Anufynca Chrmtca Acta, 259 (1992) 165-173 Elsevler Science Publishers B V , Amsterdam

165

Speziesanalytik von Zink und Cadmium in handelsiiblichen pflanzlichen Lebensmitteln

Klaus Gunther * und Hartmut Waldner

Lehrsruhl fur Lebens~ttelwrssenschaf~ and Lebenmuttelchemre a’er Rhemuchen Fnedrrch-Wilhelms-UnIversltat, Endemcher A&e 11-13, W-5300 Bonn 1 (Deutschland)

(Recewed 22nd September 1991)

(S@xaiwn of zmc and cadmum m ordmary vegetable foodstuffs 1 Species of zinc and cadnuum are mvestlgated m spinach, Jerusalem artichoke, leek, celeriac, chard and kohlrabi The elements are determined by graphite furnace atomic. absorption spectrometly Cell breakdown 1s carried out by hqmd shearing (ultra-turrax treatment) of the plants m a buffer A contammation with respect to both elements by this process can be excluded The homogenates are separated mto cytosols (hqmd fractions) and pellets (sohd fractions) by centrifugatlon and the &strlbution of zmc and cadmmm IS determmed The percentage of metals found m cytosols hes, depending on the plants concerned, between 50 and 85% m the case of zinc and between 30 and 57% m the case of cadmmm The cytosols obtained are separated by gel permeation chromatography Between 80 and 99% of zmc m the cytosols 1s found as low-molecular- weight species (LM-Zn-SP) Hnth a molecular weight of approximately 4500 g mol-’ The remammg metal 1s bonded m each case to components of molecular weights of > 30000 g mol-’ On average the largest percentages of cadmium contained m the dtierent cytosols occur as high-molecular-weight species with molecular weights > 30000 g mol-’ A low-molecular-weight cadmnun species found m only half of the plants has the same molecular weight as the important LM-Zn-SP

In Spmat, Topmambur, Porree, Sellene, Mangold und Kohlrabi werden the Spemes von Zmk und Cadmmm untersucht Die Elementanalysen werden nuttels Graphitrobrofen-Atom-absorptions-spektrometrle durchgefbhrt Der Zellaufschlul3 erfolgt durch mechamsche Zerklemerung der Pflanzen (Ultra-Turrax-Behandlung) m Pufferlosung Eme Zmk- oder Cadmmmkontammat~on durch chesen Vorgang kann ausgeschlossen werden l&e Homogenate werden durch Zentnfugahon m Cytosol (flusslge Phase) und Pellet (feste Phase) getrennt und &e Vertedung von Zmk und Cadmmm bestimmt Die gefundenen cytosolburtigen Antede der Metalle hegen, m Abhanglgkelt von den emzelnen Pflanzen, zwlschen 50 und 85% beI Zmk und zwlschen 30 und 57% beI Cadmmm Die erhaltenen Cytosole werden durch Gelpermeationschromatograplue aufgetrennt Das cytosolburtige Zmk wird dabei zu 80 his 99% als medermolekulare Spenes (NM-Zn-SP) rnlt emem Molekulargeurlcht von ca 4500 g mol-’ gefunden Das resthche Metall 1st Jeweds an Komponenten nut emem Molekulargewicht von > 30000 g mol-’ gebunden Das cytosolburtlge Cadnuum hegt bei den verschledenen Pflanzen Irn Durchschmtt zum groaten Anted als hochmolekulare Species nut Molekulargewrchten von > 30000 g mol-’ vor Die nur be] der Halfte der Pflanzen getimdenen medermolekularen Cadmrumspezles besitzen dasselbe Molekulargewcht wle the unchtige NM-Zn-SP

Keywords Atonuc absorption SpectrometIy, Gel permeation chromatography, Cadmium, Vegetables, Zmc

Zur Beurtellung der blologlschen Wlrkungen hangt das Resorptlonsverhalten weler Elemente von Metallen smd Informatronen uber deren nn tlenschen Orgamsmus entscheldend von der Bmdungsformen von gro&er Wlchtlgkelt So vorhegenden Spezles ab, und somlt smd smnvolle

0003-2670/92/$05 00 Q 1992 - Elsevler Science Pubhshers B V All rights reserved

166 K GUNTHER UND H WALDNER

Aussagen uber Grenzwerte oder Bedarf be1 der menschhchen Ernahrung nur moghch, wenn dlf- ferenzlerte Analysen vorgenommen werden

Die Essentlahtat von Zmk fir den tlenschen Orgamsmus 1st schon lange bekannt [ll Auch m der Humanphyslologle splelt das Metal1 als Be- standtell und Aktlvator von zahlrelchen wlchtlgen Enzymen und Hormonen eme lebenswlchtlge Rolle Zmk wurde bls heute als strukturelle, ka- talytlsche oder regulatorlsche Komponente von uber 200 Enzymen ermlttelt Zahlrelche Zmk- mangelsymptome wurden brsher beschrteben zu denen z B MISblldungen, Wachstumsstorungen, Appetltloslgkelt, geschwachtes Immunsystem aber such Relzbarkelt und gestortes Lernverhalten gehoren [2]

Aus tlerlschen Nahrungsmltteln sol1 die Zmkresorptlon melst besser erfolgen als aus pflanzhchen Produkten, wobel dleser Unter- schled auf die Prasenz verschledener Zmkspezles zuruckgefihrt wrrd Neben der Bmdungsform des Metalls bestunmen Jedoch noch andere EmfluB- faktoren wle Zmk-Versorgungsstatus, Anwesen- helt anderer Mmeralstoffe (Ca, P, verschledene Spurenelemente) und allgememer physloloa- scher Zustand des Orgamsmus die Resorptlons- raten des Metalls [2,3]

Im Gegensatz zum essentlellen Zmk 1st Cad- mmm hauptsachhch unter toxlkologlschem Ge- slchtspunkt zu betrachten, wobel Jedoch Speku- latlonen uber seme Essentlahtat rucht ausbheben [41 Der Mensch errelcht heute fast die von der WHO empfohlene obere Grenze der Cadmmm- aufnahme (ca 70 ,ug Cd Je Tag), wobel der uberwlegende Ted dabel aus pflanzhchen Le- bensmltteln stammt [5,61 Gerade be1 dleser Nah- rungsmlttelgruppe 1st daher eme nahere Spezlfl- zlerung des Metalls zur Abschatzung toxlkolo- glscher Rlslken notwendlg

In Anbetracht der enormen Bedeutung belder Elemente m der Humanphyslologle smd systema- tlsche Untersuchungen uber deren Bmdungsfor- men m moghchst vlelen verschledenen handels- ubhchen Lebensmltteln unbedmgt notwendlg Dazu sol1 hoer em erster Beltrag gelelstet werden Exemplarlsch wurden sechs sehr unterschledhche pflanzhche Nahrungsmlttel als Untersuchungs- material gewahlt urn eventuell vorhandene allge-

memgultlge Prmzlplen der Bmdung von Zmk und Cadmium in Pflanzen zu erkennen

EXPEFUMENTELLES

Pflanzenmaterlal, Zellfraktlomerung und Gel- permeatlonschromatographle

Als Untersuchungsmatenal wurde verwendet Porree (Allrum porrum L 1, Schaftblatter, Topl- nambur (Helumthus tuberosus L 1, Wurzelknolle, Sellerie [Apium graveolens L var rapaceum 04zlZ ) Gaud], Wurzelknolle, Kohlrabi (Brasxtca oleracea L var gongylodes L >, Sprossknolle, Mangold (Beta vulgans L var vulgans), Blatter, Spmat (Spmacul oleracea L >, Blatter Die Lebensmlttel stammten alle aus blologlschem An- bau Die Pflanzentelle wurden grundhch mlt Wasser bldest gewaschen und mlt emer sauberen Glasscherbe vorzerklemert Nach Zugabe von Tns-HCl-Puffer (20 mmol, pH 8,0, Gewlchtsver- haltms feuchtes Pflanzenmaterlal Puffer = 1 2) wurde die Mlschung 3 mm unter Elskuhlung mlt dem Ultra-Turrax (nach Prof P Wdlems, Janke & Kunkel KG, IKA Werk, Staufen 1 Brelsgau, Typ T 45) behandelt Die Homogenate wurden anschhel3end 90 mm be1 5°C und 45 000 g zentnfuglert (Zentnfuge WKF G50K, 20 000 rpm) und die erhaltenen Pellets zum Nachwaschen 2 ma1 mlt Puffer aufgewu-belt und Jewells 15 mm be1 45000 g zentrtiglert AIle Uberstande wur- den anschhefiend veremlgt (Cytosol) Die Pflan- zenfraktlonen wurden unmlttelbar nach lhrer Herstellung be1 -20°C bls zur welteren Verwen- dung emgefroren Die Qtosole waren nach dem Auftauen mlt Ausnahme be1 Sellerle weltgehend klar Die chromatographlschen Auftrennungen erfolgten mit Jewells 5 ml Cytosol Saule Sephadex G-50 superfme, 700 x 30 mm 1 D Elu- tlon mlt Trls-HCI-Puffer, 20 mmol, pH 8,0 be1 +5”C lm Kuhlschrank, FluBrate 12 ml h-’ W- Detektlon be1 254 nm Unmlttelbar vor Jeder Probenaufgabe wurde die Saule mlt mmdestens emem Saulenvolumen Puffer gespult Zur Mm- lmlerung von Adsorptlonseffekten dlenten Reagenzglaser aus Polypropylen zur Proben- sammlung

SPEZIESANALYTIK VON Zn UND Cd IN PFLANZLICHEN LEBENSMITl-ELN 167

Metallbestlmmungen TABELLE 1

Alle Bestmunungen erfolgten durch Gra- phltrohrofen-Atomabsorptlonsspektrometrle mlt unbeschlchtetem HGA-Graphltrohr und L’vov- Plattform Als Spektrometer wurde em Perkm- Elmer 2280 AAS mlt HGA-400 Programmer und AS 40 Auto Sampler venvendet In den Cy- tosolen, Pellets und Homogenaten wurden Zmk und Cadmmm nach AufschluS bestmunt Von Jedem Material wurden zwel Proben getrennt aufgeschlossen AufschluBbedmgungen Konz HNO, m DruckaufschluBbomben mlt Teflonem- satz (Berghoff DAB II und Perkm-Elmer Au- toklav 3) beI 160-170°C Die Quantlfizlerung er- folgte m belden Fallen durch das Standard- zusatzverfahren nach Zugabe von sauren Stan- dardlosungen In den emzelnen chromato- graphlschen Fraktlonen erfolgte die Quan- tlflzlerung der belden Metalle dlrekt ohne Auf- schlul3 durch das Standardzusatzverfahren Be1 Cadmium wurde dabel em saurer Standard zu der berelts Irn Graphltrohr vorhegenden Probe gegeben BeI Zmk erfolgte der Standardzusatz manuell vor der Emsprltzung Hier wurde em alkahscher Zmk-EDTA-Standard verwendet

EmfluB des mechamschen Zellaufschlusses auf den Zmk- und Cadmutmgehalt emer Porree-Pflanze mlt relatwen Standard- abwelchungen 6eweds Mlttelwerte aus zwel Bestunmungen)

Metall mlt AufschluB R S D ohne AufschluR R S D (ng g-‘) (%) (ng g-‘) (o/o)

Zmk 3640 494 3750 396 Cadmmm 11,5 497 11,6 537

ERGEBNISSE UND DISKUSSION

Urn emen eventuellen Kontammatlonseffekt des mechamschen Zellaufschlusses festzustellen, wurde Pflanzenmaterlal vor und nach der Ultra- Turrax-Behandlung auf Zmk und Cadmium analyslert Be1 dleser Versuchsrelhe, die unter genau den such nachher angewandten Bedmgun- gen durchgetihrt wurde, zelgte such, daB kem slgmfikanter Emtrag der belden Metalle m das Untersuchungsmatert durch eme dreunmutlge Ultra-Turrax-Behandlung stattfmdet (Tabelle 1).

AAS-Bedmgungen Cd Bestunmung mlt Pd-Mg-Matrtx-Modifier

[7], Vorveraschungstemperatur bls SOO”C, Atoml- slerung be1 17OO”C, Wellenlange 228,8 nm Zn Bestlmmung rmt Mg-Matnx-Modifier 181, Vorver- aschungstemperatur bls 7OO”C, Atomlslerung be1 lBOo”C, Wellenlange 213,9 nm

Die Zmkgehalte der untersuchten Pflanzen- telle bewegen such m emem relatrv engen Rah- men (Unterschlede ba zu ca Faktor 31, wahrend die Cadmmmwerte sehr vie1 welter gestreut smd (Unterschlede bls zu ca Faktor 15) und zum Tell sehr medrlg hegen (Tabelle 2) Dabel 1st die Relhe der abnehmenden Gehalte fur Zmk und Cadmium unterschledhch Die Pflanzen smd beI den folgenden Tabellen und Abbddungen nach abnehmendem Gesamtzmkgehalt geordnet

Reagentlen und Matertaken HNO, suprapur, Pd-Matrm-Modifier fur die

Graphltrohr-AAS, Mg-Matrix-Modifier fbr die Graphltrohr-AAS, Tra-(hydroxymethyl)-ammo- methan p a , HCl p a , NaN, remst und Tltnplex III, alle von Merck Mg-Modifier 6 pg Mg(NO,), pro 20 ~1 Pd-Modifier 15 pg Pd [als Pd(NO,),] und 10 pg Mg(NO,), pro 20 ~1 Zmk-EDTA- Standard ZnSO, m Tns-HCl-Puffer pH 8,0 unter Zusatz von EDTA (als Tltrlplex III) in lO%lgem molaren Uberschua Tns-HCI-Puffer 20 mm01 Tns, 1 mmol NaN,, pH 8,0 Zn- und Cd-Standardlosungen, von Rledel de Haen Sephadex G-50 superfine, low-molecular-weight cahbratlon ht, von Pharmacla

Be1 der Betrachtung der Zmkvertedung ZWI- schen den Cytosolen und Pellets nach Zellauf- schlti 1st zu erkennen, dal3 be1 allen unter-

TABELLE 2

Zmk- und Cadmmmgehalte der Pflanzen bezogen auf das Feuchtgewlcht mlt relatwen Standardabwerchungen (Mlttelwerte aus zwel Bestunmungen)

Pflanze Zn RSD Cd RSD (CLg g-l) (%o) (ng g-l) t%)

Spinat 9,8 291 26 2,9 Topmambur 6,8 572 111 13,3 Porree 6,O 1,7 93 11,2 Sellene 471 198 89 876 Mangold 379 697 17,4 11,s Kohlrabi 370 496 796 131

168 K GUNTHER UND H WALDNER

TABELLE 3

Prozentuale Vertellung von Zmk und Cadmium auf Cytosol und Pellet nach Zellaufschlufj und Zentrlfugatlon der Homogenate mlt relativen Standardabwelchungen (Werte m Klammern, Mlttelwerte aus zwel Bestmunungen)

Pflanze Zn Cyt (%o) Zn Pel (%o) Zn Horn (%) Zn P Cyt + Cd Cyt (o/o) Cd Pel (%) Cd Horn (%) Cd Z Cyt + Pel (%) Pel (%)

Spinat 59,4 (13,7) 33,l (8,l) 100 (2,l) 92,s 49,3 (14,2) 61,l (3,7) 100 (2,9) 110,4 Topmambur 50,l (2,6) 49,0 (2,3) 100 ($2) 99,l 30,9 (0) 77,9 (6,6) 100 (13,3) 108,8 Porree 75,3 (5,4) 18,4 (0,2) 100(1,7) 93,7 48,5 (6,5) 50,4 (0) 100 (11,2) 98,9 Sellerle 68,0 (3,7) 28,6 (O,l) 100(1,8) 96,6 48,3 (0,2) 51,8 (0,9) 100 (8,6) 100,l Mangold 81,7 (4,1) 29,8 (16,3) 100 (6,7) 111,5 41,9 ($4) 66,2 (8,7) 100(11,5) 108,l Kohlrabi 85,3 (3,4) 22,6 (1,9) 100 (4,6) 107,9 57,1(15,7) 46,2 (14~3) 100 (1,l) 103,3

suchten Pflanzen mmdestens die Halfte des Zmks m der Cytosolphase zu fmden 1st und damlt emer welteren Spezlflzlerung gut zuganghch 1st Sprt- zenwerte fmden such be1 Kohlrabi und Mangold nut uber 80% (Tabelle 3)

Die Cytosolburtlgkert des Cadmmms 1st be1 allen Pflanzen durchweg medrlger als be1 Zmk, was eme starkere Affmltat dleses Metalls zu Be- standtellen der Zellwande oder zu stark hpophl- len Substanzen anzelgt (Tabelle 3) Die Cadml- umantelle der Cytosole hegen zwlschen 30 und 57% Im Durchschmtt wurde Cadmium be1 den hoer untersuchten Pflanzen durch ZellaufschluB

mlttels Ultra-Turrax ca zur Halfte m die Cytosol- phase uberfuhrt Ahnhche Beobachtungen wur- den such be1 anderen Pflanzen m fruheren Forschungsarbelten gemacht [9- 1 l]

Die relatlven Standardabwelchungen der em- zelnen Ergebmsse be1 der Bestnnmung der Zmk- und Cadmmmvertellung smd gut und zum Tell ausgezelchnet, und such die Summen der prozen- tualen Antelle der Metalle m Cytosol und Pellet smd sehr zufrledenstellend (Tabelle 3) Dies zelgt, da13 such schwer zu handhabendes Unter- suchungsmaterlal (klebnge Konnstenz, Homoge- mtatsproblem) analytlsch gut zu beherrschen 1st

o-o 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 m 75 80 85

F&lhWlS~~S4

0 Zink + csdmium - -m(254nm)

Abb 1 Gelpermeatlonschromatogramm von Spmatcytosol

SPEZIESANALYTIK VON Zn UND Cd IN PFLANZLICHEN LEBENSMITTELN 169

Die Metallgehalte m den erhaltenen Cytosolen smd m Tabelle 4 aufgefidut Dlese Informatlonen smd sehr nutzhch, da hlerdurch abgeschatzt wer- den kann, ob em Element z B nach emer Gelfll- tratlon des Cytosols (Verdunnungl) m den resul- tlerenden Fraktlonen uberhaupt noch nachge- wlesen werden kann Dies at fur Cadmmm berm Kohlrabqtosol slcherhch schon sehr schwlerlg und erfordert groDte spurenanalytlsche Sorgfalt (Tabelle 4)

TABELLE 4

Zmk- und Cadmmmgehalte der gewonnenen Pflanzencytosole mrt relatwen Standardabwexhungen (Mlttelwerte aus zwel Bestlmmungen)

Pflanze Zn RSD Cd RSD @g ml-‘) (o/o) (ng III-‘) (%o)

Spmat 0,97 13,7 2,l 14,2 Topmambur 1,Ol 2,6 12,o 0

Porree 0,85 574 894 675 Sellerle 0,52 337 890 092 Mangold 0,68 491 1,6 534 Kohlrabi 0,46 3,4 0,8 15,7

D Zmk + Cadmium - Extinktbn (254 nm)

Abb 2 Gelpermeatlonschromatogramm von Topmamburcytosol

0 Zink + Cadmium - Exlinktbn (254 nm)

Abb 3 Gelpermeatlonschromatogramm von Porreecytosol

170 K. GUNTHER UND H WAWNER

40 45 50 55

Fr&ionsnummar

-a- Zink + Cadmium - Extlnk#on (254 nm)

Abb 4 Gelpermeatlonschromatogramm von Sellerlecytosol

Die Vertedungen von Zmk und Cadmium auf die emzelnen Fraktlonen nach Gelchromatogra- phle der gewonnenen Cytosole smd m Abb 1-6 dargestellt Hochmolekulare Verbmdungen elmeren zuerst, wobel das AusschluBvolumen der verwendeten Saule lm Berelch der Fraktlonen Nr 18-21 hegt (AusschluBgrenze 30 000 g mol- ’ fir Proteme) In den emzelnen Abbddungen smd

die Absorptionen be1 254 nm gegen die Metallge- halte nach Abzug der Bhndwerte aufgetragen

Die Wlederfmdungsraten von Zmk nach der Gelpermeatlonschromatographle smd durchge- hend als sehr gut bls gut zu bezelchnen (Tabelle 5) Dres bedeutet, daD keme nennenswerten Ad- sorptlonen des Metalls an der Gelmatrlx oder an den Geftiwandungen der Chromatographle-Vor-

-1 ,

- 08 Ii

. -08 p 5

-04 2

I l -02 z

0

10 15 20 25 Xl 35 40 45 50 6Q 80 85 70 75 50 85

F-

Q Zink + Cadmlun - mwnm)

Abb 5 Gelpermeatlonschromatogramm von Mangoldcytosol

SPEZIESAh’ALYTlK VON Zn IJND Cd IN PFLANZLICHEN LEBENSMITTELN 171

D Zink + cadmklm - -[254fW

Abb 6 Gelpermeatlonschromatogramm von Kohlrahcytosol

nchtung erfolgen oder aber Kontammatlonen stattgefunden haben Aul3erdem bewelsen dlese Ergebmsse die generelle Elgnung der hoer ange- wandten dnekten Bestunmungsmethode fur Zmk m den emzelnen chromatographlschen Fralctlo- nen mlttels alkahschem Standard

Be1 Cadmium wurden sehr gute Wlederfm- dungsraten nur be1 den Pflanzen mlt den hochsten Cadmmm-Cytosolgehalten (Topmambur, Porree) erhalten (Tabelle 5, vgl Tabelle 4) Das ebenfalls cadmmmrelche Sellerlecytosol war nach dem Auftauen tellwelse denatunert, weshalb hoer Mltfallungen von Cadmmm sehr wahrschemhch smd Dies 1st slcherhch der Grund fur die hoer

ermlttelte sehr mednge Wlederfmdungsrate (Tabelle 5) Be1 den Cytosolen mlt germgeren Gehalten (Spmat, Mangold, vgl Tabelle 4) wur- den wemger gute Ergebmsse erhalten, da hrer eme genaue Quantrfizlerung wegen der groI3eren Kontammatlonsgefahr schon sehr schwlerlg wurde (Tabelle 5) Belm Kohlrablcytosol nut emem Cad- mmmgehalt von nur 0,8 ng ml-’ (Tabelle 4) trltt dleses Problem am deuthchsten zutage Da auaerdem m dlesem Fall die Cadmmmkonzentra- tlonen m den Fraktlonen lrn Berelch der Nach- welsgrenze der Detektronsmethode lagen, wlrd das hoer erhaltene Ergebms verstandhch (Tabelle 5)

TABELLE 5

Wlederfindungsraten (WFR) m % von Zmk und Cadmmm nach der Gelpermeatlonschromatographle der Qtosole und Vertedung m % auf hochmolekulare_(HM-Zn-SP, HM-Cd-SP) und medermolekulare (NM-Zn-SP, NM-Cd-SP) Spezles ’

Pflanze Zn-WFR HM-Zn-SP NM-Z&P Cd-WFR HM-Cd-SP NM-Cd-SP

Spmat 103,3 15,6 84,4 130,s 100 0 Topmambur 93,0 19,4 SO,6 97,7 78,0 22,0 Porree 101,6 991 9099 98,s 39,3 6097 SellerIe 118,4 2,9 97,l 32,2 b 100 0 Mangold 107,l 20,3 79,7 117,3 100 0 Kohlrabi 104,5 194 98,6 (220) c 0 100

a Die Summen von HM-Zn-SP und NM-Zn-SP sowe HM-Cd-SP und NM-Cd-SP wurden zu 100% nomuert b Qtosol tellwetse denaturtert ’ Cadmnunkonzentratlonen an der Nachwelsgrenze

172 K. GUNTHER UND H WALDNJZR

Be1 der Gelpermatlonschromatographle der Qtosole ergaben such erstaunhcherwelse be1 allen sechs Pflanzen nur zwel Elutlonszentren wo Zmk und/oder Cadmmm detektlert wurde (Abb l-6) Dlese lagen nn Berelch der Fraktlonen Nr 18-21 (hochmolekulare Spezles) und Nr 44-51 (meder- molekulare Spezles, Molekulargewxht urn 4500 g mol-‘, K, ca 0,7)

Zmk lag dabel m allen Cytosolen zu mm- destens 80% als medermolekulare Spezles vor, welche be1 Kohlrabi und Sellene fast 100% des cytosolburtlgen Metalls ausmachte (Tabelle 5) Mlt den prozentualen Zmkgehalten m den Cy- tosolen der emzelnen Pflanzen (Tabelle 3) erglbt such damlt der prozentuale Ante11 der meder- molekularen Zmkspezles m den untersuchten Pflanzenteden bezogen auf den Gesamtzmkge- halt Dleser betragt mlt Ausnahme be1 Topmam- bur (40%) mmdestens 50% und errelcht be1 Kohlrabi fast 85%

Daraus folgt, dal3 Zmk m den hoer unter- suchten Lebensrmtteln zum groSten Ted an rela- tlv medermolekulare Substanzen gebunden 1st Zur umfassenden Beurtedung des ernahrungs- physlologschen Verhaltens des Elements m dlesen Pflanzen Ist die weltere Isoherung und Strukturaufklanmg dleser wlchtlgen Zmkspezles daher drmgend erforderhch AuDerdem ergaben such dadurch mteressante neue Geslchtspunkte fir die Pflanzenbmchemle des Metalls Uber er- ste Ergebmsse der welteren Charaktenslerung dleser Verbmdung wlrd an anderer Stelle berlchtet werden

Be1 Cadmium erglbt such m Bezug auf die Vertedung em wemger homogenes Blld (Tabelle 5) So wlrd das Metal1 be1 Spmat, Sellerle und Mangold ausschhel3hch als hochmolekulare Spezles gefunden (Abb 1, 4 und 51, wahrend be1 Topmambur und Porree eme Verschlebung zu- gunsten der medermolekularen Spezles zu beobachten war (Abb 2 und 31, Qe schheLYlch be1 Kohlrabi (Abb 6) vollstandlg at Das letzte Ergebms 1st Jedoch etwas unslcher, da hoer auBerst wemg Cadmium m Pflanze und Cytosol vorhanden war (vgl Tabelle 2 und 4) Allgemem spielen also hochmolekulare Spezles be1 Cad- nuum eme vlel groI3ere Rolle als be1 Zmk, was angeslchts der unterschledhchen bmchermschen

Wlrkungen belder Metalle sehr mteressant 1st In Spmat oder Mangold smd z B. ca 50 bzw ca 40% des Metalls m den untersuchten Pflanzen- tellen an hochmolekulare Substanzen gebunden (vgl Tabellen 3 und 5)

Zusammenfassend 1st festzustellen, dal3 be1 den hoer untersuchten Lebensmltteln Zmk zum uberwlegenden Ante11 durch das angewandte ZellaufschluSverfahren m die Cytosolphase uberfuhrt werden kann (un Mattel 70%), wahrend be1 Cadmium eme starkere Tendenz zur Bmdung an Pelletbestandtelle (lm Mattel 59%) zu beobachten war Damlt 1st das Zmk emer Spezl- fizlerung m den hoer untersuchten pflanzhchen Lebensmltteln wesenthch besser zuganghch als Cadmmm Das cytosolburtlge Zmk hegt zum al- lergrol3ten Ante11 als medermolekulare Zmk- spezles vor (Molekulargewlcht ca 4500 g mol-‘1, wahrend Cadmmm be1 den melsten Pflanzen m- verses Verhalten zelgt und zum groaten Tell an hochmolekulare Substanzen (Molekulargewlcht groBer als 30000 g mol-‘1 gebunden 1st Frele lomsche Spezles belder Metalle konnten mcht gefunden werden

Die oft sehr ahnhchen Ergebmsse be1 der Spezlflzlerung von Zmk m den emzelnen Pflanzen smd, m Anbetracht der groaen Unterschledhch- kelt des verwendeten Materials, sehr uberra- schend, und es schemt so, als ob sxh darm allge- meme Prmzlplen der Bmdung des Metalls m Pflanzen wldersplegeln Die Ergebmsse be1 Cad- mium erschemen mhomogener, Jedoch war hoer be1 den oft sehr medngen Konzentratlonen die analytlsche Erfassung des Elements, zummdest be1 emlgen Pflanzen, sehr schwleng Ob die hoer gefundenen Resultate eme hohe Allgemem- gultlgkelt besltzen, konnen nur weltere Unter- suchungen von verschledenen Pflanzen nut unter- schledhchen Metallgehalten zelgen, wodurch eme sohde Grundlage fur die genaue Beurtellung des ernahrungsphyslologlschen Verhaltens belder Metalle geschaffen wlrd

Wlr danken der Deutschen Forschungsge- memschaft fir die fmanzlelle Forderung des Pro- Jekts (Gu 248/1-l)

SPEWESANALYTIK VON Zn UND Cd IN PFLANZLICHEN LEBENSMITTELN 173

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