Wanneer de meeste mensen "voedselbesmetting, " ze denken aan bacteriën die aanwezig zijn op ongewassen fruit of groenten, of niet gaar vlees. Echter, er zijn andere manieren waarop schadelijke verontreinigingen in voedselproducten aanwezig kunnen zijn.

Angelia Seyfferth, een lid van de Soil Science Society of America, onderzoekt voedselverontreiniging afkomstig van de bodem waar de planten groeien. "Het komt allemaal neer op de chemie van de bodem, ", legt Seyfferth uit.

Meest recent, Seyfferth heeft rijst bestudeerd. De elementen arseen en cadmium kunnen aanwezig zijn in de rijstvelden waar rijst wordt verbouwd. Ze presenteerde haar onderzoek op de virtuele 2020 ASA-CSSA-SSSA Annual Meeting.

"Verontreinigende stoffen die door gewassen worden opgenomen, is een route van blootstelling aan verontreinigende stoffen via de voeding die onvoldoende is bestudeerd, " zegt Seyfferth. "We kunnen de blootstelling van mensen aan gifstoffen helpen verminderen door onze kennis van bodemchemie toe te passen."

Kleine hoeveelheden arseen en cadmium zijn over de hele wereld aanwezig en kunnen in veel voedingsmiddelen worden gedetecteerd. Het is de concentratie in de groente of fruit, de chemische vorm van het element, en hoeveel ervan iemand eet, bepaalt of iemand een negatief gezondheidseffect ervaart.

Hoge concentraties arseen en cadmium zijn schadelijk voor het lichaam. Het langdurig consumeren van lage doses kan zelfs kanker veroorzaken.

Elementen zoals arseen en cadmium kunnen verschillende chemische vormen hebben, afhankelijk van hun omgeving. Verontreinigingen worden door planten opgenomen wanneer hun chemische vorm in de bodem lijkt op een voedingsstof die de plant nodig heeft.

"Hoe voedsel wordt verbouwd, heeft niet alleen invloed op de concentratie van verontreinigingen, maar ook waar de verontreinigingen in het voedsel worden opgeslagen, ", zegt Seyfferth. "Als we de chemische vormen van verontreinigingen in de bodem begrijpen, we kunnen oplossingen ontwerpen om de opname ervan door planten te verminderen."

in rijst, De opname van arseen en cadmium is het resultaat van tegengestelde omstandigheden. Arseen kan worden opgenomen als het veld onder water staat. Cadmium wordt sneller opgenomen als het veld niet onder water staat.

Seyfferths werk heeft gezocht naar een manier om te voorkomen dat planten arseen en cadmium uit de bodem opnemen. Dit wordt vaak gedaan door het toevoegen van materialen aan de grond, amendementen genoemd.

Een wijziging helpt het bodemmilieu te veranderen. Door het bodemmilieu te veranderen, onderzoekers kunnen helpen bij het beheersen van de chemische vormen en de opname door planten van verontreinigingen in de bodem.

In dit geval, Seyfferth ontdekte dat het toevoegen van resten van rijstkaf aan rijstveldbodems kan helpen de hoeveelheid arseen en cadmium die door de planten wordt opgenomen, te verlagen. Rijstkafresidu is plantaardig materiaal dat overblijft na verwerking van rijst voor menselijke consumptie.

Deze oplossing is eenvoudig maar effectief. Rijstkafresidu is rijk aan het element silicium, wat een belangrijke voedingsstof is voor rijst. De chemische vorm van silicium is vergelijkbaar met de vorm van arseen die rijstplanten opnemen wanneer velden onder water staan. Deze gelijkenis helpt de plant af te leiden, waardoor het niet zoveel arseen opneemt.

In bodems waar cadmium een ​​probleem is, resten van rijstkaf helpen de grond minder zuur te maken. Dit helpt om cadmium in de bodem op te sluiten. Het silicium in de schil kan ook helpen de toxiciteit van cadmium te verminderen.

"Niet alle bronnen van silicium gedragen zich echter op dezelfde manier, ", zegt Seyfferth. "Om het effectief te laten zijn, de siliciumbron moet silicium leveren in een voldoende hoge concentratie gedurende de tijd dat de rijstplant graan vult. Rijstkafresidu is een succesvolle bron omdat het langzaam afbreekt en gedurende het groeiseizoen silicium afgeeft."

Hoog arseen kan de graanopbrengst verminderen, maar het werk van Seyfferth laat zien dat het toevoegen van resten van rijstkaf kan helpen om opbrengstverlies te voorkomen. De helft van de wereld is afhankelijk van rijst als hoofdvoedsel, dus dit onderzoek heeft een opwindend potentieel voor positieve impact.

Vroeger, Seyfferth heeft soortgelijke besmettingsproblemen bij paddenstoelen bestudeerd.

Voor de meeste Amerikaanse volwassenen, de hoeveelheid arseen en cadmium die ze consumeren uit rijst en paddenstoelen is niet voldoende om zorgen te baren. Maar er zijn andere populaties die deze producten vaker en op jonge leeftijd eten.

"Mensen moeten zich bewust zijn van hun dagelijkse lading verontreinigingen, die afhangt van hun lichaamsgewicht, de concentratie en chemische vorm van de verontreiniging in het voedsel, en de verbruikte hoeveelheid, ’ legt Seyfferth uit.

"De dagelijkse belasting is het hoogst voor mensen die meerdere keren per dag rijst consumeren en die mogelijk ook arseen in hun drinkwater hebben, " zegt ze. "Enkele voorbeelden zijn populaties in Zuid- en Zuidoost-Azië."

Angelia Seyfferth is universitair hoofddocent aan de Universiteit van Delaware. Dit werk werd ondersteund door de National Science Foundation, het Nationaal Instituut voor Voedsel en Landbouw, en de Universiteit van Delaware. De jaarlijkse ASA-CSSA-SSSA-bijeenkomst van 2020 werd georganiseerd door de American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, en Soil Science Society of America.