Journal of Analytical ChemistryJournal of Analytical ChemistryЖурнал аналитической химии0044-45023034-512XThe Russian Academy of Sciences69772510.7868/S3034512X25120068ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleDIRECT ELEMENTAL ANALYSIS OF WINES BY MICROWAVE INDUCED PLASMA ATOMIC EMISSION SPECTROMETRY AND INDUCTIVELY COUPLED PLASMA ATOMIC EMISSION SPECTROMETRYПРЯМОЙ ЭЛЕМЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ВИН МЕТОДАМИ АТОМНО-ЭМИССИОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ С МИКРОВОЛНОВОЙ ПЛАЗМОЙ И АТОМНО-ЭМИССИОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМОЙTrunovaV. AТруноваВ. АPolyakovaE. VПоляковаЕ. Вe_polyak@niic.nsc.ruKominO. VКоминО. ВPelipasovO. VПелипасовО. ВSlastyaE. AСластьяЕ. АAnikinaN. SАникинаН. СTrefilovV. KТрефиловВ. КVMK-OptoelektronikaBMK-ОптоэлектроникаA. V. Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesИнститут неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наукInstitute of Automation and Electrometry, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesИнститут автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наукAll-Russian National Scientific Research Institute of Viticulture and Winemaking "Magarach" of the National Research Center "Kurchatov Institute"Всероссийский национальный научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия "Магарач" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт"151220258012VOL 80, NO12 (2025)ТОМ 80, №12 (2025)1340135004122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://rjsvd.com/0044-4502/article/view/697725

Methods for the direct analysis of table wines by microwave induced plasma atomic emission spectrometry (MIP-AES) and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) using matrix matching are presented. K, Na, Ca, Mg, B, Si, Al, Fe, Cu, Mn, Ba, Sr, Li, Zn are quantitatively determined from one dilution with an error of no more than 10% (n = 2). The range of constancy of analytical signals was determined when varying the concentrations of potassium, alcohol, and sucrose in MIP-AES analysis. It was shown that there is no decrease in the background signal when replacing nitrogen with air in the auxiliary flow, and that analytical characteristics improve when using yttrium as an internal standard in MIP-AES. The results were confirmed by capillary zone electrophoresis, the spiking method, and comparison of ICP-AES and MIP-AES analysis results.

Представлены методики прямого анализа столовых вин методами атомно-эмиссионной спектрометрии с микроволновой плазмой (АЭС-МП) и атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП) с использованием "адекватных" образцов сравнения. K, Na, Ca, Mg, B, Si, Al, Fe, Cu, Mn, Ba, Sr, Li, Zn определяют количественно из одного разбавления с погрешностью не более 10% (n = 2). Определен диапазон постоянства аналитических сигналов при варьировании концентрации калия, спирта и сахарозы при АЭС-МП-анализе. Показано отсутствие снижения фонового сигнала при замене азота воздухом в промежуточном потоке, а также улучшение аналитических характеристик при использовании иттрия в качестве внутреннего стандарта в АЭС-МП. Результаты подтверждены методом капиллярного зонного электрофореза, способом введено–найдено и сравнением результатов АЭС-ИСП- и АЭС-МП-анализа.

MIP-AESICP-AESwine analysismatrix effectsАЭС-МПАЭС-ИСПанализ винматричные эффектыРабота выполнена в рамках государственного задания № FNZM-2022-0005. Исследование также поддержано Министерством науки и высшего образования Российской Федерации (проект № 125021302133-1).Пелипасов О.В., Комин О.В., Лабусов В.А., Трунова В.А. Атомно-эмиссионные спектрометры с азотной микроволновой плазмой ГрандСВЧ // Аналитика и контроль. 2024. Т. 28. №4. С. 382.Пелипасов О.В., Лабусов В.А., Скоробоганков Д.Н., Саушкин М.С., Комин О.В., Семенник Д.О., Зарубин Н.А., Семенов З.В., Трунова В.А. Атомно-эмиссионные спектрометры с аргоновой индуктивно связанной плазмой Гранд-ИСП // Аналитика и контроль. 2024. Т. 28. № 4. С. 370.Юдеевич И.Г., Буянова Л.М., Шелканова И.Р. Химико-спектральный анализ веществ высокой чистоты. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1980.Каунова А.А., Титаренко В.О., Темердашев З.А., Секунова М.В., Попадько В.Г. Анализ некоторых подходов по оценке качества, подлинности и региональной принадлежности вин // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2016. Т. 82. № 8. С. 69.Перекопский В.В., Каунова А.А., Петров В.И., Цюпко Т.Г., Темердашев З.А. Особенности подготовки вин для целей мультиэлементного анализа методом ИСП-АЭС // Изв. вузов. Пищевая технология. 2012. №5-6. С. 101.ГОСТ 31724-2012 Водки, водки особые и вода для их приготовления. Определение массовой концентрации катионов, аминов, анионов, неорганических и органических кислот методом капиллярного электрофореза. М.: Стандартинформ, 2014. 27 с.ГОСТ 31869-2012 Вода. Методы определения содержания катионов (аммония, бария, калия, кальция, лития, магния, натрия, стронция) с использованием капиллярного электрофореза. М.: Стандартинформ, 2019. 24 с.Ким П.В., Полякова Е.В., Николаев Р.Е. Выбор внутренних стандартов для определения редко-земельных элементов методом атомно-эмиссионной спектрометрии с микроволновой плазмой // Журн. аналит. химии. 2024. Т. 79. № 5. С. 515. (Kim P.V., Polyakova E.V., Nikolaev R.E. Selection of internal standards for determining rare-earth elements by microwave induced plasma optical emission spectrometry // J. Anal. Chem. 2024. V. 79. № 4. P. 440.)Саиршова Д.А., Таши М.Ю., Акбулатова Д.Р., Ильин А.А. Анализ элементного профиля вин различных регионов России с целью подтверждения места их происхождения / Актуальные вопросы и современные решения в области пищевых систем. Сборник научных трудов XV Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Москва, 20–22 сентября 2022 г. ФГБНУ “Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова” РАН, 2022. С. 304.Темердашев З.А., Абакумов А.Г., Халафян А.А., Асеева Н.М. Взаимосвязи между элементным составом винограда, почвы с места его произрастания и вина // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2021. Т. 87. № 11. С. 11.Марковский М.Г., Бурцев Б.В., Гузучкина Т.И., Шелубько О.Н. Исследование распределения и взаимосвязи макро- и микроэлементов в винах в целях определения возможности их географической идентификации // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2019. Т. 59. № 5. С. 155.Темердашев З.А., Абакумова А.Г., Халафян А.А., Шелубько О.Н. Особенности формирования элементного “образа” в цепочке почва-виноград-вино и изучение взаимосвязи вещественных форм элементов // Журн. аналит. химии. 2024. Т. 79. № 11. С. 1195. @@ Temerdashev Z.A., Abakumov A.G., Khalafyan A.A., Shelud’ko O.N. Formation of an elemental image in the soil-grapes-wine chain and studying the relationships of substantial forms of the elements // J. Anal. Chem. 2024. V. 79. №11. P. 1553.Carneiro C.N., Gomez F.J.V., Spisso A., Silva M.F., Santos J.L.O., de S. Dias F. Exploratory analysis of South American wines using artificial intelligence // Biol. Trace Element Res. 2023. V. 201. P. 4590.Nelson J., Hopfer H., Gilleland G., Cultherson D., Boulton R., Ebeler S.E. Elemental profiling of Malbec wines under controlled conditions using microwave plasma-atomic emission spectroscopy // Am. J. Enol. Vitic. 2015. V. 66. P. 373.Karlsson S., Sjöberg V., Ogar A. Comparison of MPAES and ICP-MS for analysis of principal and selected trace elements in nitric acid digests of sunflower (Helianthus annuus) // Talanta. 2015. V. 135. P. 124.Pan Х.-D., Tang J., Chen Q., Wu P.-G., Ha J.-L. Evaluation of direct sampling method for trace elements analysis in Chinese rice wine by ICP–OES // Eur. Food Res. Technol. 2013. V. 236. P. 531.Лесю М., Abollino O., Bruzzontii M.C., Mentasti E., Sarzanini C., Malandrino M. Determination of metals in wine with atomic spectroscopy (flame-AAS, GF-AAS and ICP-AES); A review // Food Addit. Contam. 2002. V. 19. № 2. P. 126.Eschmauer H., Jakob L., Metefer H., Neeb R. Use and limitations of ICP-OES in wine analysis // Mikrochim. Acta. 1989. V. 3. P. 291.Thiel G., Danzer K. Direct analysis of mineral components in wine by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) // Fresenius J. Anal. Chem. 1997. V. 357. P. 553.Lara R., Cerutti S., Salonia J.A., Olsina R.A., Martinez L.D. Trace element determination of Argentine wines using ETAAS and USN-ICP-OES // Food Chem. Toxicol. 2005. V. 43. P. 293.Moreno I.M., González-Weller D., Gutierrez V., Marino M., Camelón A.M., González A.G., Hardisson A. Determination of Al, Ba, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Sr and Zn in red wine samples by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy: Evaluation of preliminary sample treatments // Microchem. J. 2008. V. 88. P. 56.Szentmihályi K., Csikusnádi-Kiss G.A., Keszler A., Kótaí L., Candesias M., Bronze M.R., Boas L.V., Spauger I., Forgács E. Method development for measurement of elements in hungarian red wines by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) // Acta Alimentaria. 2000. V. 29. P. 105.Ivanova-Petropulos V., Wiltsche H., Stafilov T., Stefova M., Motter H., Lankmayr E. Multielement analysis of macedonian wines by inductively coupled plasma–mass spectrometry (ICP-MS) and inductively coupled plasma–optical emission spectrometry (ICP-OES) for their classification // Macedonian J. Chem. Chem. Eng. 2013. V. 32. P. 265.Ziola-Frankowska A., Frankowski M. Determination of metals and metalloids in wine using inductively coupled plasma optical emission spectrometry and mini-torch // Food Anal. Methods. 2017. V. 10. P. 180.Rodrigues N.P., Rodrigues E., Celso P.G., Kahnann A., Yamashita G. H., Anzanello M.J., Manfroi V., Hertz P.F. Discrimination of sparkling wines samples according to the country of origin by ICP-OES coupled with multivariate analysis // LWT – Food Sci. Technol. 2020. V. 131. Article 109760.Šelin V.S., Šala M., Drgan V. Multi-element analysis of wines by ICP-MS and ICP-OES and their classification according to geographical origin in Slovenia // Food Chem. 2014. V. 153. P. 414.Plotka-Wasyika J., Frankowski M., Simeonov V., Polkowska Z., Namić'snik J. Determination of metals content in wine samples by inductively coupled plasma-mass spectrometry // Molecules. 2018. V. 23. P. 2886.Serrano R., Antico E., Grindlay G., Gras L., Fontas C. Determination of elemental bioavailability in soils and sediments by microwave induced plasma optical emission spectrometry (MIP-OES): Matrix effects and calibration strategies // Talanta. 2022. V. 240. 123166.Komin O.V., Pelipasov O.V. Effect of Ar on parameters of nitrogen microwave-induced plasma optical emission spectrometry // Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc. 2025. V. 223 Article 107084.