Using ICP-MS to Determine the Effect of Storage Temperature and Packaging on the Trace Metal Composition of Wine

Význam tématu

Analýza stopových prvků ve víně odhaluje vliv výrobních a skladovacích podmínek na jeho chemické složení. Znalost těchto změn je klíčová pro kontrolu kvality, odhalování nevhodných obalových materiálů a zajištění bezpečnosti potravin.

Cíle a přehled studie/článku

Cílem studie bylo posoudit vliv typu obalu (skleněné lahve s korkem, se závitovým uzávěrem s různou výškou plnění a bag-in-box) a skladovací teploty (10 °C, 20 °C, 40 °C) na koncentrace více než 20 stopových kovů ve vzorku Cabernet Sauvignon ročníku 2009. K datové analýze byly použity PCA a heatmapy s cílem odlišit vzorky podle historie balení a teploty ukládání.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky vína byly naředěny 1:3 v 1% HNO3 a měřeny třikrát pomocí ICP-MS Agilent 7700x:

• RF výkon 1550 W, nosný plyn 1,03 L/min, nebulizér MicroMist
• Chlazení sprejovací komory na 2 °C, kolizní plyn He pro odstranění interferencí
• Monitored isotopy: 51V, 52Cr, 55Mn, 56Fe, 58Ni, 59Co, 60Ni, 63Cu, 66Zn, 75As, 78Se, 111Cd, 117Sn, 118Sn, 119Sn, 120Sn, 133Cs, 205Tl, 208Pb
• Kalibrace 5-bodovou křivkou 0,1–500 µg/L v matici 1% HNO3 / 4% EtOH
• Vnitřní standard: 6Li, 45Sc, 72Ge, 89Y, 115In, 159Tb, 209Bi
• Software: MassHunter pro akvizici a Mass Profiler Professional pro PCA a heatmapy

Hlavní výsledky a diskuse

Bag-in-box vykázal nejnižší koncentrace stopových prvků. Lahev se závitovým uzávěrem s vysokou plnivostí obsahovala nejvyšší hladiny V, Cu a Sn, především při 40 °C, což naznačuje uvolňování cínu z PVDC vložky. Chrom byl zvýšen v lahviček držených ve šroubovacích uzávěrech i v nerezových tancích. Olovo vykázalo nejvyšší koncentraci ve vzorcích se závitovým uzávěrem při 10 °C, což může souviset se změnou komplexace kovů při různých teplotách. PCA prokázala, že typ obalu je hlavním faktorem rozlišení (76 % variance v PC1), teplota přispívá méně (17 % v PC2).

Přínosy a praktické využití metody

• Detekce nevhodných obalových materiálů a kontaminace během skladování
• Ověření integrity vína a sledování změn při rozličných distribučních teplotách
• Podpora rozhodnutí pro výběr vhodné technologie balení
• Možnost použití jako součást QA/QC protokolů v enologii

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na bílé víno a jiné odrůdy pro komplexní profilování
• Sledování dalších obalových materiálů (plastová vína, kombucha atd.)
• Integrace s hyphenovanými metodami pro speciační analýzu kovů
• Využití strojového učení pro predikci historie skladování z elementárních profilů

Závěr

Studie prokázala, že obalový materiál významně ovlivňuje stopové kovové složení vína, zatímco teplota skladiště přispívá spíše k modulaci koncentrace některých prvků. ICP-MS se ukazuje jako spolehlivý nástroj pro monitorování těchto změn a podporu rozhodování v oboru enologie.

Reference

1. H. Hopfer et al., Profiling the trace metal composition of wine as a function of storage temperature and packaging type, J. Anal. At. Spectrom., 28, 1288–1291 (2013).
2. V. F. Taylor et al., Multielement analysis of Canadian wines by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and multivariate statistics, J. Agric. Food Chem., 51, 856–860 (2003).
3. E. C. Rossano et al., Influence of winemaking practices on the concentration of rare earth elements in white wines studied by inductively coupled plasma mass spectrometry, J. Agric. Food Chem., 55, 311–317 (2007).