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R-205.34.210 [2016-03] Bestimmung von Metallen in Würze – ICP-AES bzw. ICP-OES

Mineralstoffe und Spurenelemente (wie z. B. K, Ca, Na, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn) spielen bei der Bierbereitung und für die Produktqualität eine nicht zu unterschätzende Rolle.

So ist diese Gruppe z. B. für das Hefewachstum und damit für den Gärverlauf erforderlich; daneben können aber auch zu hohe Konzentrationen, besonders der Schwermetalle, sehr nachteilige Wirkungen in Bezug auf Stabilität und Sensorik des Bieres hervorrufen. Deshalb kann eine Kontrolle in Problemfällen hilfreich sein. Elemente wie Kalium und Magnesium sind auch für die menschliche Ernährung von Bedeutung. Die üblichen Bestimmungsverfahren der Gravimetrie, Komplexometrie und Kolorimetrie sind hierfür aber meist zu ungenau, umständlich oder zeitaufwändig. Die Atomabsorptionsspektrometrie oder die Atomabsorptionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-AES bzw. ICP-OES) stellen elegante, schnell durchzuführende und sehr genaue Analysenverfahren dar.

Die nachfolgenden Methoden können in der Regel direkt für Kongresswürze angewandt werden.

Die Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) nutzt die Erscheinung der Resonanzabsorption.

Eine elementspezifische Lichtquelle (z. B. Hohlkathoden- oder Gasentladungslampe sowie Kontinuum-Lichtquelle) durchstrahlt einen Raum (z. B. Flamme oder Absorptionsküvette) mit dem absorbierenden Medium, dem Metalldampf des gewünschten Elements. Das Prinzip der Methode beruht darauf, dass die durch die Energiezufuhr in einen angeregten Zustand übergeführten Atome ganz bestimmte Frequenzen eines Lichtes, das ihrem Eigenspektrum entspricht, absorbieren. Die um einen weitgehend konzentrationsproportionalen Anteil verminderte Resonanzstrahlung wird durch einen Monochromator von den weiteren Frequenzlinien der Lichtquelle getrennt, von einem Detektor in ein Spannungssignal umgewandelt und in Form einer digitalen Anzeige erfasst.

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Atomabsorptionsspektrometer

Aufgabenstellung/Zweck

Mit diesem Verfahren können gleichzeitig (simultan) oder nacheinander (sequentiell) die Mineralstoffe (Fe, Na, K, Ca, Mn, Zn, Cu, Mg, Al und Sn) bestimmt werden.

Anwendungsbereich

Anwendbar bei allen (Labor)-Würzen.

Prinzip

Die Atomabsorptionsspektrometrie, auch als optische Emissionsspektrometrie bezeichnet, mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-AES bzw. ICP-OES) ist eine Messtechnik zum Nachweis und zur Bestimmung von Elementen mit Hilfe der Atomabsorption. Die Messlösung wird zerstäubt und das Aerosol mit Hilfe eines Trägergases in ein induktiv gekoppeltes Plasma (ICP) transportiert. Dort werden die Elemente zur Strahlung angeregt. Diese werden in einem Spektrometer spektral zerlegt und die Intensitäten der emittierten Elementlinien werden mit Detektoren (Photovervielfachern) gemessen. Eine quantitative Aussage ist durch Kalibrierung mit Bezugslösungen möglich, wobei in einem weiten Bereich (meist mehrere Zehnerpotenzen) ein linearer Zusammenhang zwischen den Intensitäten der Emissionslinien und den Konzentrationen der Elemente besteht.