Lieb-Zacherl-Apparatur zur Bestimmung der Schwefligen Säure während der Destillation mit schwarzem Hintergrund

© Manfred Pastler, HBLA und BA für Wein- und Obstbau

Analysenmethoden: Entwicklung von neuen und Verbesserung von bestehenden Analysenmethoden unter Gesichtspunkten der Verwendung als Referenzmethoden, sowie der Leistungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit.

Projektleitung

Direktion Klosterneuburg

Forschungseinrichtung

HBLA und BA für Wein- und Obstbau Klosterneuburg

Projektnummer

101940

Projektlaufzeit

-

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft 

Allgemeine Projektinformationen

Abstract (deutsch)

Eine Weiterentwicklung der Methoden ist ständig notwendig, damit die Verfahren an die aktuellen Bedürfnisse z.B. bezüglich Genauigkeit, Sensitivität oder umweltbezogene Faktoren (z.B. weniger oder unschädliche Chemikalien) angepasst werden können. Die neuen und verbesserten Methoden sollen sich an den Problemen der Weinwirtschaft und der Weinkontrolle orientieren.

Schlagwörter (deutsch)

Refernezmethoden, Methodenentwicklung, Methodenkennzahlen, OIV (SCMA), Quercitin

Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)

Titel (englisch)

Development of new and improvement of existing analytical methods from the point of view of use as reference methods, as well as performance, cost-effectiveness and sustainability.

Abstract (englisch)

A further development of the methods is constantly necessary so that the procedures can be adapted to the current needs e.g. regarding accuracy, sensitivity or environmental factors (e.g. less or harmless chemicals). The new and improved methods should be oriented towards the problems of the wine industry and wine control.

Schlagwörter (englisch)

Referential methods, method development, method metrics, OIV (SCMA), Quercitin.

Projektziele

Referenzmethoden sind Analyseverfahren der oberen hierarchischen Ebene der Metrologie und ermöglichen die Bestimmung von Zielwerten hoher Richtigkeit und Präzision. Referenzmethoden weisen somit eine hohe Leistungsfähigkeit auf. In akkreditierten Laboren werden ebensolche, genauestens validierte Referenzmethoden eingesetzt. Das verlangt eine akkurate Entwicklung der Probenvorbereitung, der Analyse und eine sorgfältige Ermittlung von Methodenkennzahlen. Die Abteilung Chemie vereint in ihrem Tätigkeitsprofil sowohl die Kenntnisse hinsichtlich Methodenakkreditierung und Anwendung von Normmethoden als auch die der Methodenentwicklung im Forschungsbereich. Durch diese Kombination und durch die Mitwirkung der Abteilungsleiterin in der Unterkommission Analysenmethoden der OIV (SCMA), die an der Entwicklung und Aufnahme von Referenzmethoden in das EU-Recht maßgeblich beteiligt ist, ist eine optimale Grundlage zur Entwicklung und Verbesserung solcher Methoden gegeben. Als Beispiel für die Arbeit der nächsten Jahre dienen unter anderem die Entwicklung einer Analysenmethode zur Bestimmung von freiem und konjugiertem Quercetin im Wein, sowie die Verbesserung mancher nasschemischen Methoden, z. B. titrimetrische Bestimmung von Kohlendioxid in Perl- und Schaumweinen.

Praxisrelevanz

Für die Kontrolle in der Weinwirtschaft sind akkreditierte Referenzmethoden eine wichtige Grundlage der Arbeit. Mit neuentwickelten Methoden kann auf den Bedarf und auf die Wünsche der Kontrollorgane und der Weinwirtschaft eingegangen werden.

Berichte

Abschlussbericht

Kurzfassung

In der Lebensmittelproduktion und ganz besonders bei der Weinherstellung wird Schwefeldioxid (SO2) verwendet. Es ist ein weitverbreitetes Weinbehandlungsmittel und wird wegen der vielfältigen Wirkungsweise angewandt. Durch den Einsatz, der mehrmalig während des Entstehungsprozesses von Wein erfolgen kann, wird Einfluss auf das Endprodukt genommen. Die Verwendungszwecke von SO2 in Wein betreffen vor allem die Verhinderung von mikrobiologischem Wachstum. Hier wirkt es als Schutz und Konservierungsmittel. Weiters hat es die Funktion als Antioxidans und wirkt auf diverse chemische Prozesse in der Weinentstehung und in der Reifung (Martin-Garcia, et al. 2023, Mlcek, et al. 2023). Als Folge darauf hat es Einfluss auf das organoleptische Erscheinungsbild des Endprodukts Wein. Schwefeldioxid kann aber auch Beschwerden als Allergen hervorrufen. Je nach Empfindlichkeit kann es von Kopfweh über Verdauungsbeschwerden bis hin zu Atembeschwerden reichen. Deshalb gibt es Regulationen in Form von Höchstwerten des Gehaltes im Wein. Gesucht wird auch nach Alternativen zu SO2 im Wein (Yildirim und Darici, 2020, Ma, et al. 2023). Intensiv wird an SO2 reduzierten und SO2 freien Weinen geforscht (Mikus, et al. 2024, Sonni, et al. 2009). SO2 kann im Wein in freier Form aber auch gebunden vorliegen. Die aktive Form, die antioxidativ und als Konservierungsmittel wirkt, ist die Freie. Die „freie schweflige Säure“ liegt im Wein als SO2, H2SO3, HSO3- und SO32- vor. Das Gleichgewicht hängt vom pH-Wert und der Temperatur ab. Die „gesamte schweflige Säure“ ist definiert als die Summe aller vorliegenden Formen des Schwefeldioxids sowohl als freies SO2 als auch als gebundenes SO2. Für die Messung von SO2 in Wein gibt es verschiedene Ansätze. Einerseits kann das freie SO2 gemessen werden, welches ein Zeichen dafür ist, wie viel Wirkungspotential noch vorhanden ist. Andererseits kann die gesamte Schweflige Säure im Wein analysiert werden. Es stehen dafür unterschiedliche Methoden zur Verfügung. Einige Beispiele sind dafür nach acidimetrisch nach Abtrennung vom Wein, jodometrisch oder auch colorimetrisch.

Berichtsdateien

Entwicklung von neuen und Verbesserung von bestehenden Analysenmethoden unter Gesichtspunkten der Verwendung als Referenzmethoden, sowie der Leistungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit

Abstract (deutsch)

Schwefeldioxid (SO2) ist ein weitverbreitetes Weinbehandlungsmittel, dass zur Konservierung und als Antioxidans eingesetzt wird. Diese Studie beschäftigt sich mit der acidimetrischen Bestimmung der Schwefligen Säure nach Destillation. Es wurden Methoden (Bestimmung nach Paul bzw. Normmethode der OIV) und auch Modifikationen, wie unterschiedliche in Probentemperatur, unterschiedliche Phosphorsäurekonzentration und H2O2-Vorlagenvolumen getestet. Die größeren Unterschiede der Modifikationen wurden beim freien SO2 gemessen. Die Modifikationen zur Normmethode ergaben bei abweichender Probentemperatur eine durchschnittliche Erhöhung von 7 mg/l, bei niedriger Phosphorsäurekonzentration und höherem Vorlagevolumen jeweils eine Erniedrigung um durchschnittlich 4 mg/l. Werden alle drei Modifikationen angewandt, ergeben die Werte gegenüber der Normmethode eine Erhöhung um durchschnittlich 2 mg/l. Der Unterschied zur Bestimmung nach Paul ist mit unter 1 mg/l vernachlässigbar. Der Einfluss der Modifikationen sind bei der Bestimmung von Gesamt SO2 ist gering. Alle Modifikationen, einzeln und gemeinsam, ergeben eine Durchschnittliche Abweichung zur Normmethode von unter 3 mg/l. Der Unterschied zur Bestimmung nach Paul ergibt durchschnittlich 7 mg/l.

Weiters wurde auch getestet, dass die Bestimmung des Gesamten SO2 in einem Schritt oder durch Bestimmung von freiem und gebundenen SO2 hintereinander (Freies SO2 und Gebundenes SO2, Ergebnisse addiert ergeben Gesamtes SO2) keinen Einfluss auf das Ergebnis des Gesamten Schwefeldioxid zeigt. Die maximale Abweichung beträgt 4 mg/l, was bei dem gemessenen Wert 1,7 % bedeuten. Relativ war die höchste Abweichung 10 %, diese war aber bei einem sehr niedrigen gemessenen Wert, bei der die Abweichung nur 0,5 mg/l entsprach. Ebenso wurden unterschiedliche Substanzen als Standartsubstanz ausgetestet (K2S2O5, Na2S2O5 und Na2SO3), bei welchen sich Natriumdisulfit am praktikabelsten gezeigt hat, aufgrund der höchsten Wiederfindung und Stabilität.

Abstract (englisch)

Sulfur dioxide (SO2) is a widely used wine treatment agent, employed for preservation and as an antioxidant. This study investigates the acidimetric determination of sulfurous acid after distillation. Methods (Paul's method and the OIV standard method) and modifications, such as variations in sample temperature, phosphoric acid concentration, and H2O2 receiving volume, were tested. The most significant differences between the modifications were measured in free SO2. Modifications to the standard method resulted in an average increase of 7 mg/L at different sample temperatures, and a decrease of an average of 4 mg/L at lower phosphoric acid concentrations and higher receiving volumes. When all three modifications are applied, the values increase by an average of 2 mg/L compared to the standard method. The difference compared to the Paul method is negligible at less than 1 mg/L. The influence of the modifications on the determination of total SO2 is minimal. All modifications, individually and combined, resulted in an average deviation from the standard method of less than 3 mg/L. The difference compared to the Paul method averages 7 mg/L.

Furthermore, it was also tested that determining total SO2 in one step or by determining free and bound SO2 sequentially (free SO2 and bound SO2, the results added to give total SO2) had no influence on the result of total sulfur dioxide. The maximum deviation was 4 mg/l, which corresponds to 1.7 % of the measured value. Relatively, the highest deviation was 10 %, but this occurred at a very low measured value, where the deviation corresponded to only 0.5 mg/L. Various substances were also tested as a standard (K₂S₂O₅, Na₂S₂O₅, and Na₂SO₃), of which sodium disulfite proved to be the most practical due to its highest recovery and stability.

Autor/innen

Berghold, S.