Защита какао от кадмия открывает новый путь к безопасному шоколаду
Ученые из Университета Гренобль Альп (UGA), Франция, совместно с Европейским синхротронным излучателем (ESRF) в Гренобле, использовали мощные рентгеновские лучи ESRF для изучения механизма защиты деревьев какао от токсичного металла кадмия. Это открытие особенно актуально в свете новых регуляций Европейского Союза, ограничивающих концентрацию кадмия в шоколаде.
Кадмий часто накапливается в продуктах питания и является высокотоксичным металлом, который может нанести вред человеку при хроническом воздействии, согласно данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН. ЕС установил пределы максимальной концентрации кадмия в таких продуктах, как рис, пшеница, картофель и, в последнее время, шоколад. Хотя были проведены исследования о переносе кадмия из почвы в съедобные части стабильных культур, почти не изучалось его присутствие в сортах какао.
Ученые из Университета Гренобль Альп (UGA) отправились в Международный генбанк какао в Тринидаде и Тобаго, который хранит коллекцию примерно из 2400 генотипов какао, для сбора образцов в сотрудничестве с Центром исследований какао. Затем они прибыли в ESRF в Гренобле, Франция, чтобы исследовать конкретный сорт какао, который абсорбирует больше кадмия, чем другие.
Используя техники синхротрона — нано рентгеновская флуоресценция на линии ID16B и рентгеновская абсорбционная спектроскопия на ID21, — они изучили микро- и наноструктуру различных частей растения. Исследователи смогли картографировать присутствие кадмия и других элементов с высокой точностью, что позволило увидеть общую картину и в то же время углубиться в самые мелкие детали.
Ученые обнаружили, что часть кадмия хранится в кристаллах оксалата кальция в корнях и ветвях растения какао, что было неожиданно. Интересно, что, хотя кристаллы присутствовали и в листьях, они, по-видимому, не помогали в детоксикации кадмия в этой части растения. Кроме того, было обнаружено, что кадмий соединяется с серой в определенных клетках корней. Этот механизм хорошо известен в корнях злаков, где кадмий удерживается в вакуолях и связывается с содержащими тиол молекулами. В случае какао этот механизм менее выражен, и больше кадмия переносится в надземные части.
В целом, стратегия, разработанная деревьями какао для управления кадмием, отличается от злаков с точки зрения переноса из корня в побег, отделений хранения и форм хранения. Это новое знание является предпосылкой для отбора или выведения сортов какао, накапливающих меньше кадмия, и поддержки безопасного производства какао в Южной Америке.
