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der „BAMline“ von der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II verschiedene Imaging-Methoden genutzt um die Schwermetallkonzentrationen in Kakaobohnen präzise zu kartieren Damit untersuchten sie Proben aus einer Anbauregion in Kolumbien die mit durchschnittlich 4 2 mg kg Cadmium belastet waren Das ist deutlich über den Europäischen Grenzwerten von 0 1 – 0 8 mg Cadmium kg in Kakaoerzeugnissen Cadmium-Anreicherung ortsgenau darstellen Das Team hat mit drei verschiedenen Röntgenfluoreszenz-Techniken gearbeitet um die Kakaobohnen zu untersuchen und u a eine neue Analysemethodik für die Absorptionskorrektur bei der Bildgebung mit einer Röntgenfarbkamera entwickelt Die Doktoranden Frank Förste TU Berlin und Leona Bauer TU Berlin und HZB führten die Experimente durch „Es gab bisher wenig Erkenntnisse dazu wie Cadmium vom Boden durch Wurzeln in die Pflanze einwandert und wo sich das Element in den Bohnen anreichert Insbesondere auch deswegen weil es nicht möglich war den Cadmium-Gehalt nichtinvasiv genau zu lokalisieren“ sagt Mantouvalou Cadmium sei besonders schwer nachzuweisen Denn das Cadmium-Signal das die Anregung der äußeren Elektronen erzeugt liegt genau unter dem sehr viel stärkeren Fluoreszenz-Signal des Elements Kalium das in höherer Konzentration im Kakao vorkommt „Wir regen daher ganz gezielt eine tiefere Elektronenschale des Cadmium-Atoms an was nur mit harten Röntgenstrahlen an der BAMLine möglich ist“ sagt Frank Förste „Damit konnten wir die Querschnitte von Kakaobohnen nun mit hoher Auflösung kartieren und zeigen dass sich Cadmium vorwiegend in der äußeren Schale anreichert“ sagt Leona Bauer Dabei entdeckten sie auch Unterschiede zwischen Bohnen vor und nach dem Röstvorgang „Wir konnten nachweisen dass sich durch das Rösten die Elementverteilung in den Bohnen ändert“ sagt Mantouvalou Da es mit dem Zusammenspiel der genutzten Methoden nun möglich ist die Anreicherung von Cadmium ortsgenau zu messen könnte man in weiteren Untersuchungen systematisch erkunden mit welchen Verarbeitungsschritten bzw Verbesserungen bei Verarbeitungsschritten der Cadmium-Gehalt minimiert werden kann Lebensmittel | Elementanalytik www labo de Bild Talaj BK graphic Shutterstock com Follow us on Social Media Originalpublikation Quantitative Analysis and 2D 3D Elemental Imaging of Cocoa Beans Using Xray Fluorescence Techniques Frank Förste Leona Bauer Cornelia Streeck Martin Radtke Uwe Reinholz Daniel Kadow Claudia Keil and Ioanna Mantouvalou Analytical Chemistry 2023 95 13 5627-5634 DOI 10 1021 acs analchem 2c05370 Quelle Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie HZB