Kationen und Schwermetalle

Kationen sind positiv geladene Ionen, die von vielen Pflanzen als Nährstoffe benötigt werden, sodass diese in größeren Mengen auch in den Verarbeitungsprodukten wie Wein oder Saft vorzufinden sind. Neben den nützlichen Kationen werden teilweise auch weniger erwünschte Stoffe wie Schwermetalle von Pflanzen eingelagert, welche möglichst nicht im Endprodukt in größeren Mengen zu finden sein sollten, sodass hier Grenzwertkontrollen notwendig sind.

Folgende Kationen und Schwermetalle werden standardmäßig bei uns analysiert, wobei auch weitere Elemente auf Anfrage möglich sind:

Aluminium (Al)

Im Wein kommen natürlicherweise nur sehr geringe Gehalte an Aluminium vor, da ein Großteil des im Most vorkommenden Aluminiums mit dem Trub entfernt wird. Jedoch kann während der Weinbereitung durch andere Quellen wie Geräte und Behälter wieder Aluminium in den Wein eingetragen werden, sodass teilweise höhere Gehalte nachgewiesen werden können. Liegt ein deutlich erhöhter Gehalt vor, so kann dies zu Instabilitäten im Wein führen, sodass es zu Metalltrübungen kommen kann. Vom Gesetzgeber ist in Deutschland ein Höchstgehalt von 8 mg/L festgelegt worden.

Aluminium kann sich auch nachteilig auf die kolloidale Stabilität und den Geschmack von Bier auswirken. Das Metall kann aus Behältern, Leitungen und Dosen aufgenommen werden, sodass auch hier eine Kontrolle des Gehaltes meist sinnvoll ist. Aus diesem Grund existieren auch in manchen Ländern wie beispielsweise der Schweiz Grenzwerte für den Gehalt an Aluminium.

Darüber hinaus kann es auch bei anderen Produkten wie Fruchtsäften zu einem Aluminumeintrag während der Herstellung kommen, sodass auch bei solchen Produkten die Überprüfung des Gehaltes durchaus sinnvoll sein kann.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Referenzwert (Bier)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 0,05 mg/L
  • 0,7 bis 1,0 mg/L
  • <0,2 mg/L
  • Grenzwertkontrolle

 

Arsen (As)

Arsen wird von der Pflanze nur in Spuren aufgenommen, sodass auch im Most und Wein nur geringe Gehalte zu finden sind. Zu früheren Zeiten konnten erhöhte Werte an Arsen im Wein nachgewiesen werden, welches durch arsenhaltige Pflanzenschutzmittel oder arsenhaltige Behandlungsmittel in den Wein eingetragen wurden. Aus diesem Grund gilt in Deutschland ein gesetzlicher Grenzwert von 0,10 mg/L.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 10 µg/l
  • bis zu 3 µg/l
  • Grenzwertkontrolle

 

Blei (Pb)

Aufgrund von früheren bleihaltigen Pflanzenschutzmitteln sowie bleihaltigen Abgasen findet man noch heute teilweise erhöhte Bleigehalte in Böden, was wiederum von der Rebe über die Wurzeln aufgenommen werden kann. Dies kann zu erhöhten Bleigehalten im Most führen, wobei der größte Teil des enthaltenen Bleis bei der Gärung und des nachfolgenden Abtrennens des Hefetrubs wieder ausgeschieden wird, sodass im fertigen Wein nur geringe Gehalte vorkommen. In der EU gilt für Wein-Erzeugnisse bis zur Weinernte 2015 ein Grenzwert für Blei von 0,25 mg/L. Für Erzeugnisse ab dem Weinjahr 2016 gilt ein Grenzwert von 0,15 mg/L.

Neben Wein gibt es laut EU-Gesetzgebung auch für Fruchtsäfte einen Grenzwert für Blei, sodass auch hier Grenzwertkontrollen notwendig sein können.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 10 µg/l
  • bis zu 0,2 mg/L
  • Grenzwertkontrolle

 

Bor (B)

Bor kommt natürlicherweise in der Rebe und somit im Wein vor, da dies ein wichtiges Spurenelement für das Pflanzenwachstum ist. In Deutschland ist für Wein ein Grenzwert von 80 mg/L Bor, berechnet als Borsäure festgelegt.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 13 mg/L
  • im Spurenbereich
  • Grenzwertkontrolle

 

Chrom (Cr)

Chrom kommt in Spuren im Traubenmost vor, wobei im Wein später teilweise höhere Werte gefunden werden können. Dies liegt an einem Chromeintrag in das Produkt während des Herstellungsprozesses, beispielsweise aus Lagertanks oder Geräten. Geringe Chromeinträge sind hier als vernachlässigbar zu bewerten, wobei durch beispielsweise alte Tanks auch größere und somit relevante Mengen an Chrom eingetragen werden können, sodass ein solches Produkt durchaus beanstandet werden könnte.

Eine solche Kontamination durch beispielsweise Lagertanks ist auch bei anderen großtechnisch hergestellten Produkten im Rahmen des Möglichen, sodass eine Chromanalyse auch bei Fruchtsäften oder Bieren im Rahmen der Qualitätssicherung durchaus sinnvoll sein kann.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 10 µg/l
  • bis zu 0,16 mg/L
  • Nachweis von Kontamination

 

Eisen (Fe)

Eisen kann sowohl auf natürliche Weise durch Einlagerung der Rebe in den Most bzw. den Wein gelangen, als auch über Kontaminationen durch beispielsweise Weinbehandlungsmittel oder Behälter und Geräte. Hohe Eisen-Konzentration im Wein können in Weinen Trübungen verursachen, sodass der Gehalt zur Qualitätssicherung überprüft werden sollte. Darüber hinaus gibt es in einigen Ländern wie China auch Grenzwerte für den Eisengehalt im Wein.

Bei Bier kann es ebenfalls zu einem Eiseneintrag beispielsweise durch Rohstoffe, Filterhilfsmittel, Apparaten, Dosen oder Bierschaumstabilisierungsmittel kommen. Ein erhöhter Eisengehalt wirkt sich im Bier nachhaltig auf die kolloidale Stabilität, den Geschmack, den Schaum und die Gushing-Neigung des Bieres aus.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Referenzwert (Bier)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 0,1 mg/L
  • 0,5 – 11 mg/L
  • 0,02 – 0,90 mg/L
  • Vermeidung von Trübungen; Grenzwertkontrolle

 

Cadmium / Kadmium (Cd)

In Weintrauben kommen erhöhte Cadmiumgehalte in der Umgebung von starken Immessionsquellen vor. Es wird in die Umwelt durch Verbrennungsprozesse oder als Bestandteil von Klärschlamm eingebracht und kann in der Rebe über die Wurzeln aufgenommen und im Inneren der Weinbeere angereichert werden. In Weinen beträgt die zugelassene Höchstmenge in Deutschland 0,01 mg/L.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 10 µg/l
  • ~2 µg/l
  • Grenzwertkontrolle

 

Kalium (K)

Kalium beeinflusst in der Pflanze verschiedene Stoffwechselabläufe und stellt ein wichtiger Pflanzennährstoff dar. Während der Reife werden größere Mengen Kalium in der Traube eingelagert, sodass auch im Most und im Wein höhere Gehalte gefunden werden können. Die Höhe des Kaliumgehaltes hängt neben der Reife auch von weiteren Parametern wie dem Jahrgang, der Düngung wie auch der Traubenverarbeitung ab. Im Wein spielt Kalium vor allem aus sensorischer Sicht eine wichtige Rolle, da diese die vorhandene Säure puffern.

Diesen sensorischen Einfluss weist Kalium auch bei anderen Produkten wie Fruchtsäften auf, sodass auch hier der Parameter bei der qualitativen Bewertung von Nutzen ist.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Referenzwert (Bier)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 5 mg/L
  • 400 – 1200 mg/L (je nach Weintyp)
  • 450 – 900 mg/L
  • Qualitätsbewertung

 

Calcium (Ca)

Calcium ist für die Rebe ein wichtiger Nährstoff und ist beispielsweise für die Zellwandstabilität mit verantwortlich. Daher kommen auch in Wein und Most höhere Gehalte dieses Nährstoffes vor, wobei auch während der Weinbereitung beispielsweise bei der Entsäuerung Calcium eingetragen werden kann. Bei zu hohen Gehalten an Calcium kann es zu Kristallausscheidungen kommen, sodass diese vor der Füllung entfernt oder stabilisiert werden müssen. Da eine Kristallausscheidung im gefüllten Produkt nicht vorkommen sollte, stellt der Gehalt an Calcium im Wein ein wichtiger Parameter zur Qualitätssicherung im Wein dar.

Neben Wein ist der Calciumgehalt auch in anderen Produkten wie Bier relevant, da dieser hier beispielsweise während der Gärung im Zusammenhang mit der Flockung der Hefe steht. Darüber hinaus kann es bei Bieren mit niedrigen Calciumgehalten aufgrund des CO2-Gehaltes dazu kommen, dass Calcium aus kalkhaltigen Filtermaterialien herausgelöst wird, was anschließend unlösliche, kristalline Trübungen verursachen kann.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Referenzwert (Bier)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 2 mg/L
  • 60 – 140 mg/L
  • 4 – 100 mg/L
  • Vermeidung von Trübungen

 

Cobalt (Co)
  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 10 µg/l
  • von 0,5 – 11 mg/L

 

Kupfer (Cu)

Kupfer ist für das Pflanzenwachstum ein unentbehrlicher Mikronährstoff. Aufgrund der natürlichen Kupfereinlagerung, wie auch durch kupferhaltige Pflanzenschutzmittel, können im Most höhere Gehalte an Kupfer nachgewiesen werden. Darüber hinaus wird auch während der Weinbereitung durch kupferhaltige Behandlungsmittel oder Geräte und Apparaturen Kupfer in das Produkt eingetragen. Aus diesem Grund gibt es für Wein einen Grenzwert für Kupfer, wobei die Verwendung kupferhaltiger Weinbehandlungsmittel nochmals strenger geregelt ist und es einen niedrigeren Grenzwert für behandelte Weine gibt.

Auch im Bier kann durch die Rohstoffe (durch beispielsweise Pflanzenschutzmittelrückstände), aber auch durch Apparate und Leitungen Kupfer in das Produkt gelangen. Wie auch bei allen anderen Schwermetallionen wirkt sich auch Kupfer negativ auf die kolloidale Stabilität und den Geschmack des Bieres aus, sodass erhöhte Kupfergehalte zu vermeiden sind.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Referenzwert (Bier)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 0,01 mg/L
  • bis zu 9,5 mg/L
  • <0,2 mg/L
  • Vermeidung von Kupfertrübungen; Grenzwertkontrolle

 

Magnesium (Mg)

Der Gehalt an Magnesium liegt im Most zwischen 50 und 160 mg/L, wobei durch beispielsweise Düngungen oder auch die weitere Verarbeitung der Trauben der Gehalt im Most nur wenig beeinflusst. Während der Gärung verändert sich der Gehalt ebenfalls recht wenig, sodass der Gehalt im Wein sich nur wenig von dem des unvergorenen Traubenmostes unterscheiden. Sofern ein besonders niedriger Gehalt an Mineralstoffen wie Magnesium in einem Wein vorliegt, so gibt dies einen Hinweis auf Veränderung des Weines durch z. B. Ionenaustauscher oder Wässerung, sodass eine Bewertung der Natürlichkeit des Weines möglich ist.

Auch bei anderen Produkten wie Fruchtsäften kann beispielsweise mithilfe des Gehaltes an Magnesium eine Bewertung der Natürlichkeit durchgeführt werden, um so Veränderungen wie Wässerung nachweisen zu können.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Referenzwert (Bier)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 0,5 mg/L
  • 60 – 160 mg/L (je nach Herkunft und Qualität)
  • 70 – 270 mg/L
  • Wasserzusatz und Bewertung der Natürlichkeit

 

Mangan (Mn)

Mangan als ein Schwermetall kann durchaus toxische Wirkungen aufweisen, wobei dieses auch als Spurennährstoff von der Rebe benötigt und eingelagert wird. Aus diesem Grund kommen auch geringe Mangangehalte im Most und im Wein vor, welche jedoch nach derzeitigem Kenntnisstand keine toxischen Auswirkungen aufweisen.

Eine solche Einlagerung als Spurennährstoff kommt auch in vielen anderen Pflanzen vor, sodass auch beispielsweise in Fruchtsäften und Bieren von natürlicherweise geringen Mangangehalten ähnlich dem Wein auszugehen ist.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Referenzwert (Bier)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 0,05 mg/L
  • 0,36 – 2,30 mg/L
  • 0,02 – 0,50 mg/L
  • Kontrolle auf Schwermetalle

 

Natrium (Na)

Weine enthalten meistens nur geringe Mengen an Natrium (5 bis 25 mg/L). Teilweise können in Weinen, dessen Trauben in der Nähe des Meeres gewachsen sind, deutlich höhere Gehalte gefunden werden. Dabei wird vermutet, dass die höheren Gehalte durch Ablagerungen des Mehrsalzes auf Blättern und Beeren der Rebe verursacht werden. Für den Gehalt an freiem Natrium (berechnet aus dem Gehalt an Natrium und dem Gehalt an Chlorid) hat die OIV einen Maximalgehalt von 80 mg/L festgelegt.

Fruchtsäfte weisen generell ebenfalls geringe Gehalte an Natrium (<30 mg/L) auf, wobei durch unsachgemäße Behandlung der Produkte auch erhöhte Werte entstehen können. Jedoch können auch bei Fruchtsäften, deren Früchte in Meeresnähe gewachsen sind ebenfalls erhöhte Gehalte vorliegen.

Neben der Richtwerts-Kontrolle sowie der Kontrolle der Natürlichkeit eines Produktes wird dieser Parameter ebenfalls bei der Erstellung einer Nährwerttabelle benötigt. Dort wird der Gehalt an Salz angegeben, welcher auf Basis des Gehaltes an Natrium hochgerechnet werden kann.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Referenzwert (Bier)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 1 mg/L
  • 5 – 100 mg/L
  • 20 – 60 mg/L
  • Grenzwertkontrolle Wein (freies Natrium), Nährwertberechnung

 

Nickel (Ni)

Im Wein kommen natürlicherweise höchstens Spuren an Nickel vor, wobei beispielsweise durch die Lagerung in alten Chrom-Nickel-Stahltanks zu einem Eintrag von Nickel in den Wein kommen kann. Hohe Nickelgehalte im Wein führen zu einer qualitativ und sensorisch negativen Veränderung.

Einem vergleichbaren Nickeleintrag kann es bei allen Produkten die mit nickelhaltigen Produkten in Kontakt kommen, geben, sodass im Rahmen der Qualitätssicherung der Parameter auch beispielsweise für Fruchtsäfte oder Biere durchaus sinnvoll sein kann.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Referenzwert (Bier)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 10 µg/l
  • im Spurenbereich
  • <0,05 mg/L
  • Nachweis von Kontaminationen

 

Phosphor(P)

siehe Phosphat

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • ICP-MS
  • 5 mg/L

 

Selen (Se)
  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 5 µg/l
  • <1,0 µg/l

 

Zink (Zn)

Zink wird wie viele andere Kationen auch von der Pflanze aus dem Boden aufgenommen und eingelagert. Darüber hinaus kann Zink auch durch Kontakt des Weines mit zinkhaltigen Gegenständen und Produkten eingetragen werden. Der Gehalt an Zink im Wein ist durch die Weinverordnung in Deutschland auf maximal 5 mg/L. festgesetzt.

Auch beim Prozess der Herstellung von Bier wird Zink benötigt, da dieses ein essenzielles Spurenelement für die Hefe darstellt und somit wichtig für die Gärung ist.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Referenzwert (Bier)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 0,05 mg/L
  • sehr gering
  • 0,2 mg/L
  • Grenzwertkontrolle

 

Zinn (Sn)

Natürlicherweise kommen im Wein nur Spuren von Zinn vor, sodass bei erhöhten Werten von einem Zinneintrag durch zinnhaltige Geräte und Behälter auszugehen ist. Da erhöhte Zinngehalte zu einer Zinn-Eiweißtrübung führen können, sollte ein solcher Eintrag nach Möglichkeiten verhindert werden. Darüber hinaus gilt im Wein in Deutschland ein Grenzwert für Zinn von 1,0 mg/L.

Im Bier kann Zinn durch Leitungen und Dosen aufgenommen werden und somit ebenfalls die kolloidale Stabilität des Bieres negativ beeinflussen. In manchen Ländern wie beispielsweise der Schweiz existieren auch Grenzwerte für Zinngehalte im Bier. Da Zinn auch aus Dosen in das Bier abgegeben werden kann, existiert in der EU ein spezieller Grenzwert für Zinngehalte in Dosengetränken, wobei hier neben Bier in Dosen auch Fruchtsäfte in Dosen zu berücksichtigen sind.

  • Methode
  • Nachweisgrenze
  • Natürliches Vorkommen (Wein)
  • Referenzwert (Bier)
  • Grund der Analyse
  • ICP-MS
  • 0,01 mg/L
  • ~0,12 mg/L
  • <0,1 mg/L
  • Grenzwertkontrolle