In the range of acid, we distinguish between volatile and non-volatile acids. Volatile acids evaporate by distillation or during the time, while non-volatile acids stay stable.

in wine and sparkling wine

Acetic acid is the most acid of the volatile acids into wine, so that analytical only acetic acid is measured as volatile acid. There appear also formic acid, succinic acid, butyric acid and propionic acid in negligible amounts. In contrast, volatile carbon dioxide into wine belong not to the group of volatile acids.
The most important non-volatile acids into wine are tartaric acid, malic acid and citric acid, these acids constitute two-thirds of non-volatile acids. In low amounts exist lactic acid, galacturonic acid, gluconic acid and glucuronic acid, glycolic acid, oxalic acid and mucic acid as well as a lot of other acids, which are present into wine only in traces. The content of non-volatile acids is calculated from the concentration of acetic acid and the total acid of the product.

Many cations, which are found in nature, serve plants as nutrients, so that processing products of plants such like wine and juice includes also high concentrations of cations.
Plants do not only retain useful cations, they store also heavy metals, which should not to be found in high concentration in end product, so that legal limit control is needed.
Following cations and heavy metals are analysed as standard by our institute, whereby other elements can be analysed, too:

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.

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.

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.

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.

Kalzium / Calcium (Ca)

Kalzium 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 Kalzium eingetragen werden kann. Bei zu hohen Gehalten an Kalzium 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 Kalzium im Wein ein wichtiger Parameter zur Qualitätssicherung im Wein dar.

Neben Wein ist der Kalziumgehalt 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 Kalziumgehalten aufgrund des CO2-Gehaltes dazu kommen, dass Kalzium aus kalkhaltigen Filtermaterialien herausgelöst wird, was anschließend unlösliche, kristalline Trübungen verursachen kann.

Kobalt / Cobalt (Co)

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.

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.

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.

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.

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.

Phosphor(P)

siehe Phosphat

Selen (Se)

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.

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.

The parameter group higher alcohols, ester and methanol includes several volatile components of drinks, which can serve for quality assessment or monitoring of legal limits.

in wine and sparkling wine

Higher alcohols and ester appear into wine in small quantities and form the aroma of the product, as the most of the components are smell- and taste-forming compounds.
From this reason, a statement can be made about the quality of wine with the concentrations of higher alcohols. Furthermore, with this analysis as well as NMR, methanol can be detected. For this compound exists a legal limit into wine. Therefore, this analysis serves also for limit monitoring in wine.

in spirits

In spirits appear higher alcohols and ester also as taste-forming components, which are formed largely during the fermentation.
Higher values indicate partly a microbial spoilage or bad severing of forerun or overrun during the distillation. So that this analysis gives also information about the quality of products. Furthermore, for spirits exists also methanol legal limit, so that this analysis serves for limit monitoring.

in other products

As well as for wine and spirits a legal limit exists for other products such as soft drinks, so that an analysis of methanol is reasonable into these products, too.

Anisole are characteristic smelling, colourless, flammable liquids. Anisoles are ether from phenol and methanol, their trivial names are Methyl Phenyl ether or Methoxybenzene. 2,4,6-Trichloroanisole (TCA) is chlorinated aromatic hydrocarbon with intensive mouldy smell. This derivative of phenols is the main cause of corked taste, it is the most important olfactory gustatory wine fault. It is speculated that 2,4,6-trichloroanisole results during the biodegradation of chlorinated phenolic fungicides. Chlorinated phenolic derivatives were often used as wood preservative and herbicides/insecticides also including in cork tree woods. Chlorophenols are converted into 2,4,6-trichloroanisole from some fungi located at cork or wine casks. A reaction to avoid TCA in food is to prohibit pesticides into cork tree woods in EU. This substance forms colourless crystal needles and it is very heavy soluble in water. 2,4,6-Trichloroanisole can be gustatory tasted in very low concentrations, perceptibility lies individual between 5 and 15 ng/l.

Besides 2,4,6-trichloroanisole also 2,3,4,6-tetrachloroanisole, 2,3,4,5,6-pentachloroanisole and 2,4,6-tribromoanisol may occur in the wine and cause cork taint and earthy, mouldy, and musty Aromas.

Glycyrrhizin acid is a saponin and triterpenoid, which naturally occurs in the roots of the liquorice plant Glycyrrhiza glabra. For the production of liquorice is used the glycoside, which also appears in other plants for example in fruits of grapefruit trees. It tastes 50 times sweeter than cane sugar and is also used as natural sweetener.
The Scientific Committee on Food (SCF) recommends, eat not more than 100 mg daily of glycyrrhizin acid. How the consumer should regulate this, is not clear, because the content of glycyrrhizin acid does not have to be declared.
According Annex III Regulation (EU) No 1169/2011 glycyrrhizin acid has to be declared in confectionery and beverages at concentrations of 100 mg/kg or 10 mg/l or above.