Določanje elementne sestave in izotopskega razmerja 87Sr/ 86Sr v medu

Kovačević, Marija (avtor), Prosen, Helena (mentor)

Med je naravni izdelek, ki ugodno vpliva na zdravje in počutje ljudi. Izdelujejo ga čebele rodu Apis mellifera. Vse lastnosti medu, vključno s hranilnimi in zdravilnimi učinki, izhajajo iz njegove edinstvene kemične sestave. Le-ta je posledica obdelave nektarja in rastlinske mane medonosnih čebel. Med je predvsem sestavljen iz ogljikovih hidratov in vode, hkrati pa vsebuje organske kisline, minerale, vitamine, aromatske snovi, beljakovine, encime, itd. Znan je po svojim antioksidativnih, protibakterijskih in protiglivičnih učinkih in se uporablja za zdravljenje različnih bolezenskih stanj. Pravilnik o medu pravi, da mora biti poreklo medu jasno označeno na izdelku. Zaželeno je, da ima med poleg geografskega porekla označeno tudi botanično poreklo. Na ta način ima med večjo komercialno vrednost, ker je zagotovljena avtentičnost izdelka in kupec naj bi bil zaščiten pred goljufijami. Vendar prihaja pri proizvodnji in prodaji medu do ponaredb. Bodisi je med napačno označen bodisi ga med procesiranjem zamenjujejo s cenejšim medom ali mu dodajajo sladkor. Posledično se v zadnjem času aktivno išče metode, s pomočjo katerih je možno določiti oziroma preveriti geografsko in botanično poreklo medu. Poleg tradicionalnih metod, kot so melisopalinološka metoda in določevanje fizikalno-kemijskih lastnosti, aktualne metode temeljijo na določitvi elementne sestave, uporabe stabilnih izotopov (H, O, C, N, S in Sr), določevanju hlapnih organskih spojin, NMR profiliranja, itd. Za namen diplomske naloge je bila določena elementna sestava in izotopsko razmerje 87Sr/86Sr v petih vzorcih medu iz Črne gore in Madžarske. Vsebnost elementov v medu je odvisna od vrste medu in lastnosti tal na izvornem območju. Elementi predvsem izhajajo iz tal, se prenašajo do rastlin skozi koreninski sistem in se posledično tudi nahajajo v nektarju. Elementna sestava ni povezana samo s sestavo tal, ampak tudi z antropogenimi dejavnostmi. Zato je med tako indikator geografskega porekla kakor tudi onesnaženosti okolja na izvornem območju. Kot dodatni indikator geografskega porekla se uporablja tudi izotopsko razmerje 87Sr/86Sr. Izotopska sestava Sr se med privzemom iz tal v rastline ne spremeni in tako odraža izotopsko sestavo okolja. Za določitev elementne sestave in 87Sr/86Sr izotopskega razmerja smo uporabili metodo masne spektrometrije. Elementno sestavo smo določili z masnim spektrometrom z induktivno sklopljeno plazmo (ICP-MS). Za določitev izotopskega razmerja Sr smo uporabili multikolektorski ICP-MS. Med ima kompleksno matrico in ga je potrebno pred vnosom v masni spektrometer ustrezno pripraviti. Popoln razkroj vzorca je ključnega pomena za natančno in ponovljivo določanje tako elementne sestave kot Sr izotopskega razmerja. Za določitev elementarne sestave medu smo vzorce pripravili z mikrovalovnim razkrojem. Za določitev sestave Sr izotopov smo primerjali med seboj metodo z mikrovalovnim razkrojem in suhim sežigom. Primerjavo smo izvedli na vzorcu madžarskega medu, ker smo ga imeli na razpolago v večjih količinah. Za točno in natančno določanje izotopskega razmerja 87Sr/86Sr je potrebno izolirati Sr iz matrice, kjer je prisoten tudi 87Rb, saj ta izotop moti določitev 87Sr. Najpogosteje se za izolacijo Sr uporablja Sr-selektivna smola, ki smo jo uporabili tudi mi. Rezultati primerjave priprave vzorcev z mikrovalovnim razkrojem in suhim sežigom so pokazali, da način priprave ne vpliva na izotopsko sestavo Sr, saj se vrednosti razlikujejo na zadnjem signifikantnem mestu . Za nadaljnje analize črnogorskega medu smo uporabili samo metodo suhega sežiga, ker je hitrejša, naenkrat smo lahko obdelali večjo količino vzorca in število korakov priprave je manjše kot pri mikrovalovnem razkroju. Izmerjene vrednosti 87Sr/86Sr v medu iz Črne gore smo primerjali z vrednostmi v tleh z istih področij, od koder je prihajal med. Ugotovili smo, da na Sr izotopsko sestavo v medu ne vplivajo samo tla, saj se vrednosti za med in tla med seboj niso ujemale za vse vzorce. Na 87Sr/86Sr izotopsko razmerje v medu najverjetneje vplivajo tudi tip tal, voda in prašni delci. Rezultate elementne analize in 87Sr/86Sr izotopskega razmerja smo obdelali z metodo glavnih osi (PCA). Namen je bil ugotoviti, ali se med z različnih lokacij razlikuje. PCA, ki je bila narejena na podlagi samo elementne sestave, je pokazala, da je ločba med črnogorskim in madžarskim medom možna. Dodatna uporaba rezultatov 87Sr/86Sr izotopskega razmerja ni dodatno vplivala na diferenciacijo vzorcev. Za boljšo diferenciacijo različnih vzorcev črnogorskega medu bi potrebovali še dodatne metode, kot na primer uporabo stabilnih izotopov bio-elementov (H, O, C, N in S).

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: elementna sestava, izotopska sestava, med, geografsko poreklo
• Vrsta gradiva: Diplomsko delo/naloga
• Tipologija: 2.11 - Diplomsko delo
• Organizacija: FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
• Leto izida: 2021
• PID: 20.500.12556/RUL-129640
• COBISS.SI-ID: 78738691
• Datum objave v RUL: 06.09.2021

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Determination of elemental composition and 87Sr/ 86Sr isotope ratio in honey

Izvleček

Honey is a natural product that has a beneficial effect on human health. Properties of honey, including nutritional and medical effects, result from its unique chemical composition. This is due to the processing of nectar and the plant manna by the honeybees. Elemental composition of honey depends on the type of honey and the properties of the soil in the source area. Therefore, honey can be used both as indicator of a geographical origin as well as biomarker because it reflects environmental pollution in the area of origin. This in particular applies to elements such as As, Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb and Zn. These elements can lower the quality of honey and pose a potential threat to human health. As an additional indicator of geographical origin, the 87Sr/86Sr isotopic ratio is also used. The isotopic composition of Sr does not change when absorbed from soil and water by plants through root system and thus reflects the isotopic composition of the environment. For the purpose of my thesis, the elemental composition and isotopic ratio 87Sr/86Sr was determined in 5 samples of honey from different places in Montenegro and Hungary. The mass spectrometry with an inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) was used to determine the elemental composition. To determine the 87Sr/86Sr isotope ratio, the multi-collector ICP-MS was used. Honey is a sample with a complex matrix that should be properly prepared before further analysis. Complete digestion is crucial, otherwise the results are not accurate and reproducible. For the determination of elemental composition in honey, the samples were prepared by microwave digestion, while for Sr isotope composition determination microwave digestion and dry ashing methods were compared. The effectiveness and usability of the two methods for Sr isotope composition determination was tested on Hungarian honey, because it was available in greater quantity. In order to accurately determine the 87Sr/86Sr isotopic ratio, Sr had to be isolated from the matrix, because 87Rb is present, which can influence the results. To isolate Sr from the solution, Sr-selective resin was used. The final results were processed with Principal Component Analysis (PCA) and it was determined that samples differ, with the Hungarian honey standing out the most.

• Ključne besede: elemental composition, isotope ratio, honey, geographical origin