Untersuchung über die Art und Höhe des Seleneintrages in Milch- und Getreideprodukte durch Selen-Flüssig-Blattapplikation

Abstract

Am Anfang dieser Arbeit stand die Entwicklung eines Verfahrens der Hydrid-Atomabsorptionsspektrometrie (HG-AAS), um auf ihren Selengehalt zu untersuchende Proben schnell und zuverlässig analysieren zu können. Dazu wurde eine Methode entwickelt, die es erstmalig erlaubt, sämtliche vorbereitenden Arbeitsschritte komplett und geschlossen in einer Mikrowelle auszuführen. Mittels dieser Selenanalytik wurde nun untersucht, wie sich mit Hilfe der Flüssig-Blattapplikation das essentielle Spurenelement Selen schon zu Anfang der Nahrungskette einfach und gut dosierbar in diese einbringen lässt und somit von Beginn an die positiven Effekte des Selens in allen Stufen zum Tragen kommen. <br /> So gelang es auch in einem vom Selenmangel besonders betroffenen Gebiet durch die Applikation von Natrium- oder Calciumselenat während der Wachstumsphase von Weidegras den Selengehalt des Pflanzenaufwuchses auf ein tierernährungsphysiologisch bedeutsames Niveau anzuheben. Die Fütterung von Milchkühen mit derart selenangereicherter Silage führte zu einer deutlichen Erhöhung des Selengehaltes der Milch. Er stieg innerhalb von einigen Wochen um den Faktor > 5 an und folgte dabei binnen 24-48 Stunden der sinkenden bzw. steigenden Selenkonzentration im Grundfutter. Eine Zufütterung von anorganischem Selen ergab dagegen keinen Einfluss auf den Selengehalt der Milch. Es zeigte sich, dass das in der Milch enthaltene Selen überwiegend in proteingebundener Form vorliegt: Zu etwa gleichen Teilen im Kasein und den Molkenproteinen bei herkömmlicher Milch, bei den selenangereicherten Proben dagegen enthielten die Molkenproteine einen größeren Selenanteil als die Kaseine. Der Erhöhung des Selengehaltes der Milch sind allerdings aus tiergesundheitlicher Sicht Grenzen gesetzt. Legt man aber eine für Milchkühe noch gesundheitlich positiv wirkende Aufnahmemenge zugrunde, bedeutet dies eine Verdreifachung gegenüber dem gegenwärtigen Versorgungsniveau beim Menschen. <br /> Als noch effizienter erweist sich eine direkte Selenanreicherung pflanzlicher Nahrungsmittel. Ebenfalls durch Flüssig-Blattapplikation gelang es, den Selengehalt von Weizen auf ein ernährungsphysiologisch bedeutsames Niveau anzuheben. Mahlversuche legten zudem dar, dass sich eine solche Selenanreicherung auf alle Mahlerzeugnisse verteilt, ähnlich wie bei Weizen von selenreichen Böden. Bei einem Selengehalt von 220 µg/kg Weizen und einem durchschnittlichen täglichen Verzehr von 250 g des daraus gebackenen Brots ließe sich die Aufnahmemenge an Selen auf die von der EU empfohlene Menge von 56 µg Se/Tag erhöhen (momentanes durchschnittliches Aufnahmeniveau: 35,5 µg Se/Tag), unabhängig davon, ob das Brot aus Vollkorn- oder Auszugsmehlen gebacken wurde.

<strong>Investigation about the kind and height of selenium entry in milk and wheat products by leaf liquid application of selenium</strong><br /> The starting point of this work was the development of a hydride atomic absorption spectrometry (HG-AAS) method for fast and reliably measurements of trace selenium contents in samples. A sample preparation method was developed which permits disintegration and pre-reduction of the samples in a completely closed microwave oven system. Thereby, it is possible to examine how the leaf liquid application of selenium effects its introduction at the beginning of the food chain. <br /> By leaf liquid application of sodium- or calcium-selenate during the growth phase of pasture grass its selenium content could be raised significantly. Feeding of selenium-enriched silage to milk cows (in an area particularly concerned by the lack of selenium) led to a measurable increase in the selenium content of their milk. The content rose distinctly within a few weeks, from less than 5 to more than 25 µg L-1 following the sinking and/or rising selenium concentration in the basic fodder within 24-48 hours. Feedings with inorganic selenium did not result in an influence on the selenium content of the milk. Selenium incorporated into the milk was shown to be present predominantly in protein-bound form; in equal amounts in casein and whey proteins in un-enriched milk. The selenium-enriched samples exhibited a greater proportion of whey proteins than caseins. To preserve animal health, limits are set on the selenium content of milk. However, an intake of 6 mg Se through the fodder has a positive effect on the milk cow and creates a trebled diet-related selenium intake for humans through milk. <br /> An even more efficient way to produce selenium enhancement would be through the direct selenium enrichment of vegetable foods. Through leaf liquid application, the selenium content of wheat was successfully raised to a nutritionally important level. Meal trials also suggested that such selenium enrichment distributes selenium to all meal products, similar to the enrichment of wheat from selenium-rich soils. With a selenium content of 220 µg kg-1 realized in wheat and an average daily consumption of 250 g of bread baked from this wheat, the selenium intake could achieve the EU recommendation of 56 µg Se/day (actual status: 35,5 µg Se/day), independent of whether bread was baked from full grain or superfine flours.