Mykotoxine in Lebens- und Futtermitteln, Saatgut und Fruchtsaft

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Mykotoxine in Lebens- und Futtermitteln, Saatgut und Fruchtsaft

Mykotoxine in Lebens- und Futtermitteln, Saatgut und Fruchtsaft

Was sind Mykotoxine und wieso sind diese problematisch?

Mutterkornpilze und Schimmelpilze können sekundäre Stoffwechselprodukte wie Mykotoxine produzieren (Samyal & Sharma, 2023). Bekannte Arten sind Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Alternaria und Claviceps. Der Verzehr von Mykotoxinen kann unter anderem zu Nerven-, Immun- und Fortpflanzungsstörungen führen. Ernteausfälle durch Mykotoxinkontaminationen verursachen einen finanziellen Schaden von rund 2,4 Milliarden Euro pro Jahr (Janik et al., 2020).

Mykotoxin	Pilz	Lebensmittel	Pathologische Effekte
Aflatoxine (AFL)	Aspergillus flavus, A. parasiticus, A. nomius	Weizen, Walnüsse, Mais, Baumwolle, Erdnüsse, Eier, Milch, Fleisch	Hepatotoxizität, Teratogenität, Immunotoxizität, Karzinogenität
Ochratoxin A (OTA)	A. ochraceus, A. carbonarius, Penicillium verrucosum, P. nordicum	Kaffeebohnen, Hafer, Weizen, Mais, Wein, Trockenfrüchte, Gewürze, Eier, Fleisch	Nephrotoxizität, Hepatotoxizität, Genotoxizität, Teratogenität, Immunotoxizität, Neurotoxizität
Fumonisine (FUM)	F. verticillioides, F. oxysporum, F. nygamai, F. fujikuroi, F. proliferatum	Mais, Sojabohnen, Reis, Spargel, Knoblauch, Erbsen, Ananas, Bananen, Hirse, Zucker	Karzinogenität, Neurotoxizität, Nephrotoxizität, Immuntoxizität, Dermaltoxizität
T-2 Toxin (T-2)	F. sporotrichoides, F. poae, F. acuminatum, F. equiseti	Gerste, Hafer, Weizen	Hauttoxizität, Immunotoxizität, Hepatotoxizität, Neurotoxizität
Deoxynivalenol (DON)	F. graminearum, F. culmorum	Weizen, Mais	Immunotoxizität, Toxizität für das Fortpflanzungssystem, Genotoxizität, gastrointestinale Toxizität, Neurotoxizität
Zearalenon (ZEN)	F. graminearum, F. cerealis, F. culmorum, F. equiseti	Mais, Gerste, Hafer, Hirse, Weizen	Störungen des Reproduktionssystems, Hepatotoxizität, Immunotoxizität, Genotoxizität

Mykotoxine können über verschiedene Wege in Lebensmittel und Futtermittel gelangen.

Bei einer Primärkontamination werden die Rohstoffe von Toxin-bildenden Schimmelpilzen befallen, während bei einer sekundären Kontamination Mykotoxine in Endprodukte gelangen.

Feldpilze (z. B. Fusarium und Trichoderma) befallen Nutzpflanzen vor der Ernte und produzieren Feldtoxine (FUM, T-2, DON, ZEN).
Andere Pilze (z. B. Penicillium und Aspergillus) produzieren während des Transports, der Lagerung und der Weiterverarbeitung sogenannte Lagertoxine (AFL, OTA).

Mykotoxine können sich in Nutztieren anreichern und gelangen so in tierische Lebensmittel (LGL Bayern, 2024). Es gibt verschiedene Methoden zum Nachweis von Mykotoxinen. Eine dieser Methoden ist die Durchflusszytometrie (z. B. Juan-García et al., 2013).

Wie verbreitet sind Mykotoxine?

In seinem World Mycotoxin Survey hat DSM 113.558 Analysen von 23.808 Proben in 95 Ländern durchgeführt. Getestet wurde auf die Mykotoxine AFL, ZEN, OTA, DON, T-2 und FUM. Es zeigte sich, dass je nach Region ein mittleres bis sehr hohes Mykotoxin-Risiko besteht, abhängig von den klimatischen und regionalen Bedingungen. In 61 % der Proben wurde sogar mehr als ein Mykotoxin gefunden. Mais, Getreide und Stroh waren besonders häufig mit Mykotoxinen belastet (bis zu 79% positive Proben) (DSM 2024).

Wie können Produkte auf toxikologische Unbedenklichkeit geprüft werden?

Aufgrund des hohen Verbreitungsgrades von Mykotoxinen und der mit ihnen einhergehenden gesundheitlichen Risiken, ist eine kontinuierliche Überwachung notwendig. Üblicherweise werden zum Nachweis von Mykotoxinen Immunoassays wie ELISA und Lateral-Flow-Assays oder chromatografische Verfahren eingesetzt. Diese Methoden sind zumeist sehr kosten- und/oder zeitintensiv.

Eine neue und höchst innovative Methode für den präzisen Nachweis von Mykotoxinen ist die Durchflusszytometrie mit einem Multiplex-Immunoassay, der durch die SAFIA-Technologie (Suspension Array Fluorescence Immunoassay) in Kombination mit einem Sysmex Partec Durchflusszytometer ermöglicht wird. Hierdurch lassen sich innerhalb von Minuten sechs Mykotxoine pro Probe gleichzeitig quantifizieren – zu einem unschlagbaren Preis!

Literatur:

Janik E, Niemcewicz M, Ceremuga M, Stela M, Saluk-Bijak J, Siadkowski A, Bijak M. Molecular Aspects of Mycotoxins – A Serious Problem for Human Health. Int J Mol Sci. 2020; 21(21):8187. DOI: 10.3390/ijms21218187
Juan-García A, Manyes L, Ruiz MJ, Font G. Applications of flow cytometry to toxicological mycotoxin effects in cultured mammalian cells: a review. Food Chem Toxicol. 2013 Jun;56:40-59. DOI: 10.1016/j.fct.2013.02.005
Nadeem Iqbal, Zalán Czékus, Péter Poór, Attila Ördög. Plant defence mechanisms against mycotoxin Fumonisin B1. Chemico-Biological Interactions, Volume 343, 2021, 109494. DOI: 10.1016/j.cbi.2021.109494
Samyal S, Sharma A. Mycotoxins: Structure, Biosynthesis, Health Effects, and Their Biological Detoxification. In: Singh I, Rajpal VR, Navi SS (eds). Fungal Resources for Sustainable Economy. Springer, Singapore, 2023. DOI: 10.1007/978-981-19-9103-5_18

Internetquellen:

Lebensmittel: Schimmelpilzgifte (Mykotox)
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www.lgl.bayern.de (abgerufen am 04.06.2024)
PrecisionBusinessInsights 2024:
Europe Mycotoxin Testing Market – Industry Growth Analysis
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www.precisionbusinessinsights.com (abgerufen am 08.07.2024)

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