Zrna kakaoa mogu da apsorbuju toksične teške metale kao što je kadmijum iz zemlje. Neka područja za uzgoj, posebno u Južnoj Americi, su zagađena ovim teškim metalima, u nekim slučajevima znatno. Kombinovanjem različitih tehnika rendgenske fluorescencije, tim u BESSI II je sada po prvi put bio u mogućnosti da neinvazivno izmeri gde se kadmijum akumulira tačno u zrnu kakaoa: uglavnom u ljusci.
Rad je objavljen u časopisu Analitical Chemistri, a dalja istraživanja pokazuju da prerada kakao zrna može imati veliki uticaj na koncentraciju teških metala.
Ljudi beru zrna kakao grma najmanje 5.000 godina. Naučili su da fermentiraju, peku, melju i obrađuju zrna šećerom i mašću kako bi napravili ukusne čokolade. Danas je na tržištu svake godine oko 5 miliona tona zrna kakaoa, koji dolazi iz samo nekoliko oblasti uzgoja u tropskim regionima.
Čokolada se smatra hranom za dušu: aminokiseline kao što je triptofan poboljšavaju raspoloženje. Zrna kakaoa takođe sadrže antiinflamatorna jedinjenja i vredne elemente u tragovima. Međutim, biljke kakaoa takođe apsorbuju toksične teške metale ako je zemljište zagađeno, na primer rudarenjem, što može postepeno otrovati podzemne vode i zemljište.
Važno je pitanje gde se tačno teški metali akumuliraju u zrnu, da li radije u ljusci ili bolje rečeno u endospermu unutar zrna. Od berbe do sirovine za čokoladu, zrno prolazi kroz mnoge korake različitih tretmana, što bi eventualno moglo da smanji kontaminaciju. I idealno bi bilo da se tretman optimizuje kako bi se osiguralo da se teški metali smanje, ali da se poželjni elementi u tragovima zadrže.
Tim predvođen dr Ioannom Mantouvalou (HZB) i dr Claudia Keil (TU Berlin/Tokicologi) je sada kombinovao različite metode snimanja na BAM liniji BESSI II kako bi precizno mapirao koncentracije teških metala u zrnu kakaoa.
Ispitivali su uzorke kakaoa iz regiona uzgoja u Kolumbiji, koji su bili kontaminirani sa prosečno 4,2 mg/kg kadmijuma. Ovo je znatno iznad evropskih granica od 0,1-0,8 mg kadmijuma/kg u kakao proizvodima.
Tim je radio sa tri različite tehnike rendgenske fluorescencije da bi ispitao zrna kakaoa. Između ostalog, razvili su novu analitičku metodu za korekciju apsorpcije pri snimanju rendgenskom kamerom u boji.
„Bilo je malo razumevanja kako kadmijum migrira iz zemlje kroz korenje u biljku i gde se element akumulira u zrnu. Posebno zato što nije bilo moguće precizno lokalizovati sadržaj kadmijuma neinvazivno“, kaže Mantouvalou. Dr. studenti Frank Forste (TU Berlin) i Leona Bauer (TU Berlin i HZB) su izveli eksperimente.
Kadmijum je posebno teško otkriti, objašnjava Mantouvalou. To je zato što kadmijumski signal, koji proizvodi ekscitaciju spoljašnjih elektrona, leži tačno ispod mnogo jačeg fluorescentnog signala elementa kalijuma, koji se javlja u većim koncentracijama u kakaou.
„Zbog toga pobuđujemo dublju elektronsku ljusku atoma kadmijuma, što je moguće samo sa tvrdim rendgenskim zracima na BAML liniji“, kaže Frank Forste. „Ovo nam je omogućilo da mapiramo poprečne preseke kakao zrna sa visokom rezolucijom i pokažemo da se kadmijum pretežno akumulira u spoljašnjoj ljusci“, kaže Leona Bauer.
Takođe su otkrili zanimljive razlike između zrna kakaoa pre i posle procesa pečenja. „Uspeli smo da dokažemo da pečenje menja distribuciju elemenata u zrnu“, kaže Mantouvalou. Kombinacija različitih eksperimentalnih metoda omogućava istraživačima po prvi put da precizno izmere akumulaciju kadmijuma. Dalja istraživanja bi mogla sistematski istražiti kako poboljšati korake obrade kako bi se izloženost svela na minimum.
