Økologi kemisk fingerprinting

Størrelse: px

Starte visningen fra side:

Download "Økologi kemisk fingerprinting"

Eva Kjærgaard
7 år siden
Visninger:

1 Konference om fødevareautencitet: Mg P K B Mn S Cl Cu Zn Fe Ca Mo Ni Mass (m/z) Økologi kemisk fingerprinting Søren Husted, Institut for Jordbrug og Økologi, IJØ, Det Biovidenskabelige Fakultet Københavns Universitet

2 Hvorfor bør vi kende autenciteten af økologiske produkter? Der er et marked Troværdighed Trusler: Konventionalisering Globalisering

3 Konventionel, økologisk og biodynamisk planteproduktion. Konventionel Økologisk Biodynamisk Markedsandel 93% 7% < 1% Pesticider + Kunstgødning + Husdyrgødning + <70 Kg N konventionelt 100% økologisk Grøngødning N 2 -fikserende afgrøder Tilladt <249 kg ha -1 kvælstofgødskning *) <170 kg ha -1 <112 kg ha -1 Korrektion af akut næringsstofmangel med opløselige gødningssalte Kalkning Dispensation Ikke mulig Øvrige Obligatorisk drøvtygger hold Ni biodynamiske preparater

4 Identifikation af det kemiske fingeraftryk for økologiske planteproodukter regionalitet sæson afgrøde system

5 OrgTrace dyrkningssystemer System Nomenklatur Notes Økologi A Org -CC/+M Husdyrgødning Økologi B Org +CC/-M Bælgplanter Grøngødning Konventionel Conv -CC/+M Kunstgødning Pesticider OrgTrace: Content, Bioavailability and Health Effects of Trace Elements and Bioactive Components of Food Products Cultivated in Organic Agricultural Systems

6 FØJOIII forskningsprojektet: OrgTrace Diæt Høstede produkter Jord og planteprøver

7 Del-konklusion I: Økologisk autencitet kan ikke fastlægges med en eller få kemiske parametre: Pesticid rester (Fødevarestyrelsen, 2009) Metabolitter (Søltoft et al., 2010) Grundstoffer (Laursen et al., 2011)

8 Zn i plantevæv - en stor variabilitet forårsaget af jordens mineralogi og dyrkningshistorie overskygger systemforskellene 120,00 Zn Zn in plant in plant tissue (μg (ppm) g -1) 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 R 2 = 0,8968 0,00 0,10 1,00 10,00 100,00 DGT based CE plant μmol availability dm-3 (µm) Tandy et al. (2011). Plant and Soil, in press

9 Zinc indholdet i høstbart væv (μg g -1 tørstof) System 1 System 2 System 3 Faba bean 42 ± 1 48 ± 1 43 ± 5 Wheat 19 ± ± 1 19 ± 1 Barley 22 ± 1 22 ± ± 1 Oat 23 ± 2 22 ± 1 22 ± 1 Rape seed 39 ± ± 1 30 ± 1 Potato 11 ± ± ± 0.5 Cabbage 13 ± 1 12 ± 1 13 ± 0.5 Carrot 9 ± 1 8 ± ± 4 Onion 12 ± 3 12 ± 1 12 ± 1

10 Fingerprinting af grundstoffer med ICP-MS Cu B C Mo O Cl P? S Zn Ca Mn Mg Fe Ni H N K

11 Principle of semi-quantitative analysis I Response factor >70 elements in 60 seconds C y Periodic table RF x I y E f ( x. y) E H He i y i x Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar RF x = I x /C x 30 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd 25 Ag He Cd In Sn Sb Te I Xe 1'st ionization potential (ev) Ne Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 20 C F Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun Uuu Uub Ar 15 N H O Kr Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Cl Er Tm Yb Lu Lanthanider Br Xe C PS I Hg Rn 10 Be Zn AsSe Cd B Si Mg Mn FeCo Pd Sb Te Os IrPt At Au Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Actinider Po Ni CuGe Al Ca ScTiVCr Ga Li Sr YZr NbMo TcRuRh Ag TaWRe Sn In 5 Na Ba LaCePr Nd PmSmEuGd TbDy HoEr TmYbLu Hf PbBi Tl ThPaUNpPu AmCm BkCf Es FmMd No RaAc K Rb Cs Fr Atomic number Laursen et al. (2009), J. Anal. At. Spectrom., 24, Husted et al. (2011) J. Anal. At. Spectrom., 26, 52-79

12 Multivariat fingerprinting - bygkerner fra tre lokaliteter Laursen et al. (2011), J. Ag. Food. Chem (in press)

13 Del-konklusion II: Analyse af isotop fraktioneringen er et meget stærkt værktøj til bestemmelse af den økologisk autencitet Den stof specifikke isotop ratio 15 N 18 O 3 -

14 N og O isotop fraktionering under mineralisering, ammonificering og nitrifikation Org-N C OA OB a 8 a a 6 NH 4 + NO 3 - NH 3 N 2 ab b b b b b N ( o / oo ) a a a Barley Faba bean Potato Wheat 0 O 2 og H 2 O Husted et al (2004) Anal. Bioanal. Chem., 378,

15 Haber-Bosch Process: N H 2 2 NH 3 Nitrifikation: NH 3 + O 2 NO 2 + 3H + + 2e NH 3 + 2O 2 HNO 3 + H 2 O NO 2 + H 2 O NO 3 + 2H + + 2e δ 18 O ~ +23 o / oo δ 18 O ~ o / oo A B O (NO 3 - ), o /oo O (NO 3 - ), o /oo C OA OB C OA OB N (NO 3 - ), o / oo 15 N ( o / oo ) Laursen et al. (2011)

16 Konklusion og Perspektiv Gødningstypen og dyrkningspraksis slår igennem Effekten af region og sæson kan elimineres Grundstof og isotop baserede teknikker ser meget lovende ud som autencitets markører Compound specific isotope ratio teknikker bør i særlig grad udforskes Brug for stor skala screening og database opbygning

17 Tak til: Kristian Holst Laursen (KU-LIFE) Simon Kelly (FERA, UK) Alina Mihailova (UEA, UK)

Relaterede dokumenter

DET PERIODISKE SYSTEM

DET PERIODISKE SYSTEM Tilpasset efter Chemistry It s Elemental! Præsentation fra the American Chemical Society, Aug. 2009 http://portal.acs.org/portal/publicwebsite/education/outreach/ncw/studentseducators/cnbp_023211