GIDA VE YEM MADDELERĠNDE MĠNERAL ANALĠZLERĠ Oğuz ACAR Gıda Yüksek Mühendisi TARLA BĠTKĠLERĠ MERKEZ ARAġTIRMA ENSTĠTÜSÜ MÜDÜRLÜĞÜ Kalite Değerlendirme ve Gıda Bölümü 29 Ocak 2014 Ankara
SUNUM ĠÇERĠĞĠ 1. Genel Bilgiler 2.ÇalıĢmalar 3.Bilimsel Etkinlikler 4.Kültürel Etkinlikler 5. Yazılı Basında Gıda, Tarım ve Hayvancılık 6.Sonuç-Değerlendirme
1. GENEL BĠLGĠLER Eğitim Kapsamı BK AraĢtırma Konseyleri Rothamsted AraĢtırma KuruluĢu
1. Genel Bilgiler Eğitim Kapsamı Gıda ve Yem Maddelerinde Mineral Madde Analizleri 21 Aralık 2012 20 Şubat 2013 Rothamsted Araştırma Kuruluşu Harpenden / İngiltere Büyük Britanya ve Kuzey İrlanda Birleşik Krallığı Amaç: TUBİTAK 113O115 No lu Proje; Sanayici, Çiftçi ve Tüketici İstekleri Doğrultusunda Yeni Ekmeklik ve Makarnalık Buğday Hat ve Çeşitlerinin Geliştirilmesi
1. Genel Bilgiler Birleşik Krallık Araştırma Konseyleri Birleşik Krallık Araştırma Konseyleri (RCUK) 7 konseyden oluşmaktadır. Sanat ve Beşeri Bilimler Araştırma Konseyi Biyoteknoloji ve Biyolojik Bilimler Araştırma Konseyi Mühendislik ve Fiziksel Bilimler Araştırma Konseyi Ekonomik ve Sosyal Araştırma Konseyi Tıbbi Araştırma Konseyi Doğal Çevre Araştırma Konseyi Bilim ve Teknoloji Olanakları Konseyi
Rothamsted Araştırma Kuruluşu 1. Genel Bilgiler Rothamsted Araştırma Kuruluşu 170 yıla yaklaşan faaliyet süresi ile dünyanın en uzun soluklu tarımsal araştırma istasyonu olarak kabul edilmektedir.
Ürün verimliliği ve kaliteyi arttırmak için yeni uygulamalar geliştirmek ve bilgi üretmek; gıda üretimi ve biyoenerji için çevresel açıdan sürdürülebilir çözümler geliştirmek misyon olarak kabul edilmiştir. Rothamsted Araştırma Kuruluşu 1. Genel Bilgiler
Rothamsted Araştırma Kuruluşu 1. Genel Bilgiler Broadbalk Denemesi, ilk kez 1843 yılında kurulmuş ve dünyanın en uzun süreli agronomik denelerinden birisi olarak kabul edilen bir denemedir. Temel amacı, farklı inorganik gübre kombinasyonlarının (N, P, K, Na ve Mg içeren) ve farklı organik gübrelerin buğday verimi üzerine etkilerinin test edilmesidir. Kontrol arazisine 1843 ten beri herhangi bir gübre uygulaması olmamıştır.
Rothamsted Araştırma Kuruluşu 1. Genel Bilgiler Rothamsted Araştırma Kuruluşu 5 bölümden oluşmaktadır. Bunlar; Tarım Ekolojisi Bölümü Biyokimya ve Bitki Koruma Bölümü Sayısal ve Sistemler Biyolojisi Bölümü Sürdürülebilir Toprak ve Çayır Sistemleri Bölümü Bitki Biyolojisi ve Hububat Bilimi Bölümü
Rothamsted Araştırma Kuruluşu 1. Genel Bilgiler Rothamsted Araştırma Kuruluşu 2012-2017 Stratejisi; 20:20 Wheat : Önümüzdeki 20 yıl içerisinde buğday verimini 20 ton / hektara ulaştırmak. Cropping Carbon: Çayır mera ve yıllık enerji bitkilerinde karbon yakalama optimizasyonunu sağlayarak Birleşik Krallık ın düşük karbon ekonomisine ulaşmasını desteklemek. Desinging Seed: Bitki biyolojisi ve biyokimya alanındaki tecrübeleri ile insan sağlığına faydalı ve beslenme değeri olan tohumlar geliştirmek. Sustainable Systems: Çevresel etkileri azaltırken verimliliği arttıracak sürdürebilir tarım sistemleri geliştirmek.
2. ÇALIġMALAR Ön Analizler Öğütme Örnek Hazırlama Mineral Madde Analizi NIT Spektroskopisi Tane Sertliği Analizi-SKCS Toplam Azot ve Karbon Analizi SDS-Page Elektroforez Western Blot Beta-Glukan Analizi
Ön Analizler 2. Çalışmalar Hektolitre Ağırlığı (kg/hl) 1000 Tane Ağırlığı (g) Örnekler +4 0 C de depolama 80 0 C de 16 saat kurutma Düşme Sayısı Değeri (s) NIT Okuma
Öğütme 2. Çalışmalar Buğday örnekleri 0.5 mm elek kullanılarak mineral madde ve toplam azot analizlerine uygun partikül boyutlarına öğütülmektedir. Bitki sap örnekleri de de önce parçalanıp daha sonra da öğütülerek mineral madde ve toplam azot analizlerine hazır hale getirilmektedir.
Örnek Hazırlama 2. Çalışmalar Örnekler 0.500 g tartılır. 5 ml HNO 3 / HCl 4 (%85, %15) asit karışımı ilave edilir ve karıştırılır. 2 saat oda sıcaklığında bekletmeye bırakılır. Bilgisayar kontrollü bloklara yerleştirerek 2 saat süre ile digestion a bırakılır. 5 ml HNO 3 eklenir, karıştırılır, 1 saat 80 0 C deki bloklara konulur. 20-23 ml saf su ilavesi ve 30 dakika tekrar bloklara yerleştirilir. Hacim 25 ml ye tamamlanır.
Mineral Madde Analizi 2. Çalışmalar ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer) ICP-OES in temel prensibi; elektriksel olarak iletken bir gaz ortamı olan plazmada, atomlar ve iyonların uyarılması ile yaydıkları emisyonun ölçülmesidir. ICP kaynağı iyonlaşmış bir argon gazı akışı ile elde edilir. Örnek genellikle sıvı fazda, aeresol şeklinde yüksek sıcaklıktaki plazmaya gönderilir. Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Se, Ti, Zn
Mineral Madde Analizi 2. Çalışmalar Örnekteki elementler ICP de iyonlaştırıldıktan sonra kütle spektroskopisine gönderilirler ve burada kütle/yük (m/z) oranlarına göre ayrılarak ölçülürler. ICP-MS teki plazma optik emisyon spektrometresinde kullanılan Argon (Ar) plazması ile aynıdır. ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer) ICP-MS direkt olarak çözeltide iz element derişimlerinin belirlenmesinde uygundur.
2. Çalışmalar NIT Spektroskopisi Dünyada NIRS cihazı hububat kalitesinin belirlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Organik moleküldeki fonksiyonel gruplar belli dalga boyunda ışını farklı absorbe etmekte ve bu prensipten yaralanılarak NIT cihazı protein, sertlik, rutubet ve diğer bazı kalite kriterlerinin ölçümünde kullanılmaktadır. Klasik yöntemlere göre hızlı ve kimyasal sarfiyatı olmayan bir yöntemdir.
2. Çalışmalar Tane Sertliği Analizi - SKCS Bu cihaz; Bir örnekten 300 adet bağımsız taneyi boyut (çap) ağırlık sertlik (taneyi kırmak için gerekli kuvveti esas alarak) nem içeriğini ölçmektedir. Bunun yanısıra; NIR / NIT teknolojisi ile çalışan cihazların sertlik kalibrasyonu bu yöntem esas alınarak yapılmaktadır.
2. Çalışmalar Toplam Azot ve Toplam Karbon Tayini Yöntem; Azot içeren örneğin yüksek sıcaklıkta O 2 varlığında yakılması, Yanma reaksiyonu sonucu açığa çıkan CO 2, H 2 O uzaklaştırılması, N-oksitlerin N 2 şekline dönüştürülerek TCD yardımı ile okunması,
2. Çalışmalar SDS-Page Elektroforez Elektroforezin çalışma ilkesi; molekül ağırlığı ve molekülde bulunan elektrik enerjisinin jel içinden bir yükten diğerine giderken katettiği mesafe farklılıklarını ele almaktır. Elektroforezde katedilen mesafe, net yük ile doğru; molekül büyüklüğü ve elektroforetik ortamın viskozitesi ile ters orantılıdır.
2. Çalışmalar Western Blot Western blot, moleküler biyolojide, bir protein solüsyonunda, aranan bir proteinin olup olmadığını ve varsa ne kadar olduğunu anlamak için kullanılan bir yöntemdir. Sds-page uygulandıktan sonra, elektro blotting yöntemiyle proteinler bir membrana geçirilir. Daha sonra çeşitli solüsyonlarla işleme tabi tutulan membrandaki proteinlere spesifik antikorlar bağlanır. Bu antikorların tespit edilmesiyle proteinin olup olmadığı, çıkan bantların kalınlığının kontrol bantlarıyla karşılaştırılmasıyla da ne kadar olduğu anlaşılır.
2. Çalışmalar Beta-Glukan Analizi Bir β-1,4 glukan olan selülozun 3 boyutlu yapısı β-glukanlar, β-glikozidik bağlarla birbirine bağlanmış D-glukoz monomerlerinden oluşan polisakkaritlerdir. Tahıllar arasında en yoğun miktarda beta-glukanı yulaf ve arpa içermektedir. Beta-glukanının, insan sağlığına üç ayrı olumlu etkisi bulunmaktadır: kolesterolü düşürme kan şekerini dengeleme mide ve bağırsak çalışmasını düzenlemeye yardımcı olur.
3. BĠLĠMSEL ETKĠNLĠKLER 1. Aylık Toplantılar 2. Seminerler
3. Bilimsel Etkinlikler Aylık Toplantılar Eğitim süresince; 2 kez Bitki Biyolojisi ve Ürün Bilimi Bölümü (PBCS: Plant Biology and Crop Science) aylık toplantısına, 1 kez Rothamsted Araştırma Kuruluşu aylık toplantısına katılım sağlanmıştır.
Seminerler 3. Bilimsel Etkinlikler Bunların dışında 4 farklı seminer programı ; Disease or Disease Resistance, Molecular Battles between Efforts, Virulence target and Resistance Protein, A Beginner Guide to Real Time PCR, NIP aquaporin s: New tools to reduce Arsenic in Rice, Designing Oilseed for Nutrition and Health takip edilmiştir.
4. KÜLTÜREL ETKĠNLĠKLER Üniversite Gezileri Müze Gezileri
Üniversite Gezileri 4. Kültürel Etkinlikler Cambridge Üniversitesi ve Botanik Parkı Oxford Üniversitesi ve Botanik Parkı
Müze Gezileri Natural History Museum - Londra 4. Kültürel Etkinlikler British Museum - Londra
5. Yazılı Basında Gıda, Tarım ve Hayvancılık
5. Yazılı Basında GTH 17.01.2013 The Independent 03.02.2013 The Observer 13.01.2013 The Sunday Times 15.01.2013 The Guardian
22.01.2013 The Guardian 5. Yazılı Basında GTH
5. Yazılı Basında GTH 16.01.2013 Daily Mail 16.01.2013 The Indepenent
5. Yazılı Basında GTH 16.01.2013 The Guardian 17.01.2013 The Times
5. Yazılı Basında GTH 27.01.2013 Daily Mail 17.01.2013 The Independent
6. Sonuç - Değerlendirme
6. Sonuç - Değerlendirme Bu eğitim kapsamında tarımsal araştırmalar konusunda uluslar arası düzeyde önemi olan bir araştırma kuruluşunda çalışma fırsatı bulunmuş olup; Mineral madde analizi konusunda yöntem ve cihaz kullanımı öğrenilmiş, Mineral Maddelere ilişkin NIT kalibrasyonları geliştirme üzerine çalışılmış, Hububat kalitesine ilişkin daha önce çalışma fırsatım olmayan analizler öğrenilmiş, Halen çalışmakta olduğum TARM-Kalite Değerlendirme ve Gıda Bölümünde yapılan analizlere ilişkin yöntem karşılaştırma fırsatı bulunmuş, Birleşik Krallık ın yönetim yapısı ve araştırma alt yapısı, DEFRA (Çevre, Gıda ve Köy İşleri Bakanlığı) faaliyet alanları incelenmiştir.
TeĢekkürler. Oğuz ACAR www.tarlabitkileri.gov.tr racazugo@hotmail.com