TY - THES A1 - Grebneva, Yevgeniya T1 - The formation, sensory contribution and management of 1,1,6-trimethyl-1,2-dihydronaphthalene (TDN) in grapes and wines of Vitis vinifera L.cv. Riesling N2 - Wine from Vitis vinifera cv. Riesling grapes is one of the most internationally renowned white wine styles worldwide. There are several aroma compounds that are fundamental to the sensory properties of Riesling wines. Two such classes of compounds are monoterpenes and C13-norisoprenoids, both of which can be influenced in the vineyard, the winery and in the bottle. The overall objective of this study was to investigate the role of certain vineyard and winemaking practices on the development of sensorial important flavour compounds in Riesling, with particular emphasis on 1,1,6-trimethyl-1,2-dihydronaphthalene (TDN). Chapter 2 investigates the effect of a manipulated light environment during grape ripening on Australian Riesling over two consecutive vintages. The application of coloured shade cloth was used to alter not only the quantity of light but also the quality of light reaching grape leaves and berries. Changes in both grape and wine composition were observed. A reduction solely in the quantity of light resulted in a significant reduction in free and total TDN concentrations. However, sensory descriptive analysis of finalised wines demonstrated a conflicting result, as increased ‘kerosene-like’ aroma (a common descriptor for TDN) was not always linked to higher TDN concentrations. The starting point of TDN formation is the availability of its precursors; carotenoids and their subsequent glycosylated breakdown products. Chapter 3 comprises the analysis of major grape carotenoids present in grapes under various light conditions. While several complex mechanisms involved in photosynthesis and notably the photoprotection triggered by different light qualities during the ripening period were observed, the reduction in concentration of carotenoids was significantly higher in sun-exposed samples compared to other treatments during grape ripening. The degree of carotenoid degradation could be a useful marker for the decision regarding TDN management in wine during winemaking or storage. Furthermore, Chapter 3 provides results from the analysis of C13-norisoprenoid glycosides in wines made from grapes grown under different shade cloth in correlation to their corresponding TDN concentrations. For this experiment two approaches were considered, firstly the untargeted profiling and then targeted analysis of the glycosides in wine. Glycosides related to TDN evolution in wine were tentatively identified. While trials conducted in Australia evaluated the effect of shading on the evolution of important grape and wine components in Riesling, Chapter 4 describes the significance of increased solar exposure (leaf removal) on Riesling grape and wine compositional behaviour in combination with different row orientations (East-West, Northeast-Southwest, North-South) under German field conditions. Microclimatically, East-West orientated rows maintained the lowest interior canopy light interception, Northeast-Southwest and North-South orientations lead to the highest light exposure values, peaking in the morning and afternoon, respectively. Pronounced differences in secondary metabolites were found between the different exposure levels introduced by leaf removal. Highly exposed grapes showed significantly higher bound and free TDN concentrations, however, no direct correlation was observed between elevated free TDN levels and the perception of ‘kerosene-like’ aroma in the wines. Finally, Chapter 5 comprises a comparative analysis of oenological practices of grape pressing and yeast selection including enzyme (β-glycosidase) addition on the extraction of TDN and related C13-norisoprenoids in finished wines. Insignificant differences were observed between the effect of whole-bunch and crushed/destemmed fruit pressings. While the choice of yeast during alcoholic fermentation did not affect TDN formation, the addition of glycosidases to musts resulted in an approximately 15% to 25% increases in free TDN concentrations after the wines were submitted to accelerated ageing. However, these changes were negligible when compared to the consequence of viticultural management practices. This thesis represents a valuable contribution to the understanding of the formation, management and sensory contribution of TDN in Riesling. Furthermore, this study investigated for the first time the effect of different light regimes (shade cloth) on TDN evolution which can be used to advance the management of Riesling grape production, especially during hotter summers. N2 - Der Wein der Rebsorte Riesling (Vitis vinifera L.) gehört zu den international bekanntesten Weißweinen weltweit. Es gibt verschiedene Aromastoffe, die für die sensorischen Eigenschaften des Rieslings von grundlegender Bedeutung sind. Zwei solche Verbindungsklassen sind Monoterpene und C13-Norisoprenoide, welche im Weinberg, beim Weinausbau und während der Flaschenlagerung beeinflusst werden können. Die vorliegende Arbeit stellt die Rolle bestimmter vitikultureller und weinbaulicher Maßnahmen bei der Entwicklung der sensorisch wichtigen Aromastoffe im Riesling dar, wobei der Schwerpunkt auf der Verbindung 1,1,6-Trimethyl-1,2-dihydronaphthalin (TDN) lag. Kapitel 2 untersucht die Auswirkungen einer kontrollierten Lichtumgebung auf die Trauben der Rebsorte Riesling während der Reife aus dem kommerziell geführten Weinberg in Südaustralien über zwei aufeinanderfolgende Jahrgänge. Kontrollierte Lichtumgebung wurde durch die Anwendung eines farbigen Schattennetzes erreicht, um nicht nur die Lichtmenge, sondern auch die Lichtqualität (unterschiedliche Wellenlängen des Lichts), die die Weinblätter und Trauben erreicht, zu verändern. Im Rahmen dieser Anwendung wurden Veränderungen sowohl bei der Trauben- als auch bei der Weinzusammensetzung beobachtet. Die Lichtreduzierung allein führte zu einer signifikanten Verringerung der freien und gebundenen TDN-Konzentrationen in den Trauben und daraus gewonnen Weinen. Die sensorische Beurteilung der fertigen Weine ergab jedoch ein widersprüchliches Ergebnis, worauf ein erhöhtes „kerosinartiges“ Aroma (ein häufiger Deskriptor für TDN) nicht immer mit erhöhten TDN-Konzentrationen verbunden war. Der Ausgangspunkt der TDN-Bildung ist die Verfügbarkeit seiner Vorläufer; der sogenannten Carotinoide und ihre nachfolgenden glykosylierten Abbauprodukte. Kapitel 3 umfasst die Analyse der wichtigsten Carotinoide, die unter verschiedenen Lichtbedingungen in den Trauben vorhanden waren. Die Beeinflussung des Lichtes im Feldversuch zeigte zum einen den typischen Carotinoidabbau, der während der Traubenreife stattfindet, induzierte aber auch weitere komplexe Mechanismen bei denen Carotinoide beteiligt sind, und führte somit zu einem unterschiedlichen Profil der einzelnen Carotinoide in den Trauben. Dennoch war die Verringerung der Carotinoidkonzentration in den der Sonne am meisten exponierten Proben im Vergleich zu anderen Behandlungen während der Traubenreife signifikant höher. Demzufolge könnte der Grad des Carotinoidabbaus ein nützlicher Marker für die Entscheidung bezüglich des TDN-Managements während der Weinherstellung oder der Weinlagerung sein. Darüber hinaus enthält Kapitel 3 die Ergebnisse aus der Analyse der glykosidisch gebundenen TDN-Vorläufer. Für dieses Experiment wurden zwei Ansätze in Betracht gezogen, zunächst eine nicht-gezielte (untargeted) Profilerstellung der Glykoside, die durch unterschiedliche Lichteinstrahlung verändert worden sind und darauffolgend eine gezielte (targeted) Analyse der ermittelten Glykoside im Wein. Diese Vorgehensweise ermöglichte eine vorläufige Identifizierung der Glykoside, die möglicherweise für die Bildung von TDN im Wein zuständig sind. Während die in Australien durchgeführten Versuche die Auswirkung der Schattierung auf die Entwicklung wichtiger Trauben- und Weinkomponenten der Rebsorte Riesling erkundigten, beschreibt Kapitel 4 die Bedeutung einer erhöhten Sonneneinstrahlung (Entblätterung) auf die Zusammensetzung der Rieslingtrauben und der daraus produzierten Weine in Kombination mit unterschiedlichen Zeilenorientierungen (Ost-West-, Nordost-Südwest- und Nord-Süd-Orientierungen) unter den deutschen Feldbedingungen. Mikroklimatisch behielten die Ost-West-orientierten Zeilen die niedrigste Tageslichtmenge im Innenraum bei, wobei die Nordost-Südwest- und Nord-Süd-Orientierungen zu den höchsten Belichtungswerten, die morgens und nachmittags ihren Höhepunkt erreichten, führten. Des Weiteren war durch die Entblätterung auch ein deutlicher Effekt bei den Sekundärmetaboliten zu erkennen. Hoch exponierte Trauben zeigten signifikant höhere gebundene und freie TDN-Konzentrationen, es wurde jedoch keine direkte Korrelation zwischen erhöhten freien TDN-Werten und der Wahrnehmung des „kerosinartigen“ Aromas in den Weinen beobachtet. Schließlich stellt Kapitel 5 den Vergleich der önologischen Vorgänge dar, die sich insbesondere zwischen Weinherstellung in Australien und Deutschland unterschieden haben. Dies bezog sich auf den Pressvorgang sowie die Wahl der Hefe zur Vergärung, einschließlich der Zugabe von Enzymen (Enzympräparat mit β-Glukosidaseaktivität) zur Extraktion von TDN und verwandten C13-Norisoprenoiden in fertigen Weinen. Es wurden unbedeutende Unterschiede zwischen der Ganztraubenpresse und der mechanischen vorbelasteten Fruchtpressen beobachtet. Während die Wahl der Hefe die TDN-Bildung im fertigen Wein nicht beeinflusste, führte die Zugabe von Enzymen nach der Gärung zu einem Anstieg der freien TDN-Konzentrationen um etwa 15% bis 25%, nachdem die Weine einer beschleunigten Alterung unterzogen wurden. Diese Veränderungen waren jedoch im Vergleich zu den Folgen der vitikulturellen Maßnahmen vernachlässigbar. Diese Arbeit ist ein wertvoller Beitrag zum Verständnis der Bildung, des Managements und des sensorischen Beitrags von TDN im Riesling. Darüber hinaus untersuchte diese Studie zum ersten Mal die Auswirkungen verschiedener Lichtwellenlängen auf die TDN-Entwicklung, mit denen das Management der Riesling-Traubenproduktion insbesondere in heißeren Sommern nachgeholfen werden kann. KW - grape carotenoids KW - TDN KW - Riesling Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-387 N1 - Doctorate under international, joint supervision by the Hochschule Geisenheim University (Geisenheim, Germany) and the Australian Wine Research Institute (Adelaide, Australia) as part of the BAG (Bordeaux-Adelaide-Geisenheim) Alliance and with the participation of a member of the Faculty of Life Sciences at Technische Universität Braunschweig, Germany. VL - 2022 PB - Gesellschaft zur Förderung der Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER -