Aarhus Universitets segl

Bioaktive stoffer i rugbrød er måske kræfthæmmende

Hvordan kan det være at mænd, der spiser meget rugbrød, har mindre risiko for at udvikle prostatakræft? Måske er det fordi rug indeholder en gruppe af biologisk aktive stoffer der kaldes benzoxazinoider. Disse stoffer bruger rug til at forsvare sig med ude på marken. I modsætning til dyr, kan planter ikke slås eller løbe væk når de bliver angrebet. I stedet kan de producere nogle ”giftige kemikalier” (=biologisk aktive stoffer) til at forsvare sig med. Benzoxazinoiderne i rug er ikke giftige for mennesker og indledende studier tyder på, at de ligefrem kan hjælpe os med at bekæmpe f.eks. kræftceller. Derfor undersøger forskerne nu rugs kræfthæmmende effekt. Første trin i forskningen er at finde ud af, hvor store mængder af de bioaktive stoffer der er i forskellige fødevarer, og hvorvidt de optages og omdannes i kroppen.

I dette forsøg skal du analysere nogle brødprodukter for deres indhold af de mest relevante benzoxazinoider. Det gør du ved at ekstrahere en prøve og analysere ekstraktet med HPLC-MS i forskningslaboratorier ved Institut for Agroøkologi i Flakkebjerg. Du får mulighed for at arbejde med de samme spørgsmål, metoder og apparaturer, som forskerne. Unge forskere, som til dagligt arbejder med bioaktive stoffer i fødevarer, er vejledere på forløbet. Hvis det er relevant for din opgave, kan du til sammenligning få udleveret forskernes datasæt for lignende forsøg med andre brødprodukter.

OBS! Dette forløb vil først kunne gennemføres i februar og marts 2023

Om forskningsprojektet - Til inspiration

Gymnasiefag

  • Kemi
  • Bioteknologi
  • Øvelsen er lagt an på en kobling til gymnasiefagene biologi eller matematik. Selve koblingen varetages af læreren/eleven, men vi har skitseret nogle opgaveforslag man med fordel kan lade sig inspirere af. Koblingen til andre gymnasiefag (f.eks. samfundsfag) varetages helt af gymnasielæreren/-eleven.

Tidsramme

Forsøget varer 1 hel dag. Der er mulighed for at diskutere resultater og perspektiver under eller efter forsøget.

Deltagerantal

Max 6 elever i alt over to dage. Eleverne inddeles i 2-mandsgrupper. Hver gruppe producerer et datasæt til deling.

Beskrivelse af forløbet

I dette forsøg skal du analysere forskellige brødprøver for deres indhold af de mest relevante benzoxazinoider. Det gør du ved at ekstrahere en prøve og analysere ekstraktet med HPLC-MS. Resultaterne skal du sammenligne med rene standarder af de udvalgte benzoxazinoider og du skal fremstille en standardkurve til at kvantificere ud fra.

En typisk dag ser ud som følgende (tiderne er vejledende):
• 8:30: Ankomst ved hovedindgangen til Aarhus Universitet i Flakkebjerg
• 8.30-9.00: Introduktion til HPLC og øvelsen
• 09.00-12.00: Ekstraktion af brødprøver og fremstilling og analyse af standardkurver.
• 12.00-12.30: Frokost
• 12.30-17.00: Fortsat analyse og hjælp til at tolke resultaterne.
 

Der vil være mulighed for både at spise medbragte madpakker og købe mad i kantinen.

Til læreren og elevens forberedelse

  • Efter optagelse på øvelsen, får eleven tilsendt et skema til udfyldelse inden besøget ved Institut for Agroøkologi. På skemaet skal eleven angive hvilken fagkombination projektet skrives i og hvilke af de mulige brødtyper, de helst vil analysere.
  • Hvis opgaven skrives i biologi, er det muligt at medbringe urinprøver til analyse på forsøgsdagen. Inden besøget får eleven tilsendt instrukser til urinprøvetagning samt prøveglas.
  • Inden besøget skal eleven læse øvelsesvejledningen grundigt igennem. Vi opfordrer også til at forberede evt. spørgsmål til forskeren hjemmefra. En elev der ikke er grundigt forberedt får svært ved at nå at gennemføre øvelsen.

Inspiration til projekter

Kemi/biologi:

Med fagkombinationen kemi/biologi kan det være oplagt at have fokus på optagelse, fordøjelse/omdannelse og udskillelse. Hvad er det for en vej rugbrødet og de biologisk aktive forbindelser fra rugbrødet skal fra man står med sin rugbrødsmad i hånden til de aktive stoffer når ud i kroppen med blodet og derefter urinblæreren?

Udover at analysere de brødprøver der beskrevet i selve øvelsen ovenfor, er det et tilbud til den elev der skriver i kemi/biologi at de får mulighed for at eleven kan medbringe og analysere to urinprøver fra dem selv: én der er taget efter ikke at have spist noget mad med rug i et døgn i træk; og én efter at have spist en masse rug en hel dag (umiddelbart efter 'rugfasten'). Vi vil i så fald sende urinprøveglas til eleven. Vi vil dog gøre opmærksom på at forberedelse af brødprøve og af urinprøve er ret forskellig og kræver derfor et vist praktisk overskud fra elevens side at håndtere begge dele samme dag.

Mere information findes i øvelsesvejledningen Analyse af benzoxazinoider i urinprøver, der er et tillæg til øvelsesvejledningen Analyse af benzoxazinoider i brød. Vi har desværre ingen mulighed for at lave kræft-relaterede prøver med eleverne.

Kemi/matematik:

I fagkombinationen kemi/matematik er det oplagt at arbejde med de spørgsmål forskerne stiller sig selv, når de har deres måledata: ”Hvad kan vi gøre med vores data for bedre at forstå hvad de fortæller os?”, ”Hvorfor kan vi tillade os at gøre sådan med dataene?”, ”Hvad sker der med vores data under databehandlingen?” og ”Hvordan kan vi fortolke resultatet?”.

Når vi som forskere stiller os selv den slags spørgsmål er det forskellige statistiske værktøjer vi tager frem. Et vigtigt statistisk værktøj for os er PCA (=principal component analysis). Man kan forklare udvalgte aspekter af PCA-metodens principper både for talbehandlingen og fortolkning af resultatet. Resultaterne fra brødanalyserne fra forsøget analyseres med PCA-metoden og resultatet fortolkes. For at få et fyldestgørende datasæt kan elevens egne brødanalyser suppleres med forskningsgruppens analyseresultater.

Mere udførlige idéer og relevante links til den matematiske del kan findes i inspirationsarket PCA – Inspiration til matematikfagkobling som er en udvidelse til forsøget Analyse af benzoxazinoider i brød.

Bioteknologi/matematik:

I fagkombinationen bioteknologi/matematik kan lærer og elev med fordel finde en passende kombination af de to ovenstående emnebeskrivelser. Dog har vi ikke mulighed for at levere ekstra urinprøveresultater, som man kan lave statistik på.

Øvelsesvejledninger til download

Forslag til faglige perspektiver

  • Bioaktive stoffer i mad og ’functional foods’
  • Kostvaner og sundhed
  • Mad som medicin

Ansøgning

Sted

Institut for Agroøkologi

AU Flakkebjerg
Forsøgsvej 1
4200 Slagelse

Rollefordeling

Undervisningen er gratis for eleverne og gymnasiet. Universitet afholder alle udgifter til materialer, apparatur og undervisning.

Gymnasieeleven står selv for at arrangere transport, forplejning og evt. overnatning. Mad kan købes til rimelige priser i universitetets kantine.

Universitetsmedarbejdere står for undervisning og støtte i forhold til det udbudte forløb. I et begrænset omfang, kan der blive mulighed for, at tale om aspekter af elevernes problemformuleringer, men kun på besøgsdagen.

Det er gymnasielærerens ansvar at sikre sammenhængen mellem det eksperimentelle forløb og problemformuleringen.

Det er vigtigt, at eleven møder forberedt på dagen hvor forløbet afvikles. Se info herom under beskrivelsen af de enkelte forløb.

Kontaktperson

Lea Kjærgaard Eriksen

Tlf.: 30568147

Email: lke@agro.au.dk