Bekämpningsmedel hjälper bönder att öka matproduktionen, minska kostsamma skador på grödor, och till och med förhindra spridningen av insektsburna sjukdomar, men eftersom kemikalierna också kan hamna i mänsklig mat, det är viktigt att se till att de är säkra. För en vanlig bekämpningsmedel som kallas glyfosat, oro finns över hur hög nivå som är säker i livsmedel samt säkerheten för en av dess biprodukter, känd som AMPA. Forskare vid National Institute of Standards and Technology (NIST) avancerar ansträngningar för att mäta glyfosat och AMPA exakt i de havrebaserade livsmedelsprodukterna där de ofta förekommer genom att utveckla referensmaterial.

Environmental Protection Agency (EPA) fastställer toleranser för bekämpningsmedelsnivåer i livsmedel som fortfarande anses säkra för konsumtion. Livsmedelstillverkare testar sina produkter för att se till att de uppfyller EPA-bestämmelserna. Men för att säkerställa att deras mätningar är korrekta behöver de ett referensmaterial (RM) med kända nivåer av glyfosat som de kan jämföra sina produkter med.

Det finns inget referensmaterial för att mäta glyfosat, den aktiva ingrediensen i den kommersiella produkten Roundup, i havregryn eller havrebaserade produkter där bekämpningsmedlet används flitigt. Dock, det finns ett litet antal livsmedelsbaserade RMs tillgängliga för att mäta andra bekämpningsmedel. I ansträngningarna att utveckla en för glyfosat och möta tillverkarnas omedelbara behov, NIST-forskare har optimerat en testmetod för att analysera glyfosat i 13 kommersiellt tillgängliga havrebaserade livsmedelsprover för att identifiera kandidatreferensmaterial. De upptäckte glyfosat i alla prover, och de hittade även AMPA (förkortning för aminometylfosfonsyra) i tre av proverna.

Forskarna har publicerat sina resultat i tidskriften Matkemi .

I årtionden, glyfosat har varit en av de mest dominerande bekämpningsmedlen i USA och över hela världen. Bara under 2014 125, 384 ton glyfosat användes i USA, enligt en studie från 2016. Det är en herbicid, en typ av bekämpningsmedel för att förstöra ogräs eller oönskade växter som är skadliga för grödor.

Ibland finns bekämpningsmedel kvar i små mängder, känd som rester, på livsmedelsprodukter. När det gäller glyfosat, det kan också bryta ner till AMPA, som också kan sitta kvar på frukt, grönsaker och spannmål. De potentiella effekterna av AMPA på människors hälsa är inte väl förstått och förblir ett aktivt studieområde. Glyfosat används också flitigt på andra spannmål och spannmål som korn och vete, men havre är ett specialfall.

"Havre är unikt, när korn går, ", sade NIST-forskaren Jacolin Murray. "Vi valde havre som vårt första material eftersom livsmedelsproducenter använder glyfosatet som ett torkmedel för att torka ut grödan innan de skördar den. Havre tenderar att ha en hög mängd glyfosat." Torkning av grödor möjliggör en tidigare skörd och förbättrar enhetligheten hos grödor. På grund av dess breda användning, glyfosat finns vanligtvis i högre halter jämfört med andra bekämpningsmedel, enligt medförfattaren Justine Cruz.

De 13 havreproverna i studien inkluderade havregryn, lätt till högt bearbetade havrebaserade frukostflingor, och havremjöl från konventionella och ekologiska jordbruksmetoder.

Forskarna analyserade proverna för glyfosat och AMPA med en modifierad metod för att extrahera glyfosat från fast föda, i samband med standardtekniker kända som vätskekromatografi och masspektrometri. I den första metoden, det fasta provet löses i en flytande blandning där glyfosat avlägsnas från maten. Nästa, i vätskekromatografi, glyfosatet och AMPA i extraktprovet separeras från andra komponenter i provet. Till sist, masspektrometri mäter mass-till-laddning-förhållandet mellan joner för att identifiera de olika kemiska föreningarna i provet.

Deras resultat visade att de lägsta nivåerna av glyfosat detekterades i provet av ekologiskt frukostflingor (26 nanogram per gram) och ekologiskt havremjölsprovet (11 nanogram per gram). De högsta nivåerna av glyfosat (1, 100 nanogram per gram) detekterades i konventionella snabbhavremjölsprover. AMPA-nivåerna var mycket lägre än glyfosatnivåerna i både ekologiska och konventionella havregryns- och havrebaserade prover.

Alla glyfosat- och AMPA-nivåer i havregryn och havrebaserade spannmål låg långt under EPA-toleransen på 30 mikrogram per gram. "De högsta glyfosatnivåerna vi mätte var 30 gånger lägre än den lagstadgade gränsen, sa Murray.

Baserat på resultaten av denna studie och inledande diskussioner med intressenter som är intresserade av att använda en RM för havregryn och havrebaserade spannmål, forskarna upptäckte att det kan vara fördelaktigt att utveckla en lågnivå RM (50 nanogram per gram) och högnivå en (500 nanogram per gram). Dessa RM skulle vara fördelaktiga för jordbruks- och livsmedelstestlaboratorier såväl som livsmedelsproducenter, som behöver testa sitt källmaterial för rester av bekämpningsmedel och ha en korrekt standard att jämföra sina mätningar mot.

NIST:s RM används inte bara i USA utan också över hela världen, så det var viktigt för forskare att även överväga de lagstadgade gränserna utomlands, som i Europa, där gränsen är 20 mikrogram per gram.

"Våra forskare måste balansera behoven hos mattestlaboratorier baserade i USA och utanför för att göra referensmaterial med global räckvidd, " sa NIST-forskaren Katrice Lippa.

Forskare kunde identifiera tre potentiella RM-kandidater för glyfosat i havrebaserade spannmål och två kandidater för AMPA. De kunde också genomföra en preliminär stabilitetsstudie som visade att glyfosat var stabilt i havre under en sexmånadersperiod vid en konstant temperatur på 40 grader Celsius, vilket är viktigt för att utveckla en framtida RM, som potentiellt kan baseras på en eller flera av dessa produkter.

Nästa, forskarna planerar att utvärdera genomförbarheten av RM genom en interlaboratoriestudie och sedan genomföra fler långsiktiga stabilitetsstudier av både glyfosat och AMPA i deras material. NIST-teamet kommer att fortsätta att engagera intressenter för att se till att RM kommer att möta deras behov.