Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Snabbmetod för kadmiumbestämning i samband med falltalsmätning

Status: Avslutat
Projektnummer: H0933109
Kategori: Research program | Crop production
Ansökningsår: 2009
Datum för slutrapport: 27 mars 2012
Huvudsökande: Fredrik Winquist
Organisation: Linköpings Universitet
E-postadress: frw@ifm.liu.se
Telefon: 013281348
Beviljade medel: 800 000 SEK

Sammanfattning av slutrapport
Det finns ett stort intresse för att mäta kadmium halter i cerealia produkter, vilket har ökat markant under de senaste åren, då hälsoriskerna i en serie rapporter uppmärksammats. Tidigare har en snabbmetod för kadmium analys i jordextrakt utvecklats. Denna metod har nu utvecklas vidare för bestämning av kadmium i mjöl, baserat på en en speciell probe med guldelektrod och polersystem. En potential appliceras på elektroden, varvid metall elektropläteras, därefter strippas metallen ut genom att gradvis öka potentialen. Genom att mäta ström, får man ett topp där metallen oxideras. För att frisätta bundet kadmium tillsattes en komplexbindare (EDTA) samt chelaterande syror (citron-, oxal- samt vinsyra). pH sänktes därefter till 2.7 före analys. Sammanlagt 18 prover analyserades, där kadmiumhalten varierade från 0.011 – 0.172 mg/kg. Samtliga prover kunde predikteras väl med PLS-modellering, med RMSEP 0.019 mg/kg och RPD 3.56. Mätning på falltalslösning gav dålig precision.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Det finns ett allmänt stort intresse för att mäta kadmium halter i cerealia produkter, vilket har ökat markant under de senaste åren, då hälsoriskerna i en serie rapporter uppmärksammats. Uppskattningsvis 80% av kadmiumintaget kommer från vegetabilier, framför allt från cerealiaprodukter, där vete har en speciell position då det innehåller något högre koncentrationer kadmium jämfört med andra cerealier, samt är en viktig basföda och utgångsprodukt till många livsmedel. Mediumhalten av kadmium i vete varierar mellan 0.04 – 0.05 mg/kg, med stora individuella variationer mellan 0.01 – 0.10 mg/kg. Gränsvärdet ligger på 0.2 mg/kg, men kommer troligtvis att skärpas i framtiden.

Uppenbarligen bör det vara en mycket stor fördel att kunna mäta kadmium direkt vid leverans av cerealia, dels för att utesluta leveranser med för höga kadmiumhalter, men även för att kunna få en geografisk fördelning av kadmiumhalter i cerealia. I ett tidigare projekt har en elektrokemisk snabbmetod för kadmium analys i jordextrakt utvecklats. Elektrokemiska metoder erbjuder många fördelar, då de är enkla, kan göras mycket känsliga och snabba. Metoden baserade sig på anodisk stripping voltammetri, där metaller i lösning reduceras och elektropläteras på en elektrod och därefter strippas tillbaka till lösningen. Då detta innebär ett koncentrerings steg, kunde metoden göras mycket känslig, och kadmiumhalter ner till en koncentration av 0.1 uM kunde detekteras.

I detta nya projekt har denna metod utvecklats vidare för bestämning av kadmium i rent mjöl. En speciell probe, utrustad med en guldelektrod och ett polersystem utvecklades, och mätförfarandet börjar med att applicera en negativ potential på arbetselektroden, varvid i provet lösta metaller reduceras ut och elektropläteras på elektrodytan. Därefter strippas metallen ut genom att gradvis öka potentialen i positiv riktning. Genom att mäta ström mot spänning får man ett antal toppar i diagrammet där metaller oxideras.

För att optimera metoden utfördes initialt ett stort antal mätningar utfördes både på rena mjölprover samt falltalslösning. Kadmium är bundet till proteiner i provet och därför svåråtkomligt vid analys. För att frisätta metallen tillsattes en komplexbindare (EDTA) samt chelaterande syror (citron-, oxal- samt vinsyra), varefter pH sänktes till 2.7. För mätning på falltalsvätska erhölls dålig precision, vilket troligtvis beror på att detta förfarande är mer omständigt, förorenat med enzym samt utförs i glaskärl varvid metall förmodligen absorberas. Vidare kan noteras att mätning på rent mjöl är en mycket enkel metod. Detta medförde att mätningarna i fortsättningen enbart utfördes på rent mjöl.

För att minimera ospecifika signaler, börjar en analys med att bara under en kort tid applicera den negativa potentialen innan strippningen, då fås ett slutresultat utan metallsignal. Därefter upprepas proceduren, men nu med normal tid för elektropläteringen. Detta resultat subtraheras sedan från det första resultatet, skillnaden är då bara orsakad av mängd elektropläterad metall.

Då proverna är komplexa erhålls även komplicerade och ofta överlagrade strömspektra, utvärderingarna av dessa utfördes därför med en multivariat data analys metod, projektion till latent struktur, PLS.

Sammanlagt 18 prover av vetemjöl analyserades, med kadmiumhalter varierade från 0.011 – 0.172 mg/kg. De var även analyserade på en rad metaller, framför allt de viktigaste, kadmium, aluminium, koppar och järn. Samtliga prover kunde predikteras väl med PLS-modellering, och RMSEP var 0.019 mg/kg samt RPD var 3.56.

Det här projektet har visat på en användbar metod för bestämning av kadmiumkoncentrationer i mjöl. Den försöksuppställning som togs fram var visserligen en laboratorieuppställning, men med mycket enkel mätprobe och elektronik. Det bör dock även framhållas att trots allt har bara 18 prover analyserats, för att bli en etablerad metod bör ett mycket större antal prover undersökas.

 

Antal träffar i projektbanken: 1722

Filtermaterialets påverkan på underhållsbehov, vattenkvalitet och skörd vid täckdikning
Eva Edin, Hushållningssällskapet HS Konsult AB

Projektnummer: JTI-21-83-606 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

The overall purpose of the project is to generate a base for recommendations for construction of new subsurface drainage and re-drainage of clay soils in the area Water - resource efficient management. Efficient drainage of arable land is important to increase crop production, to achieve …

Läs mer

FeNomen: Fertilitet hos nasjonale norske hesteraser.
Ingrid H Holmøy, Norwegian University of Life Sciences, Veterinary Faculty

Projektnummer: R-21-47-575 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

Decreasing population sizes and risk of accumulation of inbreeding is a challenge for the national Norwegian horse breeds; the Dole, the Fjord and the Nordland/Lyngen. The average breed-specific reduction in covered mares is between 37% and 45%, when comparing the years 2000 to 2009 to the years …

Läs mer

Växtnäringseffekt hos nya gödselprodukter - Metodutveckling för kvalitetssäkring
Åsa Myrbeck, RISE, Jordbruk och Livsmedel

Projektnummer: JTI-20-83-494 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

For sustainable future development, it is essential to recirculate plant nutrients from different parts of society,
especially sewage plants, back to arable land. The aim of the proposed project is to ensure that high-quality fertiliser
products attractive for agricultural use are produced from …

Läs mer

Strategier för välmående kor i lönsamma företag
Helena Hansson

Projektnummer: O-18-21-152 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Mjölk

This project aims at investigating the relationship between animal health and fertility, productivity in terms of milk yield and the economic outcome of dairy farms, and to investigate the conditions under which farms can succeed in combining profitability with high animal health standards.
There …

Läs mer

Fullständiga växthusgasbudgetar för odlade mulljordar skapar underlag för klimatsmarta åtgärder
Achim Grelle

Projektnummer: O-18-23-169 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Energi & biomassa
Kött
Mjölk
Växtodling

Conventional technology is virtually unable to measure complete GHG budgets of drained organic soils, which may provide misleading results. So, global estimates of GHG emissions are based on coarse assumptions that don’t take into account the complexity of agroecosystems. Better data are needed for …

Läs mer

Diagnos av parasitsjukdomar hos hästar med hjälp av mikrofluidik och mobiltelefonbaserad mikroskopi
Jonas Tegenfeldt, Lunds Universitet

Projektnummer: H-19-47-493 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

All horses grazing freely are at risk of parasitic diseases. Due to a growing problem with drug resistance in parasites, there is a need to improve the diagnostic methods. One important problem with today's situation is that one diagnostic procedure costs significantly more than one treatment, both …

Läs mer

Förbättrad rengöring och desinfektion på köttanläggningar - minskad spridning av livsmedelsförstörande, patogena och antibiotikaresistenta bakterier
Sofia Boqvist

Projektnummer: O-20-20-447 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Poultry
Meat

Cleaning and disinfection are critical elements for meat premises when it comes to production of safe food of high quality. It is the responsibility of the meat premises to ensure this is done efficiently to keep levels of pathogenic, spoilage and antimicrobial resistant bacteria low. This can be …

Läs mer

Från hav till mule - alger minskar metanemissioner från mjölkkor
Rebecca Danielsson

Projektnummer: O-20-23-461 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Meat
Milk

The purpose of this project is to investigate to what extent substances in algae inhibit microbial methane formation in cows. Several substances, so-called bioactive substances, in red, green and brown algae, have a significant methane reducing effect. These are promising results but in order to …

Läs mer

Ny teknik och regional strategi för recirkulering av växtnäring i stallgödsel
Helena Aronsson

Projektnummer: O-20-23-457 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production
Energy and biomass
Milk

A main challenge for regions with intensive livestock production is phosphorus (P) surplus on farms, resulting in low P use efficiency and losses to waters. The project will provide solutions to increase P recycling from animal manure. This will decrease our dependency on imported P fertilizers, …

Läs mer

Förbättrad utvärdering av officiella fältförsök genom bildanalys av drönarfoton med maskininlärning
Aakash Chawade

Projektnummer: O-20-23-462 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production
Energy and biomass

The goal of the project is to digitize the data from the Swedish official field trials through automated estimates of important traits such as germination, growth, resistance, maturity and the effect of plant protection products. The purpose is to streamline and improve scoring of both diseases but …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev