HPLC

Was steckt drin im Wein?

Routineanalyse von Zutaten in Wein mittels HPLC. Alle wichtigen Verbindungen im Wein, die Geschmack und Qualität bestimmen, können in einer einzigen HPLC-Methode analysiert werden. Die hier beschriebene Methode ist einfach und schnell und ermöglicht die gleichzeitige Bestimmung von Zuckern, organischen Säuren und Alkoholen.

Die Analytik zeigt: Der Geschmack des Weines hängt stark von der Weinsäure- und der Äpfelsäurekonzentration sowie vom Gesamtsäuregehalt ab. (Bild: WBM/SKO)

Grundsätzlich bestimmt die in Weinen vorhandene Zuckermenge deren Einstufung als Trocken- oder Süßwein. Als Obsterzeugnis sind im Wein Komponenten wie Fructose und Glucose sowie andere Additivzucker zu finden. Zudem sind Sorbinsäure und Citronensäure enthalten, die üblicherweise als Säuerungsmittel und/oder Konservierungsmittel eingesetzt werden [1]. Während Citronensäure zu einem eher frischen Geschmack beiträgt, gibt Succinylsäure (Bernsteinsäure) einen salzig-bitteren Geschmack. Der Äpfelsäuregehalt wiederum verleiht dem Wein seinen unverwechselbaren Geschmack und ist auch ein Indikator für die Qualität des Fermentationsprozesses durch die Hefe. Die Äpfelsäure kann nach der Gärung durch Milchsäurebakterien in Milchsäure (Lactic acid) umgewandelt werden. Die Milchsäure ist säuerlich im Geschmack. 

Indikatoren für Weinqualität
Mit der hier dargestellten Methode können objektive und quantifizierbare Werte für Süße, Säure, Reife und Alkoholgehalt bestimmt werden, welche als Indikatoren für die Qualität des Weines dienen. Die wichtigen Analyten Citronensäure, Weinsäure, Glucose, Äpfelsäure, Fructose, Bernsteinsäure, Milchsäure, Glycerin, Essigsäure, Butandiol und Ethanol können schnell mittels HPLC in Kombination mit der Eurokat H Säule analysiert werden. Der Vorteil der Eurokat H liegt darin, dass diese HPLC-Trennsäule als Eluent keine organischen Lösungsmittel benötigt. Dadurch sind die Kosten niedrig und die Umwelt wird geschont. 

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HPLC-Ergebnisse von Weiß- und Rotwein
Bild 1 zeigt die Trennung einer Standardmischung von Citronensäure, Weinsäure, Glucose, Äpfelsäure, Fructose, Bernsteinsäure, Milchsäure, Glycerol, Essigsäure, Butandiol und Ethanol. Zur Detektion wurde ein Brechungsindexdetektor eingesetzt, da die Alkohole mit einem UV-Detektor nicht sichtbar sind.

Bild 1: Chromatogramm einer Standardmischung von Substanzen, die in Tabelle 1 gelistet sind: 1 = Citronensäure, 2 = Weinsäure, 3 = Glucose, 4 = Äpfelsäure, 5 = Fructose, 6 = Bernsteinsäure, 7 = Milchsäure, 8 = Glycerin, 9 = Essigsäure, 10 = Butadiol, 11 = Ethanol (Bild: Knauer)

Tabelle 1 präsentiert die Messergebnisse eines Rotweins. Bis auf Butandiol wurden alle Substanzen aus der Standardmischung wiedergefunden. Die Konzentration der Analyten im Rotwein reicht von unter 1 g/l bei Essigsäure bis über 100  g/l bei Ethanol. Sollte Methanol enthalten sein, könnte dieser ebenfalls mit dieser Methode bestimmt werden (Daten nicht gezeigt).

Bild 2 und Tabelle 2 zeigen einen Vergleich von Weißwein und Rotwein. Interessanterweise enthielt Weißwein eine deutlich höhere Menge an Äpfelsäure (11,585 g/l) und Fructose (12,919 g/l) und weniger Alkohol (87,202 g/l) im Vergleich zum Rotwein. Beim Rotwein war die Äpfelsäure bereits in Milchsäure umgewandelt worden. Ein durchschnittlicher Säuregehalt von 78 g/l wurde für alle analysierten Weine, mit Ausnahme von Weißwein, bestimmt. Die Konzentration an Essigsäure betrug 0,36 g/l in der Weißweinprobe und im Rotwein fast doppelt so viel, nämlich 0,65 g/l.

Bild 2: Overlay der Chromatogramme einer typischen Weißwein- (Rot) und Rotweinprobe (Blau) (Bild: Knauer)

Material und Methoden
Für diese Anwendung wurde ein Azura Analytical HPLC Plus System verwendet. Das System bestand aus einer Azura P 6.1-Liter-Pumpe, einem manuellen Einspritzventil, einem Azura CT 2.1 Säulenthermostat, einem Azura RID 2.1-Liter-Brechungsindexdetektor und einer Eurokat H 10 µm 300 x 8 mm Säule mit einer 30 x 8 mm Vorsäule mit demselben Material. Eurokat H ist ein sulfoniertes, vernetztes Styrol-Divinylbenzol-Copolymer.

Die isokratische Methode mit einer Laufzeit von 40 min lief bei einer Flussgeschwindigkeit von 0,6 ml/min mit 1,25 mmol/l Schwefelsäure. Der Säulenthermostat wurde auf 85 °C eingestellt und die Datenrate des Detektors auf 10 Hz. Es wurden 20-μl-Proben injiziert. 

Tabelle 1: Retentionszeit, Peakfläche und Konzentration der Substanzen in einer typischen Rotweinprobe

Fazit
Es kann schlussgefolgert werden, dass der Gärprozess beim Weißwein schnell verlief und vorzeitig gestoppt wurde. Folglich entsteht dabei ein Wein mit hohem Restzuckergehalt, wobei der Fructosegehalt höher und der Glucosegehalt niedriger ausfällt.

Der Geschmack des Weines hängt stark von der Weinsäure- und der Äpfelsäurekonzentration ab sowie vom Gesamtsäuregehalt, der hauptsächlich aus Milchsäure, Citronensäure und Bernsteinsäure besteht.

[1] Methods of Analysis, food Compositions; Additives, Natural Contaminants, 15th ed; AOAC: Arlington, VA, 1990, Vol. 2.; Official Method AOAC 986.13: quinic, malic, citric acid in cranberry cocktail and apple juice.

Dr. Hagen Schlicke, Dr. Kate Monks
Knauer Wissenschaftliche Geräte GmbH

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