Natural glycolipids for the control of spoilage organisms in red wine

Abstract

A natural glycolipid mixture derived from the edible mushroom Dacryopinax spathularia has proven effective as an antimicrobial agent in non-alcoholic beverages, offering an alternative to SO₂ in winemaking. This study investigated its efficacy in Shiraz wine, focusing on its ability to combat spoilage microorganisms such as Brettanomyces bruxellensis, Acetobacter pasteurianus, and Glucono­bacter oxydans. In laboratory trials, Shiraz wine free of SO₂ was inoculated with 1000 CFU/mL of these microbes and treated with 10-50 mg/L glycolipids. Results showed a reduction in viable cell counts and prevention of spoilage over six months. Glycolipids also inhibited the production of odour compounds associated with B. bruxellensis and acetic acid from A. pasteurianus and G. oxydans. A commercial-scale trial involved treating Shiraz wine in oak barrels with 40 and 80 mg/L glycolipids after inoculation with B. bruxellensis. Over 28 weeks, only untreated barrels showed significant spoilage. These findings suggest that glycolipids are a viable alternative to SO₂ for controlling microbial spoilage in wine and can be used as a processing aid during maturation or storage.

Natürliche glykolipide als schutz vor verderbniserregern in rotwein

Ein gemisch natürlicher glykolipide, das aus dem essbaren pilz dacryopinax spathularia gewonnen wird („glykolipide“), ist als wirksame und zugelassene antimikrobielle konservierung in alkoholfreien getränken in konzentrationen von 5 bis 100 mg/l bekannt. Glykolipide werden wie auch dmdc verwendet, um die mikrobielle stabilität alkoholfreier getränke zu gewährleisten. Ihre eigenschaften machen diese nachhaltig produzierten glykolipide zu einem vielversprechenden kandidaten zur reduzierung oder ersatz von so2 in verschiedenen stadien der weinherstellung. In dieser studie wurden unterschiedliche anwendungsszenarien für glykolipide in der weinherstellung untersucht. Insbesondere wurde untersucht, ob glykolipide die schadhefe brettanomyces bruxellensis und die schadbakterien acetobacter pasteurianus und gluconobacter oxydans in shiraz-wein abtöten und ihr wiederaufkeimen verhindern können. Gemeinsam sind diese mikroorganismen für den großteil der mikrobiellen verderbnis-probleme in rotweinen verantwortlich. In laborversuchen wurde so2-freier shiraz-wein mit einer testkultur mit einem inokulum von 1000 kbe/ml beimpft. Die weine wurden anschließend mit 10 – 50 mg/l glykolipiden versetzt. Die ergebnisse zeigten, dass glycolipide die konzentration lebensfähiger zellen von b. Bruxellensis, a. Pasteurianus und g. Oxydans in shiraz-wein reduzieren und ihr wiederauftreten über önologisch relevante zeiträume von 6 monaten verhindern können. Die glykolipide unterdrückten nicht nur das wachstum der schadkeime, sondern verhinderten auch die bildung der beiden wichtigsten geruchsstoffe, die mit b. Bruxellensis auftreten (4-ethylphenol und 4-ethylguaiacol). Sie verhinderten ebenso die produktion von essigsäure in den mit a. Pasteurianus und g. Oxydans beimpften weinen. Es wurde somit die metabolische inaktivierung der hefen und bakterien nachgewiesen.  Im anschließenden versuch im kommerziellen maßstab wurde die wirksamkeit der glykolipide gegen b. Bruxellensis in wein getestet, der in eichenfässern mit einem fassungsvermögen von 225 bis 300 litern gelagert wurde.  Die fässer wurden hierfür mit b. Bruxellensis (stamm awri 1499) mit 1000 kbe/ml beimpft. Nach der inokulierung wurden den fässern zwei verschiedene glykolipid-konzentrationen zugesetzt (40 und 80 mg/l). Alle ansätze erfolgten im triplikat, und die ergebnisse wurden mit nicht behandelten kontrollproben verglichen. Die konzentration lebensfähiger zellen wurde über 28 wochen verfolgt. Nach 28 wochen war ein deutliches wachstum von b. Bruxellensis nur in den unbehandelten fässern festzustellen. Sowohl in den laborversuchen als auch im pilotversuch zur fasslagerung lag die wirksame konzentration an glycolipiden, um das wachstum von b. Bruxellensis und somit das verderben des weins zu unterdrücken, jeweils bei 40 mg/l.   Zusammengenommen zeigen die versuche, dass glykolipide als antimikrobielles mittel in fässern oder tanks gelagertem rotwein mikrobiell schützen können. Da glykolipide durch filtration entfernt werden können, sind sie als verarbeitungshilfsmittel einzustufen, wenn sie zum schutz des weins während der reifung oder während der lagerung, jedoch vor filtration und abfüllung verwendet werden.

Glycolipides naturels pour le contrôle des organismes d’altération du vin rouge

Un mélange naturel de glycolipides obtenu à partir du champignon comestible dacryopinax spathularia (« glycolipides ») est connu pour être un traitement antimicrobien efficace et approuvé dans les boissons non alcoolisées à des concentrations allant de 5 à 100 mg/l. Il a trouvé sa place au côté du DMDC pour assurer la stabilité microbienne des boissons gazeuses. Ces propriétés font des glycolipides naturels et produits de manière durable un candidat prometteur pour la supplémentation ou le remplacement du so2 dans différents processus de vinification.  Dans ce travail, nous avons exploré plusieurs applications des glycolipides dans la production de vin. Plus précisément, nous avons testé si les glycolipides pouvaient tuer et empêcher la réémergence de la levure brettanomyces bruxellensis et des bactéries acetobacter pasteurianus et gluconobacter oxydans dans le vin de shiraz. Ensemble, ces microorganismes sont responsables de la majorité des problèmes d’altération microbienne des vins rouges. Les essais en laboratoire ont consisté à inoculer du vin de shiraz sans so¬2 avec une culture test à un taux d’inoculation de 1 000 UFC/ml. Les vins ont ensuite été traités avec 10 à 50 mg/l de glycolipides. Ces expériences ont montré que les glycolipides peuvent réduire les concentrations de cellules viables de b. Bruxellensis, a. Pasteurianus et g. Oxydans dans le vin de shiraz commercial et empêcher leur réémergence sur des périodes œnologiquement pertinentes (6 mois). Non seulement les glycolipides ont supprimé la croissance de ces organismes d’altération, mais ils ont également empêché la formation des deux principaux composés odorants associés à b. Bruxellensis (4-éthylphénol et 4-éthylgaïacol) et ont empêché la production d’acide acétique dans le vin inoculé avec a. Pasteurianus et g. Oxydans, démontrant l’inactivation métabolique des levures et des bactéries qui les produisent. Une expérience ultérieure à l’échelle commerciale a testé l’efficacité des glycolipides contre b. Bruxellensis dans du vin stocké dans des fûts de chêne de 225 à 300 l. La souche awri 1499 de b. Bruxellensis a été inoculée dans les fûts à raison de 103 ufc/ml. Deux concentrations différentes de glycolipides (40 et 80 mg/l) ont été ajoutées aux fûts après inoculation. Les traitements ont été appliqués en triple et les effets ont été comparés à un ensemble témoin non traité. Les concentrations de cellules viables ont été surveillées pendant 28 semaines. Après 28 semaines, une croissance substantielle de b. Bruxellensis n’était évidente que dans les fûts non traités. Dans les essais de stockage en fûts en laboratoire et commercialement pertinents, la concentration de glycolipides nécessaire pour supprimer la croissance de b. Bruxellensis et la détérioration du vin associée était de 40 mg/l ou plus.  Ensemble, ces essais démontrent que les glycolipides ont un potentiel en tant qu’agent antimicrobien pour la protection du vin rouge stocké en fûts ou en cuves. Etant donné que les glycolipides peuvent être éliminés par filtration (en fonction du matériau filtrant et de la taille des pores), ils peuvent être considérés comme un auxiliaire technologique lorsqu’ils sont utilisés pour protéger le vin pendant la maturation ou pendant le stockage avant la filtration et la mise en bouteille.