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Erstellung und Validierung einer Kalibration von Traubenminor- und Majorbestandteilen als Grundlage einer qualitätsorientierten Traubengeldauszahlung auf Basis der FT-MIR Analytik

  • Traubenerzeugende Betriebe fordern eine faire Bezahlung, bei der arbeitsintensive qualitätsfördernde Maßnahmen honoriert werden und nicht ausschließlich hohe Erträge den betriebswirtschaftlichen Erfolg garantieren. Traubenabnehmer andererseits fordern nicht nur die Einhaltung vertraglich festgelegter Erträge und Qualitäten, sondern benötigen auch eine möglichst genaue analytische Charakterisierung des Leseguts, auf deren Basis eine differenzierte Auszahlung begründet und objektiv vorgenommen werden kann. Gängige und vor Ort rasch bestimmbare Parameter, wie etwa der Zuckergehalt, sind als alleinige Qualitätsparameter jedoch nicht in der Lage, die gesamte Komplexität der Traubenqualität ausreichend wiederzugeben. Auch die häufig zum Einsatz kommende visuelle Einschätzung greift zu kurz, da Qualitäts- mindernde Veränderungen, wie etwa ein Wachstum von Botrytis cinerea bzw. Sekundärinfektanten, oftmals erst bei Ausbildung der Fruchtstände erkennbar werden. Die Infrarotspektroskopie wässriger Proben ist, unter anderem aufgrund der raschen Durchführung der entsprechenden Analysen, eine Technik, die geeignet scheint, für diese Problemstellung einen entsprechenden Lösungsansatz zu bieten. Vorliegende Arbeit beschreibt die umfangreiche Erstellung und Validierung einer FT-MIR Kalibrierung auf Basis mehrerer Jahrgänge deutscher Trauben- und Mostproben. Dabei werden insbesondere jene Parameter, welche unmittelbare Aussagen über den Reife- und Gesundheitszustand des Untersuchungsmaterials erlauben, identifiziert, charakterisiert und validiert. Dargestellt wird die Kalibration von Minor- und Majorbestandteilen sowie nachfolgend die Validierung mit den jeweiligen Folgejahrgängen. Ein Abgleich der in verschiedenen Genossenschaften ermittelten analytischen Kenndaten mit rein visuell ermittelten Qualitätseinschätzungen zeigt die Plausibilität und Validität der FT-MIR Analysendaten, wie auch die Limitationen der optischen Qualitätseinschätzung, klar auf. Ebenso werden auch die regional sehr unterschiedlichen Anforderungen bzw. Charakteristika deutlich. Um mögliche Geräte- spezifische Unterschiede zwischen den vor-Ort Messungen der einzelnen Anwender der Technik evaluieren zu können, werden als Abschluss und finaler „Proof-of-Concept“ der vorliegenden Arbeit Kenndaten von entsprechenden Ringversuchen mehrerer Jahrgänge dargestellt und bewertet. Ergänzend werden die ermittelten Kenndaten mit Kenndaten der wissenschaftlich publizierten Literatur abgeglichen, um die Leistungsfähigkeit für relevante Analysenparameter der wichtigsten Traubeninhaltsstoffe, aber auch für Minorbestandteile, aufzuzeigen. Das übergeordnete Ziel der Arbeit stellt eine nachhaltige Qualitätsverbesserung der resultierenden Weine durch Honorierung guter Qualitäten des Ausgangs- Leseguts dar. Um letztlich die Umsetzbarkeit dieses Zieles zu belegen werden Berechnungsmodelle zur Gestaltung möglicher alternativer Auszahlungsmodelle auf Basis realer Datensätze Süddeutscher Genossenschaften vorgestellt und evaluiert.
  • Grape growers ask for fair payment that honors labour-intensive and quality-improving steps, so that not solely the quantity of harvested grapes ensures economic success. Wineries and cooperatives on the other hand request delivery of certain qualities and quantities as contracted, but lack a highly accurate analytical grape quality characterization. Modified payment modally finally need this characterization as a basis to substantiate and calculate grape payout. Well established and easily accessible parameters, like for example sugar content, cannot sufficiently describe such a complex parameter like grape quality. Popular visual inspection/assessment of the picked grapes is of limited informative value, as it has the disadvantage that fungal infestation can only be identified when infructescence of Botrytis cinerea and secondary infectants have already formed, whereas its negative impact on grape quality may occur much earlier. Infrared-spectroscopy of aqueous samples, due to its high sample throughput, can be an adequate method to solve this issue. This work describes the comprehensive design of calibration based on German grape and grape must samples of several vintages. Especially those parameters that allow direct ripeness and soundness assessment of the grapes are identified, characterized and validated. Calibration of minor and major constituents is described, as well as the specific validation based on the following vintage data. Comparing cooperatives analytical data with optical quality assessment data shows validity, but also limitation of optical quality assessment models, and furthermore local specific requirements. To evaluate device-specific differences between local analyses of the users of the FT-MIR technique, a final validation based on result of round robin tests as an ultimate proof-of-concept is shown and evaluated. Additionally, performance data is compared with published scientific data to further substantiate performance of the established calibration for most important minor and major grape constituents. Long-term objective is a sustainable quality improvement of the resulting wines, based on adequate payment for good grape quality. To prove feasibility of this goal, types of alternative payment models, based on real data of several cooperatives located in Southern Germany, are presented and evaluated.

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Metadaten
Author:Thomas Berger
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-36783
Advisor:Ulrich Fischer
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Publication Date:2013/12/19
Year of Publication:2013
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2013/12/06
Date of the Publication (Server):2013/12/20
Tag:FT-MIR; Gesundheitszustand; Ringversuch; Traubenqualität
FT-MIR; Grape Quality; Soudness; round robin test
Number of page:242
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Chemie
DDC-Cassification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 540 Chemie
Licence (German):Standard gemäß KLUEDO-Leitlinien vom 10.09.2012