C. Laguna Paredes, M. Sager Jod und andere Spurenelemente in Hühnereiern C. Laguna Paredes, M. Sager

Essentiell; Mitteleuropa ein Mangelgebiet; Jod Essentiell; Mitteleuropa ein Mangelgebiet; empfohlene Tagesaufnahme (Mensch); 0,15 mg (mindestens 0,06 mg) Supplementierung in Salz und Futtermitteln höchstzulässig im Alleinfutter: 40 mg/kg Schöniger – Verbrennung  Absorption in alkalischer Lösung Nassveraschung mit Chlorsäure/ Perchlorsäure/ Salpetersäure – explosiv ! Hochdruckveraschung mit HNO3/HClO4 Extraktion mit Wasser oder mit Aminen Alkalischer Extrakt muss membranfiltriert werden ? im Serum nur 3% freies Jodid ! ICP-MS: 127-J nur 30% Ionisationseffizienz, aber 100 % Vorkommen entweder als Jodid oder als Jodat, nicht als Jod- Element ! neutrales Jodat und saures Jodat gleich empfindlich

Aufschlussverfahren: Jodat und Jodid nicht flüchtig, Element/HJ / Organo-Jod flüchtig Muffelofen mit ZnO (VDLUFA) Muffelofen mit MgO/KMnO4 oder Mg (NO3)2 + Destillation von der Asche als J2 Druckaufschluss mit HNO3 ? Selektive Extraktion: Phosphatpuffer (Hoover 1971) Verd. NH3 (VDLUFA) 1% Tetramethylammoniumhydroxid (Druckbombe) Salpetersaure Kaliumchloratlösung 20g KClO3 + 200 ml H2O + 80 ml HNO3 supr., alles Kunststoff =200 mVal Oxidationsäquivalent zum CO2 1g C6H12O6 ≙ 133 mVal ⇒ 1 g Pflanze; bei fettreichen Proben weniger (Fettflocken!) bzw. 1 g Eidotter oder 0,5g Eiklar H2O verhindert Überdruck Beim Öffnen der Druckbomben noch + 1 ml KClO3/HNO3 Lsg., sonst Gasentwicklung, und ICP geht mit purer Lösung aus ! Für Bor, Schwefel, Spurenelemente (IPE Ringanalysen; bes. Ba, Al, Cr; As)

Ziel: Oxidation der organischen Substanz Druckaufschluss mit salpetersaurer Kaliumchloratlösung für die Spurenanalyse in pflanzlichem Material Analyse von Nichtmetallen in biologischem Material: Oxidativ saurer Aufschluss Verflüchtigung Schmelzaufschluss hohe Salzmengen Alkalische Extraktion hochmolekulare Substanzen P und S unvollständig Ziel: Oxidation der organischen Substanz Wiedererhalt der Nichtmetalle Jod, Bor, Germanium, Silizium, Schwefel, Phosphor Verwendbar für andere Haupt- und Spurenelemente

ICP-OES Bestimmung: Nichtmetalle kalibrieren in neutraler KClO3 – Lösung (Si !) nur in Kunststoff arbeiten (B, Si !) Reinstwasser (Milli-Q) verwenden manuell verdünnen 1+1, 1+10 Hauptelemente und Kationen in saurer KClO3 Lösung Verbesserungen gegenüber dem Druckaufschluss mit HNO3 (HNO3 in Glasflaschen !) geringerer Blindwert von Bor und Silizium – nur 2,3 ml HNO3 auf 1g Probe genügend H2O zur Adsorption von CO2 und H3BO3 alles Jod als Jodat

KJO3 ist Urtitersubstanz ! Generell: nur ca. 2% des Aerosols gehen in das Plasma (gelöstes Jodid, Jodat, Organo-Jod) aber Gase zu 100 % (J2 und HJ) ⇨ Signal spezies-abhängig ! KJO3 ist Urtitersubstanz ! Nachweisgrenzen in 5g KClO3 + 15 ml HNO3 in 250 ml= 2% KClO3/ 1M HNO3 Pumpe Aux Neb Δ/ppm NWG 2s J-178 1,20 ml/min 0,4 0,7 36,7 15,6 ng/ml 1,50 0,4 0,7 42,0 15,0 1,60 0,4 0,7 38,8 17,0 1,50 0,5 0,8 29,4 81,7 1,50 0,4 0,8 32,1 79,0 Problem: Überlappung mit Linie P-178 nichtlineare Korrektur mit 20-40-100 mg/L, aber reale Proben zumeist zu hoch Matrixeffekt: wenn 0,25% KClO3 = 100% (= Aufschlusslsg 1+10), dann ist 1,25% KClO3 = 85 % (=Aufschlusslsg. 1+1) ⇨ 2 Kalibrationsreihen für B-Ge-Si-J-P-S !

Nachweisgrenze mg/kg * 1g/25ml Matrixeffekt 0,25%  1,25 % KClO3 B- 208 0,49 83,9 % B- 249 0,40 87,1 % Ge-209 0,41 83,7 % Ge-265 0,14 83,5% J- 178 0,52 85,2 % S- 180 0,51 88,8 % Si-251 0,55 86,7 % Si-212 0,77 87,2% * Leerwertmethode, Programm VALIDATA

ICP-OES: (Nichtlineare) Korrektur von J- 178 mit 10/ 40 / 100 mg/L PO4 erforderlich 178,225 178,220 178,258 178,185

Versuche zur Trennung Jodat – Phosphat: Ausschütteln als J2, rückschütteln als J- im Zentrifugenröhrchen; schlechte Phasentrennung; schlechter Erhalt von zugesetztem Jodat wie stellt man mit der Aufschlusslösung pH und Redoxpotential richtig ein ? Reduktion HBr CHCl3 NH2OH 1-6% [PO4]= 6-31 mg/L HBr CCl4 (NH4)2SO3 ? [PO4]= 23 ppm NH4Ox CCl4 (NH4)2SO3 24% aus reiner Aufschlusslsg. ? aus realer Probe NH2OH CCl4 (NH4)2SO3 Trotz [PO4] < 40 mg/L: Korrektur zu ungenau, weil nichtlinear und mögl. matrixabhängig 2) Adsorption des Phosphats an ungarischem Zeolith ("Derolin"): schütteln, filtrieren 5 ml Aufschluss + 1ml 5% KClO3 keine PO4-Adsorption; pH ?

ICP-MS: Speziesabhängigkeit der Zerstäubung bleibt Optimierung: Zerstäuber 0,84 – 0,90 – 0,96 ml/min ⇒ 0,96 0,96 – 1,00 ml/min Signal sinkt während einer Serie Plasma 1260 – 1360 – 1550 W ⇒ 1260 W max. Int. (reine Lösung) 1550W minimaler Matrixeffekt (Aufschluss Schweineleber) Kompromiss schließlich: Zerstäuber 0,98 ml/min // 1450 W Verdünnung 1/20 und Te-125 oder Br-79 als interner Std.: Signal sinkt durch Stdadd. (auf 63-84%), starkes Memory 5-fache Menge erhalten mit saurem Modifier Neutrales KClO3/KBrO3/Te ... IAG Futtermittel stimmt etwa Fertigmenüs und IPE: Modifier 3,7 ml 5% KClO3 0,3 ml 1000 ppm Br (als KBrO3) 20 µl 2000 ppm Te Verdünnt mit H2O 1/20; Werte höher in Pflanzen; beim Mineralfutter IAG tiefer.

Neu: Jod – ein essentielles Element !! Wie wirkt die Fütterung auf die Zusammensetzung des Eies ? Vorgangsweise: Ei trennen in Eidotter und Eiklar Gefriertrocknen und Wassergehalt notierem Druckaufschluss mit Kaliumchlorat- Salpetersäure Extraktion mit Tetramethylammoniumhydroxid (Druckbombe) Messung mit ICP-OES: Hauptelemente Ca, Mg, Na, P Spurenelemente Ba, Be, Cu, Fe, Mn, Sr, Zn Unter der NWG: Al, As, Cd, Co, Cr, Mo, Ni, Sn, Sb, V Neu: Jod – ein essentielles Element !! Messung mit ICP-MS, Standardaddition Gesamt-Jod  alkalisch extrahierbares Jodid

Hauptelemente im Legehennenfutter 2002- 2005, mg/kg % Alleinfutter Ergänzungsfutter Mineralfutter Prämixe   Median Bereich Zahl Ca 3,64 3,05-5,87 21 8,78 3,80-12,0 41 14,9 10,7-19,8 6 29,9 15,7-35,9 Mg 0,246 0,178-0,330 0,352 0,358-0,685 1,88 0,644-2,48 0,902 0,413-2,82 Na 0,147 0,121-0,21 0,328 0,210-0,633 7,12 6,07-8,65 0,141 0,059-0,46 5 K 0,746 0,61-0,93 19 1,27 0,88-1,64 40 0,216 0,19-0,28 4 0,172 0,106-0,52 P 0,662 0,58-0,79 1,20 0,85-1,89 12,7 7,47-16,2 7 0,284 0,015-0,59

Spuren im Legehennenfutter 2002- 2005, mg/kg Ppm Alleinfutter Ergänzungsfutter Mineralfutter Prämixe   Median Bereich Zahl Al 128 61-328 20 331 76-790 40 796 657-1059 5 1383 451-2621 6 As <0,4 < 0,4 17 <0,4-0,58 33 1,65 <0,4-2,3 4 1,58 1,08-2,10 Ba 3,55 1,6-6,6 5,2 1,3-13,0 10,9 5,2-16,1 55 22-100 Be 0,041 0,028-0,081 0,084 0,038-0,192 0,81 0,58-1,09 0,44 0,30-0,65 Cd 0,13 0,08-0,19 21 0,20 0,059-0,46 39 2,36 1,57-3,85 7 0,53 0,23-2,29 Co 0,65 0,35-1,43 1,12 0,39-3,55 41 12,6 7,7-42,2 17,2 9,9-40,4 Cr 2,61 < 0,8-4,5 5,5 1,4 - 11,0 66 42 - 99 3,8 3,2 - 10,7 Cu 18,1 13,1-28,6 35,2 16,6-73,0 520 274-599 1684 454-2124 Fe 280 148-430 624 230-1010 3017 2199-3684 6117 3464-11304 Li 1,05 0,27-3,27 1,95 0,67-4,37 3,29 1,58-6,99 3,34 1,75-5,07 Mn 105 73-160 231 119-414 5193 1939-6102 15364 7614-18791 Mo 1,33 0,82-2,37 2,11 0,89-4,04 1,46 1,36-5,65 <0,4-0,73 Ni 2,05 1,34-4,15 3,42 2,00-10,1 28,9 15,7-62 18,0 7,5-37,2 12 Pb 0,42 < 0,3-1,08 19 0,68 0,32-3,43 38 2,5 1,6-4,1 7,7 4,0-19,3 Sr 21,3 14,0-38,5 46,7 22,586,0 328 225-402 117 77-174 V 1,57 0,17-2,6 4,14 0,86-6,5 73 53-101 3,7 2,0-8,4 Zn 92 65-149 189 103-384 2770 2080-4110 10800 7300-19300

Sept. 2008: Im NH3-Auszug viel mehr J-127 als gesamt ⇒ sinkt stark nach ansäuern und zentrifugieren Auch Signal im TMAH-Auszug sinkt nach Zentrifugieren! Mögliches organisches Bruchstück chloriertes Tropyliumkation (7-Ring mit Cl) ? Bei KClO3-HNO3 Aufschluss von Eiern Werte bei Bezug Te-125 größer als auf Br-79 Schlechte Reproduzierbarkeit Starkes Memory; Deshalb verdünnen mit 1% Chlorsäure, spülen mit 0,1 % Salpetersäure, ohne internen Std.

Jod in Eiern 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 1 2 3 4 5 6 7 Jod, mg/kg KClO3-Klar TMAH-Klar KClO3-Dotter TMAH-Dotter

Speziell Jod: alkalisch extrahierbarer Anteil - Gesamtaufschluss Ergebnisse: Konzentationsbereiche in Eiklar und Eidotter Konzentrationsverhältnisse zueinander Verhältnis zum Futtermittel – Einfluss der Fütterung auf die Konzentration im Ei Verhältnis zum Tagesbedarf des Menschen Speziell Jod: alkalisch extrahierbarer Anteil - Gesamtaufschluss Daten für Geflügelfutter in: 27F.xls, 37F.xls, 47F.xls, 57F.xls