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: 1676

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

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

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

Växtodling
Energi & biomassa
Kött
Mjölk

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

Mjölkfettsyror - verktyg för att hitta kor med ökad risk för ämnesomsättningssjukdomar och reproduktionsstörningar
Kjell Holtenius

Projektnummer: O-19-20-306 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Milk

The overall objective of this project is to create milk biomarkers based on specific milk fatty acids for identification of cows with reproductive disorders and metabolic disturbances. Milk will be analysed by Fourier-transform mid-infrared technology. An important value of this project for the …

Läs mer

Vattenstress och sensorstyrd kvävegödsling: utveckling av beslutsstöd för bättre synergier mellan vatten- och kvävestatus
Bo Stenberg

Projektnummer: O-19-20-319 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Energy and biomass

This project aims to modify existing sensor systems for adapted nitrogen fertilization to consider water stress at
supplementary fertilization in cereals. Different approaches to consider sensor data and soil information will be tested
in field trials. Current commercial systems interpret water …

Läs mer

Utveckling av den didaktiska processen i ridundervisning (Delstudie 3: Ridlärare-Häst)
Charlotte Lundgren, Linköpings universtitet

Projektnummer: H-17-47-278 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

'Work Package 3: Riding Instructor-Horse' is the final part of the project 'Improving Teaching Methods in Riding Education: the Interplay between Rider, Riding Instructor and Horse'. In this project, the Swedish-Norwegian Foundation for Equine Research has previously funded the first two work …

Läs mer

Validering av prebiotiska och antioxidanta effekter av vetekli hemicellulosor i bakprodukter
Francisco Vilaplana

Projektnummer: O-17-20-962 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Socker

Wheat bran is the largest by-product of wheat flour production with approximately 300,000 tonnes in Sweden. Bran is mainly used in animal feed, as human digestion is not fully able to absorb it. Wheat bran contains valuable biomolecules, such as dietary fiber (arabinoxylans, AX) and phenolic …

Läs mer

Säkrad mikrobiell kvalitet hos grovfoder och mjölkråvara för lönsam produktion av långlagrad ost
Åse Lundh

Projektnummer: O-16-20-764 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2016

Mjölk

Increased production and export of products with high added values, e.g. long-ripened hard cheeses, are considered important steps for a positive development of the Swedish dairy sector. Increased investment in Swedish premium cheese will, however, require increased volumes of high quality raw milk …

Läs mer

Tidiga larm om produktionsstörningar för snabbare åtgärd och minskade förluster i grisföretag
Fernanda Cetrangolo Dórea

Projektnummer: O-17-20-978 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Kött

Disease and production disturbances in a herd are often silent, and may cause major losses if they remain undetected. Continuous analysis and monitoring of data already recorded at the farm level can improve profitability. This project will develop methods for monitoring trends in production and …

Läs mer

Individuellt anpassad laktationslängd för lönsam och hållbar mjölkproduktion
Kjell Holtenius

Projektnummer: O-17-20-957 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Mjölk

The aim of the project is to develop tools which can be used for individually adapted lactation lengths based on the biological conditions of the cow. Today a one year calving interval and a short lactation period, is recommended. The recommendations are based on 30 years old information and do not …

Läs mer

Ursprungs- och artbestämning av kött – en ny snabbmetod för att upptäcka matfusk
Alastair Ross

Projektnummer: O-18-20-174 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Matfågel
Kött

A cornerstone of the Swedish Food Strategy is trust in Swedish food production. Yet each year Swedish farmers and food processors lose both money and trust due to food fraud, especially for non-Swedish meat relabelled as Swedish. Most fraud remains undetected. A recent analytical development, Rapid …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev