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Mykotoxine sind natürliche sekundäre Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen, die aufgrund ihrer toxischen Wirkung zu den Lebensmittelkontaminanten gehören. Teilweise wirken Mykotoxine auch gegen andere Mikroorganismen, so dass die Abgrenzung zu den Antibiotika nicht immer eindeutig ist. Die Gefährdung des Menschen erfolgt in erster Linie durch den Verzehr kontaminierter, d.h. verschimmelter Lebensmittel. Einige Toxine können auch durch Inhalation oder Hautkontakt resorbiert werden. Die Gefahr der Mykotoxine liegt in ihren chronisch toxischen Eigenschaften Kanzerogenität, Mutagenität und Teratogenität. Akute Vergiftungen mit Symptomen wie Erbrechen und Durchfall werden nur bei Toxinen, die zur Gruppe der Trichothecene gehören, beobachtet. Über Futtermittel werden die Mykotoxine von Tieren aufgenommen und z.T. auf tierische Lebensmittel (Fleisch, Eier, Milch) übertragen. Prinzipiell können auch schimmelpilzgereifte Lebensmittel wie Käse und Wurstprodukte, sowie von Schimmelpilzen erzeugte Enzyme, Vitamine u.a.m. betroffen sein. Die wichtigsten der ca. 300 bekannten Mykotoxine sind Aflatoxine, Citrinin, Patulin, Ochratoxin A, Fumonisine und Trichothecene ( Desoxynivalenol, Nivalenol, T2-Toxin, HT2-Toxin) und Zearalenon. Mykotoxine sind jedoch nicht nur ein Problem für die Gesundheit von Mensch und Tier. In der landwirtschaftlichen Produktion werden durch Schimmelpilzinfektionen weltweit erhebliche Einbußen in Ertrag und Qualität verursacht. Betroffen sind vor allem Getreide, Ölsaaten, Kaffee, Obst, Gemüse und Gewürze. In gemässigteren Klimazonen verursachen vorwiegend die Pilze der Gattung Fusarium den Befall von Mais und Getreide. Die Massnahmen zur Intensivierung und Rationalisierung in der Landwirtschaft begünstigen die Vermehrung der Fusarium-Pilze. Die von ihnen gebildeten Fusarientoxine umfassen die grosse Gruppe der Trichothecene, der Fumonisine und Zearalenon. Besonders häufig werden die Vertreter der B-Trichothecene Desoxynivalenol, und Nivalenol auf Weizen gefunden. Die A-Trichothecene T2-Toxin und HT2-Toxin wurden vor allem in Hafer nachgewiesen. In heisseren Gegenden sind es vor allem die Pilze der Gattung Aspergillus, die Erdnüsse, Pistazien, Feigen, Kaffee, Ölsaaten und Gewürze mit Aflatoxinen, den stärksten oral wirkenden natürlichen Kanzerogenen, kontaminieren.
Aflatoxine (B1, B2, G1, G2) werden ausschliesslich von Aspergillus flavus- und Aspergillus parasiticus-Stämmen gebildet, die besonders gut bei höherer Temperatur und Luftfeuchtigkeit gedeihen. Alle bisherigen Untersuchungen deuten darauf hin, dass Aflatoxin B1 das Haupttoxin ist, das häufig zusammen mit B2 und/oder G1/G2 auftritt. Besonders belastete Lebensmittel sind Erdnüsse, Haselnüsse, Mandeln, Pistazien, Paranüsse, Trockenfrüchte und Gewürze. Werden toxinhaltige (i.d.R. importierte) Futtermittel eingesetzt, kann in Milch und Milchprodukten der hydroxylierte Metabolit Aflatoxin M1 gefunden werden. Aflatoxin B1 ist eines der stärksten bekannten Karzinogene und führte in allen getesteten Versuchstieren zur Bildung von Lebertumoren. Aflatoxin M1 ist nur geringfügig schwächer toxisch, die Krebs erregende Wirkung ist jedoch deutlich reduziert. Für Erdnüsse, Schalen-früchte, getrocknete Früchte und Getreide, die für den direkten Verzehr oder als Lebensmittel-zutat vorgesehen sind, wurden zulässige Höchstgehalte von 2µg/kg Aflatoxin B1 bzw. 4µg/kg als Summenwert für B1+B2+G1+G2 festgesetzt. Für Aflatoxin M1 in Milch gilt der Höchstwert von 0,05µg/kg. Als Höchstmenge für Säuglings- und Kleinkindernahrung gelten nach der Diätverordnung 0,05 µg/kg B1 bzw. 0,01 µg/kg M1.
Citrinin ist ein Mykotoxin, das von vielen Penicillium und Aspergillus-Arten, z.T. gemeinsam mit Ochratoxin A, gebildet wird. Besonders häufig ist Reis mit dem Toxin kontaminiert; es wird aber auch auf anderen Getreidearten und im Brot gebildet. Citrinin besitzt phytotoxische, mutagene, teratogene und kanzerogene Eigenschaften.
Desoxynivalenol (Vomitoxin) gehört zur Gruppe der
B-Trichothecen-Mykotoxine. Es wird von Pilzen der Gattung Fusarium
auf Weizen, Mais, Hafer und Gerste gebildet. Die Infektion findet i.d.R.
auf dem Feld statt und führt zu Ertragseinbußen, Qualitätsminderung,
Problemen bei den Backeigenschaften und beim Bier brauen. In
Futtermitteln bewirkt es bei Tieren Erbrechen, Durchfall,
Nahrungsverweigerung, Entzündungen des Magen-Darm-Traktes u.a.m.. Es
wird im Körper jedoch sehr schnell metabolisiert, so das es nicht zu
einem Carry-Over in Fleischprodukte kommt. In einigen Staaten wurden
Höchstmengen für Getreide zwischen 0,5 und 2 mg/kg festgesetzt. Für
Babynahrung werden Höchstgehalte von 0,1mg/kg angestrebt.
Als Fumonisine werden eine Gruppe von Mykotoxinen und Phytotoxinen bezeichnet, die von Fusarien gebildet werden. Bisher wurden diese Toxine fast ausschliesslich auf Mais nachgewiesen. Durch Infektionen auf dem Feld, besonders nach Mais als Vorfrucht, können jedoch auch andere Getreidearten befallen sein. Im Tierversuch wurde für Fumonisin B1, den Hauptvertreter dieser Toxingruppe, eine kanzerogenen Wirkung bei Ratte und Mäusen festgestellt. Daneben besitzen Fumonisine bei verschiedene Tierarten neuro-, nephro- und pneumotoxische Eigenschaften. Beim Menschen wird ein Zusammenhang mit Leberzell- und Speiseröhrenkrebs diskutiert.
Nivalenol (NIV) gehört zur Gruppe der B-Trichothecen-Mykotoxine, die Stoffwechselprodukte von Pilzen der Gattung Fusarium sind. Es wird vorrangig auf Hafer, Weizen und Gerste gebildet. Nivalenol wirkt stark hämorrhagisch und hautreizend. Der Verzehr kontaminierter Lebensmittel führt zu Benommenheit, Erbrechen und inneren Blutungen, die tödlich sein können. Wie alle Trichothecene, hemmt Nivalenol die Proteinbiosynthese. Die LD50 für die Maus beträgt 4.1mg/kg (i.p.).
Ochratoxin A (OTA), ein chlorierter Naturstoff, kann von verschiedenen Aspergillus und Penicillium-Spezies auf nahezu allen Lebensmitteln vor allem während der Lagerung gebildet werden. Die meisten der OTA-Produzenten können weitere Mykotoxine wie Citrinin und Penicillsäure bilden. OTA besitzt mit eine LD50 von 1mg/kg beim Hund bzw. 0,62mg/kg beim Schwein eine hohe akute Toxizität. Bei chronischer Aufnahme wirkt es schädigend auf Nieren und Immunsystem und im Tierversuch Krebs erregend. Untersuchungen des BgVV zeigen, das neben Getreide und Getreideprodukten, Kaffee und Bier zu den Nahrungsmitteln gehören, die wesentlich zur OTA-Belastung beitragen. Über verschimmelte Futtermittel gelangt OTA in Tiere und letztendlich in Fleisch und tierische Erzeugnisse, jedoch nicht in Rindfleisch und Milch, da OTA im Pansenmagen der Rinder abgebaut wird. Der Wissenschaftliche Lebensmittelauschuss der EU hat die tolerierbare tägliche OTA-Aufnahme auf 5 ng/kg Körpergewicht festgesetzt. Dieser Wert wird nach neuesten Untersuchungen in Deutschland im Durchschnitt nur zu 10% ausgeschöpft. In der EU wird derzeit ein Höchstwert von 3 µg/kg für Lebensmittel diskutiert.
Das Mykotoxin Patulin ist ein Stoffwechselprodukt vieler verschiedener Schimmelpilze wie Penicillium patulum, P urticae, P. chrysogenum, P. roqueforti, Aspergillus clavatus, A. terreus und Byssochlamys nivea, die auf Getreide, Back- und Wurstwaren zu finden sind. Oft wird es zusammen mit Citrinin gebildet. Relativ häufig ist Patulin in angefaultem Obst zu finden und gelangt so in die entsprechenden Obstsäfte. Während der Gärung oder bei Zusatz von SO2 wird Patulin zerstört, so dass Wein und Obstweine i.d.R. frei von Patulin sind. Patulin wirkt schädigend auf das Erbgut, indem es Strangbrüche in der DNS initiiert. Daneben werden SH-haltige Enzyme inaktiviert. Viele europäische Staaten haben die Höchstmenge auf 50µg/L festgesetzt. In Deutschland fehlt eine entsprechende Regelung noch.
siehe Desoxynivalenol
Zearalenon ist ein estrogen wirkendes Mykotoxin, das von verschieden Arten der Gattung Fusarium gebildet wird. Bevorzugtes Substrat der Zearalenon bildenden Pilze sind Mais und Hafer, es können aber auch andere Getreidearten stark befallen sein. Da Zearalenon in einer sehr späten Entwicklungsphase des Pilzes gebildet wird, ist es vor allem in stark verpilztem Getreide zu finden. Höhere Gehalte werden i.d.R. in Mais gefunden, da hier die Entfernung stark befallener Körner nicht so effektiv gelingt wie beim Brotgetreide. Zearalenon ist nicht akut toxisch, es wird jedoch eine karzinogene Wirkung angenommen. Bei Weidetieren bewirkt es Fertilitätsstörungen, Früh- und Todgeburten.
Als Trichothecene werden eine Gruppe von ca. 100 Mykotoxinen bezeichnet, die von Fusarien auf Getreide und Getreideprodukten gebildet werden können. Trichothecene besitzen ein breites Spektrum biologischer Wirkungen - sie können phytotoxisch, insektizid, fungizid, antiviral und cytotoxisch sein. Allen gemeinsam ist die Kontakttoxizität. Generell hemmen Trichothecene die Proteinbiosynthese in Säugetierzellen, z.T. schon ab Konzentrationen von 1ng/ml. Vergiftungen mit Trichothecenen führen zu Erbrechen, Durchfall, Nahrungsverweigerung, Entzündungen des Magen-Darm-Traktes, Beeinträchtigung von Nervenzellen, Herzmuskel, Lymphsystem, Testes, Thymus und Bildung von Gewebsnekrosen. Vergiftungen von Tieren und Menschen wurden in verschiedenen Ländern beschrieben z.B. "moldy-corn-toxicose" in USA, "bean-hull-toxicose" in Japan oder "alimentary toxic aleukia" in der UdSSR. Nach ihrer chemischen Struktur werden die Trichothecene in die Gruppen A-D unterteilt. Wichtige Vertreter sind Nivalenol, Desoxynivalenol, Fusarenon-X, T-2-Toxin und HT-2-Toxin. |