Weinproteine - Allergenität und Trubbildung

Wein ist eine komplexe Lösung bestehend aus verschiedensten Komponenten wie Alkohol, Polyphenolen, Polysacchariden, Sulfiten und auch Proteinen. Auch wenn Proteine nur in geringen Mengen im Wein enthalten sind, beeinflussen sie die Qualität maßgeblich. Hier ist zum einen deren potentielle Unverträglichkeit bis hin zur Allergie zu nennen, und zum anderen der Einfluss der Weinproteine auf die Trübung. Im Rahmen einer epidemiologischen Studie der Arbeitsgruppe Fronk/Decker wurde festgestellt, dass es in der Weinregion Mainz ein starkes Interesse gibt die Ursache einer Weinunverträglichkeit zu untersuchen. Für weiterführende Untersuchungen wurde im Rahmen meiner Arbeit das Lipid Transfer Protein (LTP), welches als einziges Allergen der Traube bekannt ist, aus Trauben und Wein in hohem Reinheitsgrad isoliert. Es konnte gezeigt werden, dass dessen Struktur bei der Weinherstellung nicht maßgeblich verändert wurde. In einer klinischen Studie mit 29 Probanden wurde die potentielle Allergenität von Weinproteinen, im Besonderen des LTPs untersucht. Allerdings konnte bei den untersuchten Probanden keine echte IgE-Antikörper-vermittelte Allergie auf das LTP nachgewiesen werden. Daher wird die Ursache der beschriebenen Unverträglichkeiten bei anderen Weininhaltsstoffen oder auch auf pollenassoziierten Kreuzreaktionen vermutet. Bei der Entstehung einer Weintrübung sind zahlreiche Inhaltstoffe beteiligt. Die Rolle der Proteine ist in diesem Zusammenhang noch nicht abschließend geklärt. In dieser Arbeit wurde die Komplexität der Proteinzusammensetzung in Abhängigkeit von Lage, Jahrgang, Rebsorte sowie Behandlungsmaßnahmen gezeigt. Hinsichtlich der Stabilisierung und Trübungsrelevanz der Weinproteine konnte mittels biochemischer, bioinformatischer und biophysikalischer Methoden gezeigt werden, dass nur ein Teil der im Wein enthaltenen Thaumatin-ähnlichen Proteine und Chitinasen an der Trubbildung beteiligt sind. Die Invertase hingegen denaturiert erst ab einer Temperatur von ca. 83 °C und aggregiert in der Trübung. Somit führt dieses Protein bei Wärmetests zu Bentonitbedarfsermittlung in diesem Temperaturbereich zu einer Überschätzung. Die Versuche zur temperaturabhängigen Aggregation von Proteinen zeigen, wie wichtig die Berücksichtigung der Umgebungsfaktoren bei der Trubbildung ist. So konnten unterschiedliche Wechselwirkungen im Puffer- und realen Weinsystem von potentiell trübungsstabilisierenden Polysacchariden mit den Weinproteinen detektiert werden. Für das Arabinogalactan beispielsweise wurde in den Versuchen im Weinsystem eine destabilisierende Wirkung gefunden, während es bei den Versuchen im Puffersystem eine positive Wirkung auf die Stabilisierung der Probe zeigte. Es zeigte sich, dass die verschiedenen Weininhaltsstoffe in einer komplexen Wechselwirkung zueinander stehen und somit eine molekulare Interpretation erschweren.Wine is a complex solution of various components such as: alcohol, polyphenols, polysaccharides, sulfites, and proteins. Although proteins are present in only small amounts in wine, they can influence the quality significantly. Not only can wine proteins trigger allergic reactions, they can also influence turbidity. Within the framework of an epidemiological study conducted by the Fronk/Decker working group, it was discovered it would be of great interest to examine the causes of wine intolerances within the wine region of Mainz. In further studies, I was able to purify the lipid transfer protein (LTP), considered as the single grape allergen, from grapes and wine of high degree. Its structural stability during the vinification process could be demonstrated. In a clinical study of 29 participants, the potential for an allergic reaction to the wine proteins, particularly LTP, was examined. The members of the subject group exhibited no true IgE-mediated allergy to the LTP. Therefore, the cause of the described intolerance reactions is suspected to be either other wine components or pollen-associated cross-reactions. Numerous components are likely to influence haze formation in wine. In this context, the role of proteins is not fully understood. I was able to show the complexity of the protein composition is a function of the growing region, vintage, grape variety, and oenological practices. In regard to the stabilization and turbidity relevance of wine proteins, it could be shown that only part of the thaumatin-like proteins and chitinases are involved in the turbidity using biochemical, bioinformatics, and biophysical methods. In contrast, the invertase denatured above a temperature of 83 °C and then affected the haze formation. Thus, this protein increases the bentonite dosage rate in the heat test using that range of temperature. The experiments for the temperature-dependent aggregation of proteins show the importance of taking into account the environmental factors of haze formation. Therefore, different interactions in the buffer and real wine system could be detected by potential haze stabilizing polysaccharides with wine proteins. For example, arabinogalactan shows a destabilizing effect in the experiments within the real wine system, while there is a positive effect on the haze stabilization using the experiments within the buffer system. It was found that the various components of wine interact in a complex manner and complicate the molecular behavio