Der australische Chemiker Tim Causon beschäftigt sich mit der Trennung von Substanzen – für ein Projekt an der Uni für Bodenkultur (Boku) in Wien etwa mit mazedonischem Wein.
Die Studentin aus Mazedonien hatte das erste Mal ihr Heimatland verlassen und die 42 Weinproben zu je 20 Millilitern im Flugzeug mit nach Wien gebracht. Da gab es gleich den ersten Schock: Der Koffer mit den zu untersuchenden Flüssigkeiten tauchte nämlich erst am nächsten Tag auf. Konkret handelte es sich um 42 verschiedene Rotweine – Vranec, Merlot und Cabernet Sauvignon. Dicht und gehaltvoll, trocken, gerbstoffreich. Ja, Forschung klingt ein klein wenig abenteuerlich, wenn der Projektleiter Tim Causon davon erzählt. In Kontakt mit den Wissenschaftlern aus dem mazedonischen Štip ist er über ein vom Österreichischen Auslandsdienst gefördertes Projekt gekommen.
In vitro veritas
Wenn im Weinjargon die Rede vom „komplexen Körper“ des Getränks ist, verrät das noch lang nicht, was sich aus analytischer Sicht dahinter verbirgt. Den Charakter des Weines prägen Kohlenhydrate und Aminosäuren genauso wie organische Säuren und verschiedene Klassen von Phenolen. Causon machte nun etwas bisher Einzigartiges: Er erzeugte einen molekularen Fingerabdruck dieser Weine. Das soll die Grundlage für die zukünftige genaue Identifizierung sein. „Ich habe eher einen chemisch-technischen Hintergrund. In der Analytischen Chemie sind Trennmethoden meine Spezialität“, sagt Causon. „Wir bekommen Proben und müssen die Inhaltsstoffe analytisch trennen.“
Massenspektrometrie, die man dazu braucht, wird in vielen analytischen Labors eingesetzt: bei der Umweltanalyse und Pestizidanalytik, bei Dopingkontrollen oder in der personalisierten Medizin. Entscheidend und neuartig am Department für Chemie der Boku Wien ist eine zusätzliche Trennung der ionisierten Moleküle nach deren sogenannter Ionenmobilität. Dazu werden die Moleküle in Ionen umgewandelt und deren Masse-Ladung-Verhältnis gemessen. Zwischen der chromatografischen Trennung der Moleküle und dem Massenspektrometer befindet sich eine Mobilitätszelle. Sie ist mit Stickstoff gefüllt. In maximal 50 Millisekunden fliegen die Ionen durch diese „Drift Tube“. Aus der gemessenen Drift-Zeit und der Masse kann man den Kollisionsquerschnitt bestimmen, der proportional zur Größe ist: Ein kugeliges Molekül driftet schneller als ein gleich schweres längliches, das mehr Kollisionen auf dem Weg hat.
Mit den so ermittelten Daten und der Statistik können die Forscher rund um Arbeitsgruppenleiter Stephan Hann Sorten nachweisen, Fälschungen entlarven und aromagebende Stoffe herausfinden: Unterscheiden sich die Merlots im molekularen Fingerabdruck von den Cabernet Sauvignons? Kommen Weine mit ähnlichen Fingerabdrücken aus einer bestimmten Region? Wie schaut der Fingerprint vom Weinviertel DAC aus? Was hebt ihn von anderen Veltlinern ab? Dazu braucht man allerdings Vergleichswerte. Causon und seine Kollegen stellten zum Beispiel allen zwanzig untersuchten Merlots die Daten der anderen Weine gegenüber, um zu sehen, was für diese Gruppe signifikant, also typisch ist. So konnten einzelne Komponenten des Weines hochgenau getrennt und eindeutig charakterisiert werden. Mittlerweile gibt es schon drei solcher Geräte in Österreich. Als Causon 2015 an die Boku kam, durfte er mit dem hierzulande ersten Gerät – finanziert mit Fördergeldern der Wirtschaftsagentur Wien – forschen.
Wein gibt's derzeit nur im Labor
Causons ursprüngliche Heimat ist das australische Tasmanien, eine „schöne kleine grüne Insel“, wie er selbst sagt. Sein Interesse an Naturwissenschaft wurde früh geweckt. „Meine Tante war Lehrerin und hat auch mich in Naturwissenschaft unterrichtet. Und mein Großvater war Gymnasiallehrer für Physik und Chemie“, berichtet er. Als Analytiker reize ihn die Vielfalt der Anwendungsbereiche seines Metiers: „Es gibt viele Gebiete, in denen gute Analytik gebraucht wird.“ Auch wenn Causon selbst prinzipiell gern gehaltvolle Rotweine trinkt, sind diese im Moment ausschließlich Forschungsobjekte: Er verzichtet aktuell aus Solidarität mit seiner schwangeren Freundin darauf.
ZUR PERSON
Tim Causon (31) zog es nach der Dissertation über chromatografische Trennungen an der University of Tasmania mit einem Lise-Meitner-Stipendium an die Uni Linz, wo er zur Analytik von organischen Verbindungen in u. a. Lebensmitteln forschte. Seit 2015 ist er als Senior Scientist und seit 2018 als Assistenzprofessor am Institut für Analytische Chemie an der Boku Wien.
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("Die Presse", Print-Ausgabe, 04.05.2019)