijdens het wijnbereidingsproces.
2. Vinificatie. Elk vinificatieproces verloopt anders en vergroot daardoor de variabiliteit. Bovendien kunnen specifieke handelingen tijdens de vinificatie enorme effecten hebben op de samenstelling van de wijn. Zo heeft het klaringsmiddel bentoniet een grote invloed op de hoeveelheid sporenelementen in de wijn omdat het ionen uitwisselt voor de eiwitten die het bindt. Het bepalen van een geografische herkomst op basis van de sporenelementen wordt daarom onmogelijk gemaakt.
3. Veroudering. Veroudering heeft invloed op de samenstelling van de wijn en draagt ​​bij aan de variabiliteit in het signaal.
4. Wetgeving. Vaak is het toegestaan ​​om tot 15% van een andere wijn of druif toe te voegen zonder dit op het etiket te hoeven vermelden. Verder kan in sommige wijnregio’s (buiten Europa) een beperkte hoeveelheid water aan de wijn worden toegevoegd.
5. Klimaat- en jaarspecifieke omstandigheden. Het klimaat en de jaarspecifieke omstandigheden hebben een grote invloed op de samenstelling van de wijn, wat betekent dat er geen onveranderlijke vingerafdruk is voor een wijn uit een bepaald gebied.

Als zodanig variëren de isotoopverhoudingen, de hoeveelheid sporenelementen en de samenstelling van de organische verbindingen in de wijn elk jaar en worden ze beïnvloed door verschillende factoren in de wijngaard en handelingen in de wijnkelder^1-3.

Europese Wijn DataBank voor isotoopwaarden

De analysetechnieken geven niet zomaar een simpel antwoord op de vraag of een wijn authentiek is of niet. Om te bepalen of de geanalyseerde wijn authentiek is moet men de meetgegevens kunnen interpreteren, en hiervoor is een referentie dataset nodig. Een cabernet sauvignon uit de Bordeaux heeft bijvoorbeeld een andere karakteristieke ‘vingerafdruk’ voor zijn isotoopverhouding of sporenelementen dan een pinot noir uit de Bourgogne. Om per streek, jaar en druivenras te bepalen hoe deze vingerafdruk er ongeveer uitziet is standaardisering nodig van de gebruikte analysetechnieken en moet een database opgebouwd worden om te dienen als referentieset.

Uit het overzicht van de bovengenoemd methoden blijkt dat de meting van de isotoopverhoudingen het breedst inzetbaar is om de wijn te authenticeren en verschillende type fraude aan het licht te brengen. Om deze authenticatie van wijnen mogelijk te maken is de Europese Unie daarom in 1991 begonnen met de European Wine DataBank. Vanaf oogstjaar 1992 zijn hierin de isotoopwaarden opgenomen van authentieke en representatieve wijnen van EU landen met wijnregio’s. Jaarlijks worden er door officiële controleurs meer dan 1400 druivenmonsters (van elk 15 kg) genomen in de verschillende Europese wijngaarden. Deze druiven ondergaan allemaal een gestandaardiseerde microvinificatie in het Europese Joint Research Centre en hun isotoopwaarden worden vervolgens opgenomen in de database. Om de standaardisering van deze waarden te bevorderen heeft de International Organisation of Vine and Wine (OIV) in samenwerking met de EU een aantal spectroscopie technieken gevalideerde en goedgekeurd voor de meting van deze isotoopwaarden. Om ook wijnen van buiten de EU te kunnen controleren is in 1994 in Duitsland ook gestart met een database voor wijnen buiten de EU. Hierin is de data opgenomen van commerciële wijnen uit 26 verschillende landen wereldwijd².

Wat zijn dat, isotopen?

Dan nu het chemische gedeelte, want wat zijn dat eigenlijk die isotopen? Isotopen zijn atomen van eenzelfde chemisch element (zoals waterstof, koolstof en zuurstof) maar met een ander aantal neutronen in de kern. Zo heeft koolstof meestal 12 neutronen in de kern, maar heeft een klein deel van de koolstofatomen 13 neutronen. Deze koolstofatomen worden zodoende dan ook respectievelijk 12C of 13C genoemd. Hetzelfde geldt voor waterstof (H) dat 1 of 2 neutronen kan hebben, of zuurstof (O) dat 16 of 18 neutronen heeft. Het aantal neutronen van een atoom, en daarmee de verhouding tussen de verschillende isotopen, kan worden gemeten. De verhouding waarin deze isotopen voorkomen in moleculen – zoals water, glucose, ethanol, glycerol, koolstofdioxide of wijnsteenzuur – is karakteristiek voor een wijnjaar of de geografische locatie, maar ook afhankelijk van hoe deze moleculen tot stand zijn gekomen. Zijn de koolstofatomen van de ethanol moleculen in de wijn afkomstig van druivensuikers, of van rietsuiker? Is het toegevoegde glycerol synthetisch, of dierlijk? Heeft er veel of juist weinig verdamping van water plaats gevonden in de druiven? In Tabel 2 is een overzicht te zien van welke vervalsingen aangetoond kunnen worden met de meting van de verschillende isotoopverhoudingen.

Tabel 2. Een overzicht van de verschillende soorten wijnauthenticatie en de isotoopverhouding die daarvoor gemeten wordt.

(D/H) is de ratio van waterstof (H, waterstof met een neutron) met deuterium (D, waterstof met twee neutronen) in het molecuul ethanol. De toevoeging I of II bij (D/H) geeft aan of het gaat om de methyl of de methylene groep van ethanol.  δ: betekent ‘verschil’,  δ13C betekent dus ‘verschil in koolstof 13’. Aangepast van referentie 2.

Statistiek

Toch is de ‘vingerafdruk’ van de isotoopwaarden van twee verschillende pinot noir wijnen die beide uit de Bourgogne komen nooit hetzelfde. Een ander microklimaat in de wijngaard, een verschil in vinificatie, of het bodemtype kan de isotoopwaarden in de wijn beïnvloeden. Er is dus niet één correcte waarde per wijngebied, maar het is een spectrum van waarden. Hoe is het dan mogelijk om al deze verschillende waarden van Pinot noirs uit de Bourgogne te onderscheiden van alle verschillende waarden van bijvoorbeeld Pinot noir wijnen uit de Duitse Ahr? Het antwoord hierop zijn complexe multivariate statistische modellen zoals een ‘principal component analysis’ of een ‘clusteranalyse’. Met deze statistische methoden kan bepaald worden wat de overeenkomstige kenmerken zijn van wijnen en hoe ze verschillen van wijnen uit een andere streek, van een ander druivenras of waaraan suiker of water is toegevoegd. In Figuur 2 zijn deze analyses te zien waarin praktijkvoorbeelden weergegeven staan van wijnen die overeenkomen met de referentiewijnen en zodoende als niet authentiek bestempeld worden. Omdat er zo veel verschillende variabelen invloed hebben op de isotoopwaarden is het, ook met deze statistische modellen, niet altijd met 100% zekerheid te zeggen of een wijn die maar minimaal van het gemiddelde afwijkt daadwerkelijk authentiek is of niet. De extreme gevallen worden echter wel opgemerkt en kunnen van de markt worden gehaald.

Figuur 2: Praktijkvoorbeelden van isotoopmetingen voor de authenticatie van wijnen. Links: De isotoopwaarden van de ethanol en het water in de wijn komen niet overeen met de referentiewijnen. Midden: Wijnen waarvan niet alle informatie beschikbaar was zijn vergeleken met wijnen uit de Europese referentie database. Bij een aantal wijnen is water of suiker toegevoegd (de omcirkelde wijnen) en bij een aantal andere wijnen zijn twijfelgevallen (omcirkeld met stippellijn). Rechts: De isotoopwaarden van een wijn komen niet overeen met die van de referentiewijnen uit hetzelfde gebied. De geografische oorsprong van de wijn is dus niet correct. Aangepast van referentie 2.

Kleurenspectrum en elektronische tong

De technieken om isotopen te meten in de wijn zijn veelal bewerkelijk en duur. Er is daarom de laatste jaren veel onderzoek gedaan naar goedkopere en snellere alternatieve technieken. Zo is het mogelijk om wijnen te authenticeren op basis van hun kleur. Door het RGB kleurenspectrum van de wijn te analyseren is het mogelijk om te bepalen of een Rioja Gran Reserva die minimaal 5 jaar moet rijpen gemengd is met de jongere en daarmee goedkopere Crianza of Joven Rioja wijnen⁴. Ook is het met behulp van deze techniek redelijk nauwkeurig gelukt om wijnen uit de São Francisco Valley in Brazilië te onderscheiden op basis van hun oorsprong, druivenras en zelfs de wijnmaker⁵.

Een andere methode is de zogenaamde elektronische tong. Dit is een klein apparaat dat met zeven verschillende sensoren chemische stoffen meet die verantwoordelijk zijn voor smaak. Deze zelfde chemische stoffen zoals natriumchloride, suikers, waterstofionen en magnesiumchloride worden ook gedetecteerd door de receptoren op de menselijke tong die vervolgens dit ‘smaaksignaal’ naar de hersenen sturen. De hoeveelheid van deze chemische stoffen is een maat voor de intensiteit van de smaken. De elektronische tong produceert een karakteristiek smaakpatroon voor de verschillende wijnen, en dat kan gebruikt worden om de wijnen onderling te vergelijken. Op deze manier is het met de elektronische tong gelukt om onderscheid te maken tussen zoete Hongaarse Tokaj wijn gemaakt van door edelrotting aangetaste druiven en wijn die met suiker was aangezoet⁶.

De metingen van het RGB kleurenspectrum en van de elektronische tong zijn beide gebruikt om binnen een bekende, en beperkte groep wijnen een specifiek wijntype, druif of regio te kunnen onderscheiden. Voor het grootschalige gebruik van deze technieken (bijvoorbeeld op Europees niveau) met meerdere onbekende wijnen, jaargangen en druivenrassen zijn echter ook grote referentie datasets nodig. Daarnaast is het maar de vraag of ze dan ook nog steeds betrouwbare verschillen (en overeenkomsten) tussen de wijnen kunnen aantonen. De ontwikkeling van deze technieken en de opbouw van referentiedata kost nog jaren, maar hun inzetbaarheid en lage kosten bieden veel mogelijkheden voor de laagdrempelige authenticatie van wijn.

Toekomstige authenticatie van wijn

Er gaat veel geld om in de wijnindustrie en er kan veel geld verdiend worden met de handel in vervalste wijn. De manieren van fraude zijn in de laatste decennia steeds geavanceerder geworden en de ontwikkelde isotooptechnieken zijn een krachtig middel om dit te bestrijden. Wijnfraude zal echter altijd blijven bestaan. Het is dan ook belangrijk dat de technieken om wijn te authenticeren doorontwikkeld blijven worden, en dat er makkelijkere en goedkopere alternatieve technieken op de markt komen waarmee frauduleuze wijnen snel en lokaal herkend kunnen worden. Met de huidige databank voor isotoopwaarden en de nieuwere authenticatiemethoden die er nog aan staan te komen moeten de toekomstige Rudy Kurniawan’s goed voor de dag komen willen ze hun wijnen nog kunnen slijten.

Referenties:
1. Boccacci P, Chitarra W, Schneider A, Rolle L, Gambino G. Single-nucleotide polymorphism (SNP) genotyping assays for the varietal authentication of ‘Nebbiolo’ musts and wines. Food Chem. 2020 May 15;312:126100. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.126100
2. Christoph N, Hermann A, Wachter H. 25 Years authentication of wine with stable isotope analysis in the European Union – Review and outlook (2015) BIO Web of Conferences 5, 02020
https://doi.org/10.1051/bioconf/20150502020
3. Kamiloglu S. Authenticity and traceability in beverages. Food Chem. 2019 Mar 30;277:12-24. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.10.091
4. Herrero-Latorre C, Barciela-García J, García-Martín S, Peña-Crecente RM. Detection and quantification of adulterations in aged wine using RGB digital images combined with multivariate chemometric techniques. Food Chem X. 2019 Jul 5;3:100046. https://doi.org/10.1016/j.fochx.2019.100046
5. Lima CM, Fernandes DDS, Pereira GE, Gomes AA, Araújo MCU, Diniz PHGD. Digital image-based tracing of geographic origin, winemaker, and grape type for red wine authentication. Food Chem. 2020 May 15;312:126060. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.126060
6. Zaukuu JZ, Soós J, Bodor Z, Felföldi J, Magyar I, Kovacs Z. Authentication of Tokaj Wine (Hungaricum) with the Electronic Tongue and Near Infrared Spectroscopy. J Food Sci. 2019 Dec;84(12):3437-3444. https://doi.org/10.1111/1750-3841.14956

Het bericht Authenticatie van wijn verscheen eerst op WijnWetenschap.

De verdamping van alcohol

Wijn is voornamelijk een mengsel van water en alcohol. In een wijnglas kruipt de wijn door de capillaire werking van het glas aan de rand iets omhoog. Dit bollende wijnoppervlak wordt de meniscus genoemd. In de meniscus verdampt de alcohol sneller dan in de rest van het glas. Dit komt doordat de meniscus een grotere oppervlak heeft in verhouding tot het volume er onder. Door het verdampen van de alcohol ontstaat er in de meniscus wijn met minder alcohol en relatief veel water. Water heeft een hogere oppervlaktespanning dan alcohol en ‘trekt’ daardoor harder aan de omringende vloeistof. De gradiënt die ontstaat van de alcoholrijke wijn in het glas naar alcoholarmere wijn in de meniscus zorgt voor een verschil in de oppervlaktespanning. Deze onbalans zorgt er voor dat er nog meer wijn vanuit het glas omhoog gezogen wordt. Er ontstaat hierdoor een filmlaag van wijn op de glaswand.

In 1865 beschreef de Italiaanse natuurkundige Carlo Marangoni dit effect in zijn thesis, en een paar jaar later gaf Josiah Willard Gibbs in meerdere artikelen getiteld ‘On the Equilibrium of Heterogeneous Substances’ een theoretische thermodynamische beschrijving. Het omhoog stromen van de wijn tegen de glaswand staat sindsdien bekend als het Marangoni-Gibbs effect.

De vorming van de filmlaag op de wand van het wijnglas door het Marangoni-Gibbs effect. De verdamping van alcohol zorgt voor een gradiënt in de oppervlaktespanning (λ), en voor een gradiënt in de temperatuur (T), van de filmlaag op de wand van het glas. De tranen van de wijn vormen zich onder invloed van de zwaartekracht op de rand van de filmlaag.

Temperatuurverschil

Recent onderzoek laat zien dat het Marangoni-Gibbs effect niet enkel toegeschreven kan worden aan het verdampen van de alcohol en het verschil in oppervlaktespanning dat ontstaat. Venerus et al. hebben in 2015 laten zien dat het verdampen van de alcohol er ook voor zorgt dat de wijn in de filmlaag op het glas afkoelt. Het belang van dit temperatuurverschil voor het Marangoni effect is altijd over het hoofd gezien.

De temperatuurgradiënt in de filmlaag zorgt er voor dat de wijn gaat ‘stromen’. Net als de warme golfstroom die warm zeewater uit de golf van Mexico naar het Noordelijke deel van de Atlantische oceaan brengt. Zo zorgt de temperatuurgradiënt in de filmlaag er voor dat er wijn langs het wijnglas omhoog stroomt. Het temperatuurverschil draagt op deze manier bij aan het Marangoni-Gibbs effect. De stroomsnelheid van de wijn in de filmlaag is dus afhankelijk van zowel de gradiënt in oppervlaktespanning als de temperatuurgradiënt, en beide worden veroorzaakt door het verdampen van alcohol¹.

Infraroodfoto van de tranen van wijn. De kleurenschaal geeft de temperatuur van de filmlaag van wijn op het glas weer. De witte pijl geeft de stroomrichting van de wijn weer veroorzaakt door het Marangoni-Gibbs effect.
Aangepast van Venerus, 2015 via CC BY 4.0

Het Marangoni-Gibbs effect is hiermee verder verduidelijkt, en verklaart hoe het komt dat de wijn langs uit het glas omhoog kruipt. Maar waardoor druipt de wijn weer naar beneden? De zwaartekracht? Ja, maar dat is een wel erg simplistische weergave van de werkelijkheid. Hoe komt het dat wijn specifiek de druppels vormt en als tranen weer terug het glas in stroomt?

Plateau-Rayleigh-Taylor instabiliteit

De rand bovenop de filmlaag valt onder invloed van de zwaartekracht uiteen in de tranen. In een onderzoek uit 2018 laten Nikolov en zijn collega’s zien dat de manier waarop de rand van de filmlaag uiteenvalt in druppels overeenkomt met de theorie van de Plateau-Rayleigh-Taylor instabiliteit². Dit is een wiskundige beschrijving van de instabiliteit die ontstaat wanneer een vloeistof met een lichte dichtheid duwt tegen een vloeistof met een hogere dichtheid. In het geval van de filmlaag in het wijnglas ontstaat er een instabiliteit omdat de zwaartekracht harder trekt aan de zwaardere vloeistof dan aan de lichte vloeistof. De zware vloeistof wil naar beneden, en de lichte vloeistof wil omhoog. De stabiliteit van de rand is dus een balans tussen de zwaartekracht en de opwaartse druk van de lichte vloeistof.

Een simplistische weergave van de Plateau-Rayleigh-Taylor instabiliteit op basis waarvan de tranen van de wijn ontstaan volgens Nikolov et al.. De rand van de filmlaag (donkerrood) heeft een hogere dichtheid dan de filmlaag (lichtrood) die onder invloed van het Marangoni effect gevormd wordt en omhoog stroomt.

De vraag die nu nog rest is: Hoe komt het dat de filmlaag op het glas twee verschillende dichtheden krijgt, en zodoende de rand kan vormen waaruit de tranen ontstaan?

Schokgolven

De filmlaag ontstaat door het Marangoni effect, en de tranen ontstaan door de instabiliteit van de rand van de filmlaag. Maar hoe is het überhaupt mogelijk dat deze rand bovenaan de filmlaag ontstaat? Volgens Dukler et al. van de Universiteit van Californië zorgt een schokgolf door de filmlaag voor de vorming van de rand en de daaropvolgende tranen³. Een ‘reverse undercompressive shockwave’ wel te verstaan. Dukler en zijn collega’s hebben een theoretisch model ontwikkeld dat laat zien hoe deze schokgolf (in theorie) ontstaat door de verdamping van alcohol in de filmlaag en zich vanaf de meniscus naar de rand van de filmlaag verplaatst. Een kenmerk van deze a-typische schokgolf is dat de dichtheid van de vloeistof achter de golf lager is dan voor de golf. Er ontstaat daarmee dus een situatie dat de rand van de filmlaag een hogere dichtheid heeft dan de filmlaag er onder. En laat dit nu net DE uitgangspositie zijn voor de Plateau-Rayleigh-Taylor instabiliteit zoals hierboven beschreven.

“After removing the cover, [van een glas met port] evaporation quickly increases, inciting a “reverse” front to climb out of the meniscus, followed by the formation of wine tears falling back into the bulk. The forming front is characterized by a depression, i.e. the film ahead of the front is thicker than the film behind it. It is in a sense, a “dewetting” front that leaves a thinner layer behind it.”

[Dukler, 2019]

De onderzoekers hebben hun theorie getest door de vorming van de tranen in een martiniglas met port te bekijken. De schokgolf was waarneembaar (zie de figuur hieronder) en ging vooraf aan het ontstaan van de tranen van de wijn. Voor het model, maar ook voor het experiment hebben de onderzoekers wat simplificaties toegepast. Zo is bijvoorbeeld een martiniglas gebruikt omdat dit glas een constante hoek heeft, en is in het model uitgegaan van een constante gradiënt in de oppervlaktespanning (ontstaan door de verdamping van het alcohol). Het effect in verschillende wijnglazen met een bol oppervlak (en dan met name de theorie er achter) moet nog verder onderzocht worden.

De rand van de filmlaag en daarmee de tranen van de wijn ontstaan door een schokgolf. De bovenste vier fotos laten van links naar rechts zien hoe een golffront ontstaat vanuit de meniscus dat zich na 10 seconden stabiliseert in de tranen van de wijn. In de foto linksonder is een close-up te zien van de schokgolven (onder de twee zwarte pijlen in het midden) die naar de rand (“ridge”) bovenaan de filmlaag lopen. De term “rarefaction” duidt de zone aan waarin door de schokgolf de dichtheid van de wijn lager is dan in de rand. De figuur rechtsonder geeft het martiniglas weer zoals gebruikt door Dukler et al. om hun theorie te testen.
Aangepast van Dukler, 2019 via non-exclusive distribution license

Wat zeggen de tranen?

Zoals al uit de theorie hierboven blijkt is met name de snelheid waarmee de alcohol verdampt van belang voor de vorming van de tranen. Deze verdamping hangt af van de hoeveelheid alcohol in de wijn, maar ook van bijvoorbeeld de kamertemperatuur, de wijntemperatuur, de luchtvochtigheid en de luchtdruk. Over het algemeen geldt dat hoe meer alcohol de wijn bevat, hoe meer tranen er waarneembaar zijn. Het is echter moeilijk om al deze condities constant te houden. In een bergdorp, of op een regenachtige dag zal de vorming van de tranen anders verlopen dan op een mooie zonnige dag aan het strand.

De snelheid waarmee de tranen terug het glas in stromen zegt iets over de viscositeit van de wijn. Hoe langzamer de tranen naar beneden druipen, hoe stroperiger de wijn is. Deze stroperigheid is onder andere afhankelijk van de hoeveelheid alcohol, suiker en glycerol in de wijn. Alcohol, maar met name glycerol en suiker verhogen de viscositeit.

Lees nu ook: Chardonnay ontstond uit inteelt!

Al deze verschillende variabelen maken het erg moeilijk om puur op basis van de tranen van de wijn iets te concluderen over de inhoud van het wijnglas. Mits je niet enkel het alcoholgehalte als criterium hebt, dan zeggen de tranen van de wijn helemaal niets over de kwaliteit van de wijn.

Wijnglazen

De tranen zijn het bijkomstige effect van de verdamping van alcohol uit de wijn. Met de verdamping van de alcohol verdampen echter ook allerlei aroma’s waar de wijn zijn geur aan ontleent. Kennis over het ontstaan van de tranen, en dus de alcoholverdamping in het wijnglas kan bijdragen aan de ontwikkeling van wijnglazen. Wijnglazen die de filmlaag op de wand van het glas optimaal ondersteunen, door hun vorm, of misschien zelfs een coating, dragen bij aan het vrijkomen van aromacomponenten en zodoende het bouquet van de wijn. De kennis opgedaan door de tranen van de wijn kunnen dus wel eens tot vrolijke gezichten gaan leiden.

Referenties
1. Venerus DC, Nieto Simavilla D. Tears of wine: new insights on an old phenomenon. Sci Rep. 2015 Nov 9;5:16162. https://doi.org/10.1038/srep16162
2. Nikolov A, Wasan D, Lee J. Tears of wine: The dance of the droplets. Adv Colloid Interface Sci. 2018 Jun;256:94-100. https://doi.org/10.1016/j.cis.2018.05.001
3. Dukler Y, Hangjie J, Falcon C, Bertozzi AL. A theory for undercompressive shocks in tears of wine. arXiv 2019 Sept. https://arxiv.org/abs/1909.09898

Het bericht Tranen van de wijn door schokgolven verscheen eerst op WijnWetenschap.

Terroir, waterstatus, mineraliteit en aardse aroma’s

De bodem is een van de aspecten die het ‘terroir’ van wijn bepalen. Maar welk effect heeft de bodem nu exact op de wijn? Is er daadwerkelijk een direct verband tussen de bodem waarop de wijnstok groeit en de aardse en ‘minerale’ aroma’s in de wijn?

Terroir is een veelgebruikte term om het unieke karakter van een wijn te duiden. Met terroir wordt meer bedoeld dan enkel de bodem waarop de wijnstokken groeien. Het omvat ook de ligging van de wijngaard, het klimaat en zelfs de (traditionele) handelingen van de wijnboer in de wijngaard zoals een bepaald type snoei of bodemonderhoud. Deze set aan factoren beïnvloedt de rijping van de druiven en zorgt voor een wijn die niet na te maken is op een andere locatie. Het is lastig om de bijdrage van een individueel aspect van het terroir – in dit geval de bodem – te waarderen. Toch zijn er wel een aantal duidelijke karakteristieken van de bodem bekend die een effect uitoefenen op de wijnkwaliteit.

Arme en rijke bodems

De mate waarin een wijnstok kan groeien en voedingsstoffen kan opnemen is afhankelijk van de pH van de bodem en de hoeveelheid organisch materiaal. De pH bepaalt hoe gemakkelijk de opname van mineralen kan plaatsvinden. Met mineralen wordt hier bedoeld de essentiële elementen zonder welke organismen niet kunnen leven zoals fosfaat, nitraat, calcium, magnesium, kalium, natrium en de spoorelementen. Een neutrale of licht basische bodem is ideaal voor de opname van deze voedingsstoffen. Klei en organische stof in een rijkere bodem bepalen de concentratie van kationen zoals Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ en Na⁺ in het bodemvocht¹. Deze ionen kunnen door de wortels worden opgenomen. Arme zand- en steenbodems beschikken niet over deze kationuitwisseling tussen vaste stof en bodemvocht. Op deze bodems zijn planten voor de opname van deze elementen vrijwel volledig aangewezen op afbraak (mineralisatie genaamd) van humus tot bovengenoemde anorganische componenten. Echter, voor alle bodemtypen is humus de belangrijkste bron van stikstof- en fosfaatverbindingen.

Behalve opgeloste mineralen bestaan er ook vaste bodemmineralen, bijvoorbeeld kalksteen of een kiezel van veldspaat. Verwering van deze gesteenten kan zorgen voor de vrijzetting van mineralen door de vorming van kleimineralen zoals kaoliniet. Dit proces is echter veel te traag (geologische tijdschaal) om van belang te zijn voor een continue aanvoer van voedingsstoffen voor de wijnstok.

“De bodem heeft effect op de aroma’s die ontwikkeld worden”

Voor het verbouwen van wijndruiven heeft men vaak het liefst een arme stenige bodem. Door de beperkte aanwezigheid van water en voedingsstoffen in deze bodems gaan de druiven eerder naar de rijpingsfase. Hierdoor rijpen de aroma’s sneller, krijgen de druiven hogere suikergehaltes en daalt de hoeveelheid zuren eerder. Een vruchtbare grond met veel stikstofverbindingen (nitraat) is daarentegen minder geschikt voor wijnbouw. Het stikstof levert wijnstokken met meer vegetatieve groei, en druiven met minder geconcentreerde aroma’s¹.

Vocht- en luchthuishouding

De fysische eigenschappen van de bodem zoals de structuur, diepte, en drainage bepalen de waterstatus van de bodem. Een goede doorluchting van de bodem stimuleert het bodemleven, en daarmee ook de beschikbaarheid van voedingsstoffen die vrijkomen voor de wijnstok. De waterstatus is direct gerelateerd aan het type bodem en heeft een grotere invloed op de wijnkwaliteit dan de chemische samenstelling van de bodem^2-4. De hoeveelheid water in de bodem bepaalt dan ook de opnamesnelheid van de voedingsstoffen uit de bodem⁵. Een kleine hoeveelheid water is noodzakelijk voor de opname van voedingsstoffen uit de bodem en de fotosynthese in de bladeren. Een klein watertekort tijdens het groeiseizoen, net vóór de druiven verkleuren, kan echter gunstig zijn. Het is namelijk een signaal naar de plant om te stoppen met de vegetatieve groei en meer energie te steken in de rijping van de druiven. Dit zorgt voor druiven met meer suikers, kleurstoffen en aroma’s. Langdurige waterstress – van zowel te weinig als te veel water – is echter nadelig en kan zorgen voor een verstoring van de opname van voedingstoffen en/of het stilvallen van de fotosynthese².

De ideale bodem voor wijnbouw moet dus een goede drainage bevatten, maar tevens voldoende water vasthouden om droge periodes te overbruggen. Zandbodems hebben een hele goede drainage, maar houden vrijwel geen water vast. Kleibodems hebben juist een hele goede waterretentie, maar een slechtere drainage. De wijngaardenier kan dit bijsturen door op zandgronden bijvoorbeeld voldoende humus in de wijngaard te houden en op kleibodems te zorgen voor voldoende drainage, bijvoorbeeld door diepwortelende kruiden en bloemen tussen de rijen. Kalksteenbodems, of kalk-klei-bodems zijn bodems met een betere waterstatus, en vaak de gewenste bodems voor een wijngaard. Het kalksteen houdt voldoende water vast, en scheuren in het kalksteen voorkomen een overvloed aan water.

Wijngaarden in droge gebieden kunnen gebruik maken van irrigatiesystemen om te voorkomen dat er een watertekort en daarmee waterstress optreedt. Irrigatie van de wijngaard omzeilt echter de specifieke bodemkarakteristieken waardoor het ‘terroir’-effect van de bodem wordt tenietgedaan. Irrigatie van wijngaarden is in Europa dan ook vaak streng gereguleerd voor de productie van kwaliteitswijn, maar is buiten Europa veelal toegestaan. Desalniettemin wordt er ook bij het gebruik van een irrigatiesysteem in de wijngaard tegenwoordig vaak voor een lichte waterstress gezorgd².

Variëtale aroma’s

In het voorgaande is geschetst dat het bodemtype, bij gegeven weersomstandigheden, via zijn waterstatus en de beschikbaarheid van voedingsstoffen de groei van de wijnstok en de rijping van de druiven bepaalt. De bodem heeft daarmee ook een effect op de aroma’s die ontwikkeld worden. Om het effect van het bodemtype te vergelijken moeten alle andere factoren die het terroir bepalen (klimaat, ligging en handelingen in de wijngaard) vergelijkbaar zijn. Dit is vrijwel onmogelijk, en er zijn dan ook maar een beperkt aantal studies waarin het effect van verschil in bodemtype op de aroma’s in de druiven is vergeleken. Zo produceren klei en kalkrijke bodems in Portugal met een goede waterstatus mousserende wijnen die meer variëtale aroma’s – bloemige en fruitige aroma’s – bevatten dan druiven die afkomstig zijn van zandbodems. Ook een studie in Spanje laat zien dat kleibodems druiven produceren met meer en rijpere fruitaroma’s en minder vegetale aroma’s dan zandbodems. In de Bordeaux hebben druiven van een goed gedraineerde gravelbodem lagere methoxypyrazine concentraties dan druiven van kalksteen of kleibodems. Methoxypyrazines zijn verantwoordelijk voor de kruidige, groene, vegetale aroma’s in de wijn zoals die van paprika, asperges en bonen, en zijn typerend voor druivenrassen zoals Sauvignon Blanc en Cabernet Sauvignon⁴.

De keuze van de juiste bodem bij een bepaald type druivenras kan zodoende bepaalde aromatische karakteristieken van de druif versterken. Dit betekent echter niet dat een druivenras persé een voorkeursbodem heeft. Ook de andere factoren van het terroir kunnen de aromatische karakteristieken beïnvloeden en zijn veelal bepalender voor de rijping van de druiven. Zo zorgen een warmer klimaat, een lager oogstrendement of een hogere loofwand ook voor rijpere fruitaroma’s. Het effect van de bodem is daarentegen wel van belang als men de limiet opzoekt van mogelijk is in de wijngaard.

Bodemaroma’s in de wijn

Een goede bodem zorgt er voor dat de wijnstok naar wens voedingsstoffen kan opnemen uit de bodem voor de groei en rijping van de druiven. Maar zuigen de wijnstokken dan alles op wat in de bodem zit, en komt dat dus uiteindelijk in het wijnglas terecht? In wijnbeschrijvingen spreekt men over “Chablis met aroma’s van vuursteen, en lagen van mineralen”, “aardse aroma’s”, “de geur van schelpen” of “de geur van natte stenen”. Zijn dit verzinsels van creatieve wijnschrijvers met een verwijzing naar de bodem waarop de wijn is geproduceerd? Of is er toch daadwerkelijk een verband tussen de bodem en deze aroma’s in de wijn?

“Mineralen hebben geen smaak”

Het likken aan een rots of steen, of deze nu van graniet, leisteen, of kalksteen is, geeft geen enkele geur- of smaaksensatie. Afgezien van een verschil in structuur dat men kan voelen met de tong is een stuk graniet niet te onderscheiden van een stuk leisteen of een kiezel uit de Maasvallei. De gesteentes in de bodem krijgen pas kation uitwisselingscapaciteit na verwering. En, omdat wijnstokken geen silicaten kunnen openbreken is een directe transfer van de ‘mineraliteit van de bodem’ via de wijnstok naar het glas uitgesloten. De concentraties mineralen in het bodemvocht worden bepaald door humus en klei. De plant neemt die bovendien selectief op. Wetenschappelijk bewijs voor een direct verband tussen de mineralen in de bodem en de zo geheten mineraliteit en aardse aroma’s in de wijn ontbreekt dus^1,6. De Chardonnays met “karakteristieke aroma’s van vuursteen” uit de Chablis zijn afkomstig van kalkbodems, zonder ook maar een flinter vuursteen. De wijnbeschrijvingen komen zodoende niet overeen met de bodem van oorsprong. Wat proeft en ruikt men dan wel als het gaat over aardse aroma’s, wijn met mineraliteit, of tonen van schelpen en vuursteen?

LEES NU OOK: Terroir zorgt voor stress, en dat proef je!

Aroma van organische verbindingen

Organische verbindingen afkomstig van (dode) organismen komen vanuit de wijngaard in de wijn terecht, of worden tijdens de alcoholische fermentatie door de gisten geproduceerd. Organische verbindingen zoals 2-methylisoborneol en geosmine worden geproduceerd door algen, bacteriën en schimmels die aanwezig zijn in de wijngaard en geven aroma’s van geploegde aarde en natte stenen. Men associeert deze organische verbindingen met deze geuren, omdat ze ook vrij komen in de lucht (en dus te ruiken zijn) bij het omwoelen van het land, of doordat ze opspatten van de stenen tijdens een regenbui. Ze hebben een heel lage waarnemingsdrempel en kunnen bij hoge concentraties als een wijnfout gekenmerkt worden.

Aroma’s van vuursteen en schelpen zijn echter weer afkomstig van een hele reeks aan organische zwavelverbindingen. Vaak kunnen deze ontstaan door een (licht) reductieve gisting veroorzaakt door een tekort aan stikstof in het druivensap. Dit stikstofgebrek komt met name voor bij druiven die gekweekt zijn op stikstofarme (stenige) bodems^1,6,7. De aardse en ‘minerale’ aroma’s die aanwezig zijn in de wijn bestaan dus echt. Ze zijn echter niet afkomstig uit de bodemmineralen, maar van organische verbindingen die afkomstig zijn uit de wijngaard of zijn ontstaan tijdens de vinificatie.

Geen direct verband

Al willen veel wijnschrijvers, wijngaardeniers en wijnverkopers graag anders doen geloven, er is geen direct verband tussen de bodemmineralen en de aardse, ‘minerale’, aroma’s in de wijn. Het is een mooi (verkoop)verhaal waarbij de wijn in direct verband wordt gebracht met het terroir, en de bodem waarop het wordt geproduceerd. De bodem heeft echter wel invloed op de smaak van de wijn. Door zijn chemische en vooral fysische eigenschappen bepaalt het mede de rijping van de druiven en de ontwikkeling van fruitige en vegetale aroma’s.

Bekijk hier alle diensten van WijnWetenschap

Referenties
1. Maltman A. Minerality in wine: a geological perspective. Journal of Wine Research. 2013. http://dx.doi.org/10.1080/09571264.2013.793176
2. Van Leeuwen C, et al. Vine water status is a key factor in grape ripening and vintage quality for red Bordeaux wine. How can it be assessed for vineyard management purposes? Journal International des Sciences de la Vigne et du Vin. 2009;43:3,121-134 https://doi.org/10.20870/oeno-one.2009.43.3.798
3. Ubalde JM, Sort X, Zayas A, Poch RM. Effects of soil and climatic conditions on grape ripening and wine quality of cabernet sauvignon. Journal of wine research. 2010;21:1,1-17 http://dx.doi.org/10.1080/09571264.2010.495851
4. González-Barreiro C, Rial-Otero R, Cancho-Grande B, Simal-Gándara J. Wine aroma compounds in grapes: a critical review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2013;55:2,202-218 http://dx.doi.org/10.1080/10408398.2011.650336
5. Spangenberg JE, Zufferey V. Changes in soil water availability in vineyards can be traced by the carbon and nitrogen istope composition of dried wines. Science of the Total Environment. 2018;635,178-187 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.04.078
6. Rodrigues H, et al. Sensory and chemical drivers of wine minerality aroma: an application to Chablis wines. Food Chemistry. 2017 http://dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.03.036
7. Parr WV, Maltman AJ, Easton S, Ballester J. Minerality in wine: towards the reality behind the myths. Beverages. 2018;4(4),77 https://doi.org/10.3390/beverages4040077

OPMERKING: Dit artikel is eerder gepubliceerd in BODEM, no. 5. oktober 2019. (Herprint met toestemming)

Het bericht Het effect van de bodem op de smaak van wijn verscheen eerst op WijnWetenschap.

Een slok wijn zorgt voor een explosie aan smaken (zoet, zuur, bitter) en een mondgevoel dat vettig, strak, rond of astringent kan zijn. De smaken worden herkend door de receptoren op de tong, en het mondgevoel is afhankelijk van de interactie met speeksel. Een vettig of rond mondgevoel komt doordat er een filmende laag achterblijft waardoor het speeksel dikker wordt. Een strak mondgevoel komt juist door een verdunning van het speeksel. Een astringent, samentrekkend of wrang, gevoel in de mond wordt veroorzaakt doordat moleculen zoals tannines binden aan de eiwitten in het speeksel. Hierdoor werkt het speeksel niet meer als een goed smeermiddel en voelt het alsof je tong aan je wangen blijft plakken. Het is onduidelijk wat de precieze rol van anthocyanen in dit geheel is. Franse, Italiaanse en Chinese onderzoekers hebben daarom onderzocht of anthocyanen reageren met eiwitten in het speeksel, en of het ook mogelijk is om deze kleurstoffen te proeven.

Drie klassen anthocyanen
Allereerst is er 50 kilo aan Barbera en aan Nebbiolo druiven geschild. De schillen zijn gevriesdroogd en tot poeder vermalen om hier vervolgens de kleurstoffen uit te winnen. De verkregen anthocyanen in het poeder zijn door chromatografietechnieken opgezuiverd en verdeeld in drie verschillende klassen van anthocyanen; glucosides, acetylglucosides en cinnamoylides. De acetylglucosides en cinnamoylides hebben in vergelijk met de glucosides een extra acetyl- of cinnamoyl-groep gebonden (zie de structuurformules in Figuur 1). Elke anthocyaan heeft ook een restgroep – de rest van het molecuul – gebonden. De combinatie van de klasse met de restgroep bepaalt de identiteit van elke individuele anthocyaan, en dit bepaalt ook de snelheid waarmee ze gedetecteerd worden met de chromatografietechnieken. De glucosides worden als eerst gedetecteerd, gevolgd door de acetylglucosides en als laatste de cinnamoylides. Figuur 1 laat een chromatogram zien – het overzicht van gemeten anthocyanen – waarin elke piek staat voor een ander anthocyaan in de schil van de Barbera druiven. In de figuur zijn ook de pieken per klasse apart weergegeven en uitvergroot. Elke piek binnen een klasse is een anthocyaan met een andere restgroep. Door de anthocyanen op te delen in de drie klassen kan nauwkeuriger naar hun reactie met eiwitten worden gekeken. Om elke anthocyaan afzonderlijk te bekijken is veel meer kleurstof nodig, en afgezonderd van de extra financiële kosten, moesten daar waarschijnlijk te veel druiven voor geschild worden…

De reactie met eiwitten
De reactie van anthocyanen met eiwitten is getest in speeksel van 18 proefpersonen en in een eiwitoplossing gemaakt van runderalbumine, een niet-reactief eiwit dat vaak in laboratoriumexperimenten wordt gebruikt. Runderalbumine wordt ook wel BSA genoemd, een afkorting voor de engelse term ‘bovine serum albumin’. De anthocyanen zijn per klasse afzonderlijk opgelost in een wijn-achtige oplossing (12% alcohol, 4g/L wijnsteenzuur en een pH van 3.5). Aan deze oplossingen werd vervolgens BSA of het speeksel toegevoegd. Reactie van de eiwitten met de anthocyanen zorgt er voor dat ze neerslaan en uit de oplossing gefilterd kunnen worden. Door nu de hoeveelheid anthocyanen in de gefilterde oplossing te meten, kan bepaald worden hoeveel er door het eiwit zijn gebonden. In Figuur 2 staan de resultaten van deze experimenten. BSA bindt aan twee cinnamoylides, maar de speekseleiwitten binden echter aan verschillende anthocyanen uit alle drie de klassen. Deze sterkere reactie komt waarschijnlijk door de aanwezigheid van eiwitten in het speeksel die veel proline – een aminozuur, en ‘bouwsteen’ van een eiwit – bevatten en daardoor veel gemakkelijker verbindingen kunnen aangaan met de anthocyanen dan BSA. Dit toont dus ook aan dat BSA niet waarheidsgetrouw genoeg is om in toekomstige experimenten ter vervanging van speeksel gebruikt te worden.

Proeven maar!
Eiwitten in het speeksel binden dus aan de anthocyanen, maar heeft dit ook invloed op de perceptie van smaak en het mondgevoel van de wijn? Dit kan enkel ondervonden worden door de anthocyanen te proeven! Een panel van 18 ervaren wijnproevers heeft oplossingen van de drie verschillende groepen anthocyanen geproefd in verschillende concentraties. De concentraties vallen allemaal binnen de range die normaalgesproken in wijn aanwezig kan zijn. Alle anthocyanen, de glucosides, acetylglucosides en cinnamoylides, werden omschreven als astringent en bitter. Echter, de waarnemingsdrempel van de glucosides was met 297 mg/L veel hoger dan de waarnemingsdrempel van de acetylglucosides (68 mg/L) of de cinnamoylides (58 mg/L). Deze laatste twee zijn dus al veel eerder te proeven in de wijn, maar zijn van nature ook minder aanwezig.

Conclusie
Anthocyanen hebben een bittere smaak, en zorgen voor een astringent mondgevoel doordat ze net als tannines binden aan eiwitten in het speeksel. Extra kleurextractie tijdens de vinificatie kan dus een groot effect hebben op de sensorische eigenschappen van de wijn! Verder onderzoek moet uitwijzen of variatie in de pH, alcoholpercentage en de aanwezigheid van andere componenten (zoals onder andere tannines) in de wijn nog van invloed zijn op deze waarnemingen.

Bron:
Paissoni MA, Waffo-Teguo P, Ma W, Jourdes M, Rolle L, Teissedre P-. Chemical and sensorial investigation of in-mouth sensory properties of grape anthocyanins. Sci Rep. 2018 Nov 20;8(1):17098. https://doi.org/10.1038/s41598-018-35355-x

Het bericht Anthocyanen zijn kleurstoffen met smaak! verscheen eerst op WijnWetenschap.

Het terroir van een glas wijn, wie heeft er niet van gehoord? Wijnexperts laten vaak in bijna poëtisch taalgebruik hun licht schijnen over het terroir dat ze proeven. Maar wat proeven ze, en is dit écht te herleiden tot die druivenstok op het veldje, niet links, maar aan de rechterkant van de weg?

Terroir is een verzamelterm voor alles dat invloed heeft op de druiven in de wijngaard. Dit is dus de bodem, de ligging en begroeiing van de wijngaard, het (micro)klimaat, maar ook de handelingen van de wijngaardenier in de wijngaard¹. De term terroir impliceert echter ook dat de wijn unieke karakteristieken heeft die op een andere locatie, ondanks het gebruik van dezelfde druivenrassen en vinificatiemethoden, niet kan worden gedupliceerd. Is het daadwerkelijk zo dat de richting van de rijen in de wijngaard, het ontbladeren, het dunnen van de trossen, die koele bries in vergelijk met de vallei verderop, of een kalk- of een kleigrond zo veel verschil maken voor de aroma’s van de wijn?

De invloed van terroir op de wijnstok
Elke invloed van buitenaf op de wijnstok zowel biotisch (aantasting door vogels, parasieten, bacteriën, schimmels, onkruid, etc.) als abiotisch (verschillen in temperatuur, droogte, zonlicht, bodemsamenstelling, etc.) zorgt voor stress. Om zijn integriteit te beschermen zal de wijnstok zich aanpassen aan deze stressoren. De aanpassingen in de wijnstok als gevolg van al deze invloeden (het terroir) kan al plaatsvinden op het niveau van het DNA. DNA codeert voor eiwitten, de regulerende stoffen in elke cel. Een stuk DNA dat codeert voor een eiwit wordt een gen genoemd. Deze genen kunnen onder invloed van een stressor worden ‘aan- of uitgezet’. Dit gebeurt door het verwijderen of juist plaatsen van zogenaamde methylgroepen – een koolstofatoom met drie gebonden waterstofatomen – op het DNA^{2, 3}. Deze methylgroepen kunnen de toegang tot een specifiek gen blokkeren waardoor het niet gebruikt kan worden en daardoor niet vertaald wordt naar een werkzaam eiwit (Figuur 1). Van alle genen op het DNA kan ongeveer 5% worden aan of uitgezet door de invloed van het terroir⁴. Vijf procent lijkt misschien weinig, maar aangezien een groot deel van deze genen codeert voor transcriptiefactoren⁴ – dit zijn eiwitten die zorgen voor de productie van andere eiwitten – kan het toch een enorm effect hebben op de moleculaire processen in de druivenstok.

In de Barossa vallei in Zuid-Australie hebben ze gekeken naar de methylgroepen op het DNA van Shiraz wijnstokken en vergeleken over 22 wijngaarden. Het was mogelijk om op basis van de methylering van het DNA de verschillende wijngaarden te groeperen op basis van hun ligging. Ongeveer 24% van de variatie in methylering is daarbij afhankelijk van de breedtegraad waarop de wijngaard ligt. Opmerkelijker is echter dat ook de hoogte waarop de wijngaard ligt en zelfs de gebruikte geleidingsmethode (cordon of guyot) van invloed zijn op de plaatsing van de methylgroepen op het DNA van de wijnstokken².

Allemaal leuk en aardig dat het DNA iets meer of minder toegankelijk wordt door die methylgroepen, maar heeft dit ook daadwerkelijk een effect op de aroma’s van de wijn? Jazeker, een gen moet namelijk toegankelijk zijn om afgelezen te kunnen worden. En, de expressie van de genen – de mate waarin ze afgelezen worden om eiwitten te produceren – vertoont een direct verband met terroir-specifieke aroma’s in de wijn^{3, 5, 6}. De regulering van abscisinezuur is een mooi voorbeeld van het effect van terroir op de aroma’s in de wijn. Namelijk, de genen die de productie van abscisinezuur reguleren zijn erg gevoelig voor de invloeden van het terroir⁷. Abscisinezuur is een hormoon dat de groei en ontwikkeling van de wijnstok reguleert, maar óók de (stress)reactie van de wijnstok op (a)biotische stressoren zoals mechanische schade, schimmels, bacteriën, onkruid, droogte, kou, hitte, etc.⁸. Abscisinezuur beïnvloedt daarmee de hoeveelheid anthocyanen en flavonolen die aanwezig zijn in de druif⁹. Kortom, de effecten van het terroir op de regulatie van abscisinezuur hebben een effect op de aroma’s in de wijn.

Net als het klimaat, de ligging en de bodem, kunnen ook de handelingen van de wijngaardenier zorgen voor een  (stress)reactie van de wijnstok. Of dit er altijd voor zorgt dat het DNA van de wijnstok anders gemethyleerd wordt is niet bekend. Het is echter niet onwaarschijnlijk gezien het effect van de geleiding op de methylering (zie hierboven). Wel is zeker dat de handelingen van de wijngaardenier een effect hebben op de samenstelling van de aroma’s in de wijn. Handelingen in de wijngaard zoals de oriëntatie van de rijen¹⁰, het snoeien van de loofwand¹¹, het ontbladeren van de troszone^12-14, trosdunning¹⁵, het watermanagement in de wijngaard¹¹ en natuurlijk een laag rendement¹⁶ – zoals verplicht in de grand cru’s van de Bourgogne – hebben invloed op het aromaprofiel en de kwaliteit van de wijn. Van watermanagement en het rendement (het aantal hectoliter wijn per hectare) is bekend dat ze van invloed zijn op de terroirexpressie^{11, 16}. Bij de andere handelingen wordt vooral gesproken over een verbetering van de kwaliteit. Het is daarbij de vraag of de kwaliteit van wijn niet ook synoniem is voor terroirexpressie in de wijn. Wel is bekend dat de fenolische rijpheid – de optimale aromatische rijpheid van de druif – een belangrijke factor is voor terroirexpressie¹⁶. Het ‘terroir-effect’ ontstaat namelijk pas gedurende de rijping van de druiven. Terroir-specifieke stilbenen en anthocyanen concentreren zich dan pas in de druif. In onrijpe druiven, geplukt voor de véraison, kan nog geen effect van het terroir op de samenstelling van de druif worden aangetoond⁶. Het oogsten van fenolisch onrijpe druiven zorgt er dus voor dat de terroirexpressie in de druiven verminderd is. Handelingen in de wijngaard die de rijping van de druiven beïnvloeden zoals ontbladeren, groene oogst, tros halvering, rendementsverlaging, etc. kunnen dus ook op deze manier een effect hebben op de terroirexpressie in de druiven.

Kortom, de wijngaardenier bepaalt het microklimaat van de wijnstok en reguleert daarmee de stressoren die van invloed zijn op de wijnstok. Het ontbladeren zorgt er bijvoorbeeld voor dat er minder vocht blijft hangen tussen de trossen, er minder schimmelvorming is, maar óók dat door het extra zonlicht de temperatuur hoger is en de druif lichtstress ondervindt. Om de druif te beschermen tegen deze extra UV-straling worden er extra flavonoïden aanmaakt in de schil¹⁷. Deze flavonoïden dienen als pigmenten – een natuurlijk zonnescherm – in de schil, maar zorgen ook voor extra kleur en smaak in de wijn. En dat is precies wat de wijngaardenier voor ogen had.

Hoe groot is het effect van terroir?
Het vintage-effect, het effect van een goede of slechte zomer, is vele male groter dan het effect van terroir¹⁸. Dit komt simpelweg omdat het effect van een natte zomer op de groei en rijping van de druiven vele male groter is dan de subtiele verschillen in terroir. De expressie van het terroir wordt dus (soms letterlijk) ondergesneeuwd door het vintage-effect. Bourgogne-wijnen waarbij bij het bottelen enkel een vintage-effect waarneembaar was toonden na een aantal jaren op de fles toch ook een verschillende chemische samenstelling die te herleiden was tot de specifieke wijngaarden waar ze vandaan kwamen. Deze wijnen ‘onthouden’ dus hun afkomst in de vorm van de samenstelling van een deel hun metabolieten¹⁹. Tevens is het met behulp van statistische methoden mogelijk om uit een complete dataset aan aromatische stoffen het vintage-effect eruit te filteren en nog steeds terroir-specifieke verschillen waar te nemen^{5, 6}. Een sterk vintage effect, of een slecht wijnjaar hoeft dus niet te betekenen dat er geen terroirexpressie aanwezig is.

Samengevat is het dus mogelijk om wetenschappelijk aan te tonen dat terroirexpressie bestaat in wijn. Ook kan aangetoond worden dat specifieke factoren zoals breedtegraad, geleidingsmethode, bodem, oriëntatie van de rijen, snoeimethoden, ontbladeren, water management, een laag rendement, en andere vormen van wijngaard management van zekere invloed zijn op het aromaprofiel en de terroirexpressie van de wijn. Maar, wat de wetenschap kan meten hoeft een wijndrinker nog niet te kunnen proeven. Daarnaast is het terroir een optelsom van factoren en zal het lastig zijn om een enkele variabele zoals het type geleiding of de precieze oriëntatie van de rijen te proeven in de wijn. Het blijft daarom de vraag of bepaalde terroir-specifieke aroma’s altijd de waarnemingsdrempel halen én of de wijndrinker een dusdanig smaakpallet ontwikkeld heeft om dit op te pikken. Voor getrainde proevers zal het mogelijk zijn om een aantal terroir-specifieke elementen te herkennen en te duiden, maar voor het gewone voetvolk volstaat vaak een mooi staaltje blufpoker.

REFERENTIES
1.  Organisation Internationale de la Vigne et du Vin. Resolution OIV/VITI 333/2010. In: Castellucci F, editor. General Assembly Tbilisi 2010.
2.   Xie H, Konate M, Sai N, Tesfamicael KG, Cavagnaro T, Gilliham M, et al. Global DNA Methylation Patterns Can Play a Role in Defining Terroir in Grapevine (Vitis vinifera cv. Shiraz). Frontiers in plant science. 2017;8:1860.
3.   Fortes AM, Gallusci P. Plant Stress Responses and Phenotypic Plasticity in the Epigenomics Era: Perspectives on the Grapevine Scenario, a Model for Perennial Crop Plants. Frontiers in plant science. 2017;8:82.
4.   Dal Santo S, Tornielli GB, Zenoni S, Fasoli M, Farina L, Anesi A, et al. The plasticity of the grapevine berry transcriptome. Genome biology. 2013;14(6):r54.
5.   Anesi A, Stocchero M, Dal Santo S, Commisso M, Zenoni S, Ceoldo S, et al. Towards a scientific interpretation of the terroir concept: plasticity of the grape berry metabolome. BMC plant biology. 2015;15:191.
6.   Dal Santo S, Commisso M, D’Inca E, Anesi A, Stocchero M, Zenoni S, et al. The Terroir Concept Interpreted through Grape Berry Metabolomics and Transcriptomics. Journal of visualized experiments : JoVE. 2016(116).
7.   Sun R, He F, Lan Y, Xing R, Liu R, Pan Q, et al. Transcriptome comparison of Cabernet Sauvignon grape berries from two regions with distinct climate. Journal of plant physiology. 2015;178:43-54.
8.   Cutler SR, Rodriguez PL, Finkelstein RR, Abrams SR. Abscisic acid: emergence of a core signaling network. Annual review of plant biology. 2010;61:651-79.
9.   Koyama K, Sadamatsu K, Goto-Yamamoto N. Abscisic acid stimulated ripening and gene expression in berry skins of the Cabernet Sauvignon grape. Functional & integrative genomics. 2010;10(3):367-81.
10.   Hunter JJ, Volschenk CG. Chemical composition and sensory properties of non-wooded and wooded Shiraz (Vitis vinifera L.) wine as affected by vineyard row orientation and grape ripeness level. Journal of the science of food and agriculture. 2018;98(7):2689-704.
11.   Pascual M, Romero MP, Rufat J, Villar JM. Canopy management in rainfed vineyards (cv. Tempranillo) for optimising water use and enhancing wine quality. Journal of the science of food and agriculture. 2015;95(15):3067-76.
12.   Sternad Lemut M, Sivilotti P, Franceschi P, Wehrens R, Vrhovsek U. Use of metabolic profiling to study grape skin polyphenol behavior as a result of canopy microclimate manipulation in a ‘Pinot noir’ vineyard. Journal of agricultural and food chemistry. 2013;61(37):8976-86.
13.   Moreno D, Valdes E, Uriarte D, Gamero E, Talaverano I, Vilanova M. Early leaf removal applied in warm climatic conditions: Impact on Tempranillo wine volatiles. Food research international (Ottawa, Ont). 2017;98:50-8.
14.   Zhang P, Wu X, Needs S, Liu D, Fuentes S, Howell K. The Influence of Apical and Basal Defoliation on the Canopy Structure and Biochemical Composition of Vitis vinifera cv. Shiraz Grapes and Wine. Frontiers in chemistry. 2017;5:48.
15.   Rutan TE, Herbst-Johnstone M, Kilmartin PA. Effect of Cluster Thinning Vitis vinifera cv. Pinot Noir on Wine Volatile and Phenolic Composition. Journal of agricultural and food chemistry. 2018.
16.   Van Leeuwen C. Chapter 9 – Terroir: the effect of the physical environment on vine growth, grape ripening and wine sensory attributes. In: Reynolds AG, editor. Managing Wine Quality. Series in Food Science, Technology and Nutrition: Woodhead Publishing; 2010. p. 273-315.
17.   du Plessis K, Young PR, Eyeghe-Bickong HA, Vivier MA. The Transcriptional Responses and Metabolic Consequences of Acclimation to Elevated Light Exposure in Grapevine Berries. Frontiers in plant science. 2017;8:1261.
18.   Roullier-Gall C, Lucio M, Noret L, Schmitt-Kopplin P, Gougeon RD. How subtle is the “terroir” effect? Chemistry-related signatures of two “climats de Bourgogne”. PloS one. 2014;9(5):e97615.
19.   Roullier-Gall C, Boutegrabet L, Gougeon RD, Schmitt-Kopplin P. A grape and wine chemodiversity comparison of different appellations in Burgundy: vintage vs terroir effects. Food chemistry. 2014;152:100-7.

Het bericht TERROIR ZORGT VOOR STRESS, EN DAT PROEF JE! verscheen eerst op WijnWetenschap.