Der Einfluss von Mangan (Mn) auf die Bildung flüchtiger Bestandteile in Trauben und Wein

Mangan (Mn) ist ein wichtiges Spurenelement für das Wachstum von Pflanzen und die Entwicklung von Früchten.

Es ist allgemein bekannt und verständlich, dass chemische Nährstoffe den Ertrag von Nutzpflanzen steigern. Dies zeigt sich auch in ihrem Einfluss auf die Bildung bestimmter Qualitätsmerkmale, wie beispielsweise den Ölgehalt in Ölsaaten, den Zuckergehalt in Zuckerrüben oder den Proteingehalt in Hülsenfrüchten. Können Nährstoffe jedoch einen tieferen Einfluss auf die chemischen Bestandteile pflanzlicher Produkte haben, wie beispielsweise die Anreicherung bestimmter Phenole, Polyphenole, z. B. Flavonoide, oder die Veränderung des Profils von ätherischen Ölen? Ja, das können sie. Eines dieser Elemente ist Mangan (Mn).
Mangan (Mn) ist ein wichtiges Spurenelement für das Wachstum von Pflanzen und die Entwicklung von Früchten. Es hat mehrere Funktionen, die verschiedene Aspekte der Pflanze beeinflussen, beispielsweise wirkt es sich direkt aus auf:

-Phänotyp der Pflanze – Höhe und Biomasse;

-beteiligt an chemischen Reaktionen als Enzym-Cofaktor – photosynthetische Pigmentsynthese;

-antioxidative Aktivität von Enzymen und Metabolismus von Polyphenolen;

-Regulierung physiologischer Prozesse – Photosynthese und Stressresistenz.

Mn induziert eine systemische erworbene Resistenz zum Schutz der Pflanzen vor pathogenen Infektionen. Die Verfügbarkeit von Mn ist jedoch in alkalischen Böden verringert, was das Wurzelwachstum der Pflanzen und den Ertrag der Kulturen erheblich einschränkt. Eine Kultur, die sehr empfindlich auf Manganmangel reagiert, ist die Weinrebe.

Die außerwurzelige (Blatt-)Ausbringung von Mangan ist aufgrund seiner hohen Absorptionsgeschwindigkeit eine wirksame Methode zur Behebung eines Mangels im Vergleich zur Ausbringung von Mn in den Boden. Bei Getreidekulturen erhöht die Blatt Ausbringung von MnSO4 dessen Konzentration im Korn und den Ertrag der Pflanzen. Viele Forscher haben ausführlich über den Einfluss der Anwendung von Mn auf die Qualität der Früchte berichtet, einschließlich der chemischen Komponenten – der Gesamtmenge an löslichen Feststoffen, reduzierenden Zuckern (das ist jeder Zucker, der als Reduktionsmittel wirken kann. In einer alkalischen Lösung bildet reduzierender Zucker Aldehyd oder Keton, wodurch er als Reduktionsmittel wirken kann, beispielsweise im Benedict-Reagenz) und titrierbare Säure sowie die physikalische Morphologie – Härte, Gewicht und Größe der Früchte und Parameter nach der Ernte.
> Kürzlich wurde berichtet, dass hohe Mn-Konzentrationen die Anreicherung bestimmter Phenole erhöhen und die Profile des ätherischen Öls der Pflanze (Tanacetum vulgare L.) verändern.

Andere Studien haben gezeigt, dass die Blatt Anwendung von Mangan die Anreicherung von Polyphenolen in Trauben und Wein, insbesondere von Flavonoiden, positiv reguliert. Allerdings gab es nur wenige Studien über den Einfluss von Mangandüngern auf die Profile flüchtiger Stoffe in Trauben und den Geschmack von Wein.

Ruichua Ren und andere veröffentlichten 2025 eine Studie über die Auswirkungen von Mangan (Mn), die in den kommerziellen Weinbergen der Weinkellerei „Guanlan“ (38,43°N, 106,03°E) in China durchgeführt wurde. Die Blatt Ausbringung von Mangan erfolgte in Weinbergen (Vitis vinifera) der Sorte Cabernet Sauvignon. Drei Konzentrationen von MnSO4·H2O (niedrig (L): 300 mg/l; mittel (M): 1200 mg/l; und hoch (H): 2400 mg/l) und entionisiertes Wasser (Kontrolle, CK)

Die Weinreben wurden an einem sonnigen Nachmittag (zwischen 17 und 19 Uhr) besprüht, ohne dass es in den folgenden 24 Stunden windig war oder regnete. Für die Untersuchungen wurden drei Konzentrationen von MnSO4·H2O verwendet.

-niedrig (L): 300 mg/l;

-mittel (M): 1200 mg/l;

-hoch (H) – 2400 mg/l;

-und entionisiertes Wasser als Kontrolle (CK).
>Alle Behandlungen wurden eine Woche vor und eine Woche nach der ersten Blüte durchgeführt, d. h. die Norm wurde auf zwei Anwendungen aufgeteilt. Die Trauben wurden geerntet, als der Gehalt an löslichen Feststoffen 23°Brix erreichte. Aus den geernteten Weinreben wurden gemäß der Methodik Saft und Wein hergestellt, die anschließend anhand physikalisch-chemischer und organoleptischer Indikatoren analysiert wurden, wobei zusätzlich eine Analyse der flüchtigen Bestandteile der Trauben und des Weins sowie eine Berechnung der Geruchsintensität durchgeführt wurde.
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Zusätzlich wurde ein sensorisches Verkostungsexperiment gemäß den Grundsätzen der Helsinki-Erklärung von 1975 durchgeführt, und es wurden angemessene Gegenmaßnahmen ergriffen, um mögliche Risiken zu beseitigen. Die sensorische Verkostungskommission bestand aus 20 Experten, darunter 10 Männer und 10 Frauen im Alter von 30 bis 55 Jahren vom College für Weinbau der Nordwestlichen Universität für Landwirtschaft und Forstwirtschaft. Der sensorische Test bestand aus drei Teilen:

-Aussehen (Transparenz und Farbe),

-Aroma (Eleganz und Raffinesse, Harmonie, Intensität und Dauer, Entwicklung und Komplexität)

-und Mundgefühl (Ausgewogenheit, Textur und Struktur, Stabilität und Hierarchie sowie retronasales Aroma und Abgang).

Die Bewertung jedes Teilindexes reichte von 0 (am schlechtesten) bis 10 (am besten). Alle Weinproben wurden nach dem Zufallsprinzip nummeriert und bei Raumtemperatur im Blindverkostungsverfahren getestet.

Die wichtigsten Schlussfolgerungen zum Einfluss von Mangan (Mn) waren folgende:

1.Im Vergleich zum Kontrollfeld, wo keine Düngemittel ausgebracht wurden, reiften die Trauben auf den Feldern, auf denen Mangan ausgebracht wurde, schneller. Der Alkoholgehalt der behandelten Weinreben war höher als der der Kontrollreben. Der erhöhte Alkoholgehalt lässt sich durch die Reife der Trauben und die Anreicherung von Zucker in den Beeren erklären. Diese Schlussfolgerung bestätigt frühere Studien (Abb. 1) zur Blatt

Ausbringung von Bor, die 2023 in der Zeitschrift Food Research International von Wissenschaftlern aus Brasilien veröffentlicht wurden. Diese stellten fest, dass die Ausbringung von Bor zu einem Anstieg des Gehalts an Anthocyanen, Hydroxyzimtsäuren und Flavonolen in den Trauben führte. Zudem induzierte sie den Phenolstoffwechsel in den Zellen. Sie modulierte die phytochemische Zusammensetzung des Weins, erhöhte den Gehalt an Anthocyanen und Flavonolen in Weinen und beeinflusste die Elementzusammensetzung.

2. Die Blattdüngung mit Mn verstärkte die aromatischen Eigenschaften der Trauben und des Weins erheblich.
>3.Die Zugabe von 1200 mg/l Mn erhöhte die Intensität, Dauer und Harmonie des Weinaromas.
>4.Wichtige Aromastoffe wie Ethylacetat, die dem Wein blumige und fruchtige Noten verleihen, waren in den Varianten mit Mn-Zugabe in größerem Umfang vorhanden.

Abbildung 1. Schema des Versuchs zur Verwendung von Bor für die Ernährung von Weinreben. Es zeigt dessen Einfluss auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Beeren sowie auf die organoleptischen Eigenschaften des Weins.

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