Mykotoxine in Lebensmitteln und Futtermitteln

Mykotoxine sind sekundäre Stoffwechselprodukte, die von Schimmelpilzen gebildet werden und bei Wirbeltieren bereits in geringen Mengen giftig wirken können. Sie können bereits während des Pflanzenanbaus auf dem Feld oder über ungünstige Bedingungen bei der Lagerung, dem Transport oder der Verarbeitung von Lebens- und Futtermitteln entstehen.

 mykotoxine schimmel 01

aflatoxins

Aflatoxin B1, B2, G1, G2

Aflatoxine werden von bestimmten Schimmelpilzen der Gattung Aspergillus gebildet und gehören zu den bisher am besten erforschten Mykotoxinen. Als wichtigste aflatoxinbildende Schimmelpilze gelten die Lagerpilze Aspergillus flavus und Aspergillus parasiticus.

Für ein optimales Wachstum und eine optimale Stoffwechselaktivität benötigen die meisten Aflatoxin-bildenden Schimmelpilze Temperaturen von 25 bis 40 °C sowie ein feuchtes Klima. Sie wachsen somit bevorzugt in tropischen subtropischen Regionen. Aus diesem Grund sind vorranging importierte pflanzliche Lebensmittel mit Aflatoxinen belastet. Ein hohes Gefährdungspotenzial besitzen insbesondere Schalenfrüchte wie zum Beispiel Erdnüsse, Paranüsse und Pistazien. Des Weiteren sind auch Hirse, Weizen, Gewürze, Reis, Sojabohnen, Feigen, Mandeln, Haselnüsse und Muskatnüsse häufig mit Aflatoxinen belastet. Durch Verfütterung aflatoxinhaltiger Futtermittel (insbesondere Getreide) gelangen die Mykotoxine auch in tierische Produkte (Carry-over-Effekt). Durch den Stoffwechsel der Nutztiere wird Aflatoxin B1 zu Aflatoxin M1 umgewandelt und kann in Milch und einigen Milchprodukten nachgewiesen werden.

Toxikologische Untersuchungen haben gezeigt, dass die Verbindung Aflatoxin B1 bereits in sehr geringen Konzentrationen kanzerogen wirkt. Aflatoxin B1 wird dabei im Organismus durch bestimmte Enzyme des Fremdstoffmetabolismus, den Cytochrom P450 abhängigen Monooxygenasen, in ein hochreaktives Epoxid umgewandelt, das an die DNA binden und über eine dadurch resultierende Störung des Zellzyklus zur Entstehung von Krebs führen kann. 1

Ochratoxin A

Auch Ochratoxin A (OTA) wird von typischen Lagerpilzen der Gattung Aspergillus und Penicillium gebildet. OTA kann insbesondere in Kaffee, Kakao, Trauben, Getreide und Gewürzen sowie vereinzelt auch in Schalenfrüchten und aus diesen Lebensmitteln hergestellten Erzeugnissen nachgewiesen werden.

Fusarientoxine

Bei den Fusarientoxinen handelt es sich hingegen um Toxine, die von typischen Feldpilzen der Gattung Fusarium produziert werden. Eine Kontamination von Lebensmitteln mit Fusarientoxinen tritt daher bereits während des Wachstums der Pflanze auf dem Feld auf. Die Fusarientoxine Deoxynivalenol, Zearalenon und Fumonisine werden häufig in Getreide und Mais nachgewiesen.

Patulin

Patulin ist ein sekundäres Stoffwechselprodukt verschiedener Schimmelpilze der Gattungen Penicillium, Aspergillus, Byssochlamys sowie Paecilomyces. Es wird vorranging in Apfelerzeugnissen und anderen Kernobstprodukten gefunden.

Rechtliche Bestimmungen und Mykotoxin-Höchstgehalte

Um einen hohen Verbraucherschutz zu gewährleisten sind auf europäischer Ebene durch die Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 vom 19.12.2006 rechtlich verbindliche Höchstgehalte für Aflatoxine (Aflatoxin B1, Aflatoxin M1, Summe der Aflatoxine B1, B2, G1 und G2), Ochratoxin A, Patulin und Fusarientoxine wie Deoxynivalenol oder Zearalenon in verschiedenen Lebensmittel und Lebensmittelgruppen festgelegt. Für Lebensmittel, die nicht in den Geltungsbereich dieser Verordnung fallen, regelt die nationale Kontaminantenverordnung (KmV) ergänzende Höchstgehalte.

Sofern für ein bestimmtes Produkt im Einzelfall keine spezifischen Höchstgehalte angewendet werden können, kann für das betroffene Lebensmittel eine gesundheitliche Risikobewertung durchgeführt werden. Von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) wurde zum Beispiel für Ochratoxin A eine tolerierbare wöchentliche Aufnahme (TWI, tolerable weekly intake) von 120 ng/Kg Körpergewicht abgeleitet. Der TWI beschreibt diejenige Menge, die von einer Substanz verteilt über eine gesamte Woche ein ganzes Leben lang aufgenommen werden kann, ohne dass ein merkliches Risiko für die Gesundheit auftritt.

Die Neigung zur Nesterbildung, d. h. die punktuelle Belastung durch einen Schimmelpilzbefall insbesondere bei großen Chargen und Partien, stellt eine besondere Herausforderung für die Analytik und rechtliche Bewertung der Ergebnisse dar. Damit die Analysenergebnisse einzelner Laborproben auch für größere Partien repräsentativ sind, werden daher durch die Verordnung (EG) Nr. 401/2006 (Mykotoxin-Kontroll-Verordnung) spezielle Probenahmeverfahren für die amtliche Kontrolle des Mykotoxingehalts in Lebensmitteln vorgeschrieben.

 Analytik im ifp

Das ifp Institut für Produktqualität bietet eine umfassende Analytik von Mykotoxinen in Lebensmitteln an. Die Probe wird zerkleinert, extrahiert und in Abhängigkeit vom Analyten anschließend über Immunaffinitätssäulen (IAC) aufgereinigt. An das Gel der Immunaffinitätssäulen sind spezifische monoklonale Antikörper gekoppelt, welche die Mykotoxine spezifisch binden. Nach verschiedenen Reinigungsschritten werden die Mykotoxine mit einem Lösemittel eluiert und entweder mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) gekoppelt mit einem Fluoreszenzdetektor oder über die LC-MS/MS bestimmt.

Folgende Dienstleistungen bietet das ifp an:

  • Aflatoxin B1, B2, G1, G2 (AFB)*
  • Aflatoxin M1 (AFM)*
  • Ochratoxin A (OTA)*
  • 15-acetyl deoxynivalenol (15 Ac-DON)**
  • 3-acetyl deoxynivalenol (3 Ac-DON)**
  • Deoxynivalenol (DON)**
  • Diacetoxyscirpenol (DAS)**
  • Fusarenone X**
  • Zearalenone (ZEA)**
  • Fumonisin B1, B2**
    T2 and HT2 toxin**
  • Patulin**
  • Nivalenol (NIV)**

*HPLC = Hochleistungsflüssigkeitschromatographie / FLD = Fluoreszenzdetektion
**LC-MS/MS = Flüssigkeitschromatographie / Tandem-Quadrupol

Darüber hinaus bieten wir unseren Kunden:

  • Beratung zur Probennahme und Analytik
  • rechtliche Bewertung der Analysenergebnisse nach europäischem und nationalem Recht

Quellen:
Gisela H. Degen. Mykotoxine in Lebensmitteln: Vorkommen, Bedeutung und gesundheitliches Risiko. Bundesgesundheitsblatt 2017, 60:745-756
Prof. Dr. H. J. Buckenhüskes. DLG-Expertenwissen 02/2016: Mykotoxine im Fokus. 2016
1 Marchese et. al. Aflatoxin B1 and M1: Biological Properties and Their Involvement in Cancer Development. Toxins 2018, 10, 214