Master thesis

Master of Science HES-SO in Life Sciences

Orientation Viticulture and Enology

2015

Jordan Crabtree - Management of the heterogeneous quality of a high amount of vineyards in a cooperative winery. Supervised by Jean-Philippe Burdet.

Cave de Bonvillars is a wine-cooperative in the Bonvillars wine region in Switzerland. In recent years the winery has been struggling to get the quality of grapes from the growers needed to produce quality wines. Representatives of the winery approached Changins in hopes to discover new methods for pricing grapes based on their level of quality, but also methods to try to improve the quality of the overall grape production. Crabtree’s model was created to integrate different aspects of the cooperative starting from using technical grape quality parameters, and the assessing the quality of viticulture practice using a Vineyard Scorecard to score the level of grape quality. The grape quality score is then used to calculate a price/kg to be paid to each grower based on the quality of grapes they produced. A system to account for the efforts of each grower to ensure a quality grape production is also to award cooperation with the winery’s aim to improve grape quality. The model as whole serves as a system to give incentives to go the extra mile by setting certain very feasible standards to be met to prevent the reoccurrence of low quality grape production.

 

Williams Metz - Use of high-resolution airborne imagery to define the spatial structures of a vineyard. Supervised by Dr. Stéphane Burgos.

This paper investigates the use of an unmanned aerial vehicle (UAV) for non-spectral focused remote sensing applications. Presented is a methodology for acquisition and image processing in order quantify physical structures within vineyards through shadow and surface model analysis. Through use of a SenseFly eBee UAV, 223 aerial images were used to create an orthomosaic and digital surface model (DSM). The orthomosaic was used to analyze vine shade as an indicator of sun intercept. The DSM was manipulated in order to remove slope, and then used to predict relative vine size and grass height. The digital measurements were then related to physical, field-based measurements. The results demonstrate the potential of the method and outline a number of considerations for improving the accuracy of the method.

 

Danielle Widmer - Gärsteuerung mittels FT-NIR bei konstanter Zuckervergärrate – Einfluss auf Hefeviabilität und Kinetik stressbedinger Gärungsnebenprodukte. Supervised by Dr Ramón Mira de Orduña Heidinger.

Die Entwicklung einer in der aktuellen Weinbereitung neuen Fermentationsmethode (Fed-Batch) ermöglicht es durch Einsatz von FT-NIR Spektroskopie und Prozessautomatisierung die Überwachung der alkoholischen Gärung zu automatisieren. Das System liefert zu jedem Zeitpunkt der Fermentation Informationen zu Verlauf und Konzentration der wichtigsten Fermentationsparameter Glukose, Fruktose und Ethanol. Diese Informationen erlauben es, Fed-Batch Fermentationen bei konstant niederiger Zuckerkonzentration durchzuführen und den osmotischen Stress der Hefe Saccharomyces cerevisiae, und dementsprechend die Produktion von unerwünschten Gärungsnebenprodukten wie Essigsäure und Acetaldehyd, zu reduzieren und Gärproblemen vorzubeugen.

In der vorliegenden Arbeit wurde die automatisierte Fed-Batch Methode für die Vinifikation eines Weissweines unter Praxisbedingungen angewandt. Die Populationsdynamik von Saccharomyces cerevisiae, wie auch der Apiculatus Hefen wurde während der Gärung der Batch bzw. Fed-Batch Vinifikationen verfolgt. Weiter wurden Proben genommen um organische Säuren, Glyzerin, Acetaldehyd, Aminosäuren und Ammonium zu analysieren. Die fertigen Weine wurden schliesslich durch das Expertenpanel der Hochschule mittels Diskriminationstest (2/5) und deskriptivem Test (freier Kategorisierung) auf Unterschiede getestet und beschrieben.

Die letzten Wochen vor der Ernte waren regnerisch und führten zu hohem Krankheitsdruck. Die traditionellen Batch Fermentationen waren durch einen signifikant höheren Titer an Apiculatus Hefen gekennzeichnet und wiesen in der deskriptiven Analyse entsprechen höhere Konzentrationen an Essigsäure und Ethylacetat auf. Der Apiculatus-Titer war in den Fed-Batch Fermentationen 1-2 Potenzen niedriger was bei der Beurteilung des Sensorikpanels zu sinifikant fruchtigeren und frei von Fehlern beurteilten Weinen führte. Die chemischen Analysen bestätigten die unterschiedliche Dynamik verschidener Gärungsnebenprodukte zwischen den Batch und Fed-Batch Vinifikationen. Die Gehalte an Acetaldehyd waren tiefer in den Fed-Batch Weinen. Ein besonderes Merkmal war die Abwesenheit von Essigsäure in Fed-Batch Weinen.

Der neue Ansatz der Fed-Batch Vinifikation stellt eine interessante Alternative zur traditionellen Batch Vinifikation dar. Dies gilt im Speziellen für Moste mit hohem Zuckergehalt, wo der osmotische Stress von Saccharomyces cerevisiae signifikant reduziert werden kann, aber auch für Mosts aus Trauben mit hohem Krankheitsdruck, da die Vermehrung der Apiculatus Hefen deutlich reduziert werden kann. Bei gleichem Most und Hefestarter führte die Anwendung der Fed-Batch Methode zu fundamentalen Änderungen der Hefeökologie und -stoffwechsel, und verursachte hierdurch auch entsprechende sensorische Unterschiede. Die Studie unterstreicht das praktische Potenzial der Fed-Batch Methode in der Önologie.