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Mykotoxine sind giftige Verbindungen, die von bestimmten Schimmelpilzen produziert werden und Ernten sowie Lebensmittel kontaminieren können. Sie stellen erhebliche Gesundheitsrisiken für Menschen und Tiere dar. Dieser FAQ-Bereich deckt vieles ab, was Sie über Mykotoxine wissen müssen: von allgemeinen Informationen über Mykotoxine bis hin zu deren Regulierung und Kontrolle sowie den verschiedenen Methoden, die zur Analyse verwendet werden. Das Verständnis dieser Aspekte ist entscheidend für die Gewährleistung der Sicherheit von Lebens- und Futtermitteln.

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Mykotoxine sind giftige sekundäre Stoffwechselprodukte, die von Schimmelpilzen produziert werden. Es gibt Hunderte von Mykotoxinen, von denen einige als Antibiotika verwendet werden (Penicillin), andere sind für die Gesundheit von Menschen und Tier gefährlich (z. B. Aflatoxine), wenn sie eingenommen oder eingeatmet werden. Mykotoxine finden sich häufig in landwirtschaftlichen Erzeugnissen (Mais, Weizen, Gerste, Nüsse, Gewürze, Trockenfrüchte, Äpfel, Kaffeebohnen usw.).

Sekundärmetaboliten sind natürliche Produkte, die hauptsächlich von Bakterien, Pilzen, Pflanzen und Algen produziert werden und die für den Organismus nicht essentiell oder direkt am Wachstum, der Entwicklung und der Fortpflanzung des Organismus beteiligt sind. Sie haben verschiedene Funktionen, die dem Organismus, der sie produziert, Vorteile verschaffen können, wie z. B. Abwehrmechanismen, Anziehungskraft, Wettbewerb oder Signalwirkung.

Der Wissenschaft sind Hunderte von Mykotoxinen bekannt, die von verschiedenen Pilzarten produziert werden. Im Bereich der Lebensmittel- und Futtermittelsicherheit wird jedoch nur eine Teilmenge dieser aufgrund ihrer Häufigkeit und der Schwere ihrer gesundheitlichen Auswirkungen regelmäßig getestet. Die am meisten untersuchten und für die Lebensmittelsicherheit und die Gesundheit von Mensch und Tier wichtigsten Mykotoxine sind:

  • Aflatoxine (produziert von Aspergillus-Arten)
  • Ochratoxin A (produziert von Aspergillus- und Penicillium-Arten)
  • Fumonisine (produziert von Fusarium-Arten)
  • Zearalenon (produziert von Fusarium-Arten)
  • Trichothecene (einschließlich Deoxynivalenol, Nivalenol, T-2-Toxin und HT-2-Toxin, produziert von Fusarium-Arten)
  • Patulin (produziert von Penicillium-, Aspergillus- und Byssochlamys-Arten)
  • Citrinin (produziert von Penicillium- und Aspergillus-Arten)
  • Mutterkornalkaloide (produziert von Claviceps-Arten)

Diese gehören zwar zu den wichtigsten, aber es ist wichtig zu wissen, dass auch andere Mykotoxine Risiken bergen können, je nach Region, Klima und Art der betroffenen Pflanzen oder Futtermittel. Routinetests konzentrieren sich in der Regel auf diese Hauptmykotoxine, da ihre Auswirkungen auf die Gesundheit bekannt sind, sie eine wichtige Rolle bei der Regulierung spielen und sie in kontaminierten Lebens- und Futtermitteln weit verbreitet sind.

Zu den weniger häufig diskutierten, aber dennoch potenziell schädlichen Mykotoxinen gehören:

  • Alternariol und Alternariol-Monomethylether (produziert von Alternaria-Arten): Diese Toxine finden sich häufig in Obst, Gemüse und Getreide. Sie sind auf ihre genotoxischen und mutagenen Eigenschaften hin untersucht worden.
  • Sterigmatocystin (produziert von Aspergillus-Arten): Sterigmatocystin, eine Vorstufe von Aflatoxin, ist krebserregend und kommt in verschiedenen Getreidesorten und anderen Pflanzenprodukten vor.
  • Enniatine (produziert von Fusarium-Arten): Hierbei handelt es sich um zyklische Hexadepsipeptide, die antibiotische Eigenschaften haben können, aber auch als giftig gelten und in Getreide und Getreideprodukten gefunden wurden.
  • Moniliformin (produziert von Fusarium-Arten): Das hauptsächlich in Mais und anderen Getreidesorten vorkommende Moniliformin ist für seine akute Toxizität bekannt, die insbesondere das Herz-Kreislauf-System beeinträchtigt.
  • Cyclopiazonsäure (produziert von Aspergillus- und Penicillium-Arten): Dieses Toxin wird häufig mit verunreinigtem Käse und anderen Milchprodukten sowie mit Getreide und Nüssen in Verbindung gebracht. Es handelt sich um ein Neurotoxin, das Leber- und Nierenschäden verursachen kann.
  • Penicillinsäure (produziert von Penicillium- und Aspergillus-Arten): Dieses Mykotoxin findet sich in verschiedenen schimmeligen Lebensmitteln, darunter Getreide und Nüsse und ist für seine mögliche Karzinogenität bekannt.
  • Gliotoxin (produziert von Aspergillus-Arten): Gliotoxin ist für seine immunsuppressiven Eigenschaften bekannt und wird häufig im Zusammenhang mit seiner Rolle bei Infektionen, insbesondere bei immungeschwächten Personen, untersucht.
  • RoquefortinC (produziert von Penicillium-Arten): Dieses Toxin, das häufig mit Blauschimmelkäse in Verbindung gebracht wird, kann neurotoxisch sein, und obwohl es in der Regel in geringen Konzentrationen in Lebensmitteln vorkommt, ist es in schimmeligen Produkten ein Grund zur Sorge.

Mykotoxine sind toxische Verbindungen, die von bestimmten Pilzarten produziert werden und Lebens- und Futtermittel verunreinigen können, was erhebliche Gesundheitsrisiken für Mensch und Tier mit sich bringt. Mehrere Faktoren machen Mykotoxine gefährlich:

  • Toxizität: Mykotoxine können akute toxische Symptome wie Erbrechen, Durchfall und Bauchschmerzen verursachen. Eine chronische Belastung kann zu Leber- und Nierenschäden, Immunsuppression und einem erhöhten Krebsrisiko führen. Einige Mykotoxine können auch das Nervensystem, den Hormonhaushalt und das Fortpflanzungssystem beeinträchtigen.
  • Stabilität und Beständigkeit: Mykotoxine sind sehr stabil und können Lebensmittelverarbeitungsprozessen standhalten, so dass es schwierig ist, sie aus kontaminierten Lebensmitteln zu entfernen.
  • Prävalenz: Mykotoxine können eine Vielzahl von landwirtschaftlichen Erzeugnissen kontaminieren, darunter Getreide, Nüsse, Gewürze, Früchte und Tierfutter. Sie können an mehreren Stellen in die Nahrungskette gelangen, von der Pflanzenproduktion und Ernte bis zur Lagerung und Verarbeitung.
  • Auswirkungen auf Lebensmittelsicherheit und Wirtschaft: Verunreinigte Lebensmittel können zu lebensmittelbedingten Krankheiten und Krankheitsausbrüchen führen. Wirtschaftliche Verluste aufgrund von Ernte- und Produktverweigerung, verminderter Produktivität der Tiere und Kosten für Tests und Abhilfemaßnahmen.
  • Regulatorische Herausforderungen: Der Nachweis und die Regulierung von Mykotoxinen erfordern fortschrittliche Analysemethoden und eine konsequente Überwachung, die sehr ressourcenintensiv sein kann.
  • Umweltfaktoren: Der Klimawandel und die landwirtschaftlichen Praktiken können das Pilzwachstum und die Mykotoxinproduktion beeinflussen, wodurch sich das Kontaminationsrisiko erhöhen kann. Angesichts dieser Faktoren erfordert der Umgang mit Mykotoxinkontaminationen strenge landwirtschaftliche Praktiken, regelmäßige Überwachung und fortschrittliche Lebensmittelsicherheitsprotokolle, um die Exposition zu minimieren und die öffentliche Gesundheit zu schützen.

Mykotoxine können ein breites Spektrum an schädlichen Auswirkungen auf Mensch und Tier haben, je nach Art des Mykotoxins, der Höhe und Dauer der Exposition und der Anfälligkeit des Individuums oder der Tierart:

Akute Toxizität:

  • Übelkeit und Erbrechen: Zu den unmittelbaren Reaktionen können Magen-Darm-Beschwerden wie Übelkeit, Erbrechen und Bauchschmerzen gehören.
  • Diarrhö: Einige Mykotoxine können schweren Durchfall verursachen.
  • Probleme mit den Atemwegen: Das Einatmen von Mykotoxinen kann zu Atembeschwerden wie Husten, Keuchen und Atemnot führen.
  • Verminderte Futteraufnahme: Tiere, die Mykotoxinen ausgesetzt sind, zeigen häufig verminderten Appetit und Futterverweigerung.
  • Neurologische Symptome: Einige Mykotoxine können Zittern, Krampfanfälle und andere neurologische Symptome hervorrufen.

Chronische Toxizität:

  • Krebs: Einige Mykotoxine (z. B. Aflatoxine) sind stark krebserregend und können das Risiko von Leberkrebs erhöhen.
  • Unterdrückung des Immunsystems: Mykotoxine (z. B. Ochratoxin A und Aflatoxine) können das Immunsystem schwächen und machen den Menschen anfälliger für Infektionen.
  • Schädigung von Nieren und Leber: Mykotoxine (z. B. Ochratoxin A und Aflatoxine) können mit der Zeit erhebliche Schäden an Leber und Nieren verursachen.
  • Neurotoxizität: Mykotoxine (z. B. Fumonisine) können das Nervensystem beeinträchtigen und zu neurologischen Symptomen und Entwicklungsstörungen führen.
  • Geringeres Wachstum und geringere Gewichtszunahme: Eine chronische Belastung mit Mykotoxinen kann bei Nutztieren zu schlechten Wachstumsraten und geringerer Gewichtszunahme führen.
  • Fortpflanzungsprobleme: Einige Mykotoxine (z. B. Zearalenon) können den Hormonhaushalt stören und zu Fortpflanzungsproblemen, einschließlich Unfruchtbarkeit, spontanen Fehlgeburten und Geburtsfehlern führen.
  • Unterdrückung des Immunsystems: Die Exposition gegenüber Mykotoxinen kann zu einer Schwächung des Immunsystems führen, wodurch der Körper anfälliger für Infektionen und Krankheiten wird.
  • Reizung von Haut und Schleimhäuten: Direkter Kontakt mit Mykotoxinen kann zu Hautreizungen, Hautausschlägen und Dermatitis führen.
  • Geringere Milch- und Eierproduktion: Eine Mykotoxinexposition kann zu einer verringerten Milchproduktion bei Milchkühen und einer verringerten Eierproduktion bei Geflügel führen.

Die Gesamtauswirkungen von Mykotoxinen auf Mensch und Tier können schwerwiegend sein und zu erheblichen gesundheitlichen Problemen und wirtschaftlichen Verlusten führen. Die Verhinderung und Bewältigung von Mykotoxinkontaminationen in Lebens- und Futtermitteln ist für den Schutz der Gesundheit und die Gewährleistung der Lebensmittelsicherheit von entscheidender Bedeutung.

Kulturpflanzen können auf verschiedenen Wegen mit Schimmelpilzen und Mykotoxinen kontaminiert werden:

Umweltbedingungen:

  • Feuchtigkeit: Eine hohe Luftfeuchtigkeit und ein hoher Feuchtigkeitsgehalt aufgrund unsachgemäßer Trocknung und Lagerung von Feldfrüchten schaffen ein ideales Umfeld für Schimmelwachstum und Mykotoxinbildung.
  • Temperatur: Warme Temperaturen begünstigen oft die Schimmelbildung. Temperaturschwankungen können auch zur Kondensation beitragen und den Feuchtigkeitsgehalt erhöhen.
  • Wetterereignisse: Extreme Witterungsbedingungen wie starke Regenfälle, Überschwemmungen und Dürreperioden können die Kulturpflanzen belasten und sie anfälliger für Schimmelpilzbefall machen.

Kontamination vor der Ernte:

  • Infiziertes Saatgut und Boden: Schimmelpilze können im Boden oder auf dem Saatgut vorhanden sein und zu einer Infektion führen, wenn die Pflanze wächst.
  • Schädigung durch Insekten: Insekten können Nutzpflanzen schädigen und Eintrittspforten für Schimmelpilze schaffen. Einige Insekten tragen auch Schimmelsporen und übertragen sie auf Pflanzen.
  • Pflanzenstress: Pflanzen, die aufgrund von Nährstoffmangel, Trockenheit oder anderen Faktoren unter Stress stehen, sind anfälliger für Schimmelpilzinfektionen.

Erntepraktiken:

  • Verspätete Ernte: Eine Verzögerung der Ernte kann das Risiko einer Schimmelpilzkontamination erhöhen.
  • Mechanische Beschädigung: Grobe Behandlung während der Ernte kann die Pflanzen beschädigen und sie anfälliger für Schimmelpilzinfektionen machen.

Handhabung und Lagerung nach der Ernte:

  • Unsachgemäße Trocknung: Eine unzureichende Trocknung der Pflanzen vor der Lagerung kann dazu führen, dass sie einen hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen, was zu Schimmelbildung führt.
  • Schlechte Lagerbedingungen: Lagerräume, die nicht richtig belüftet sind, eine hohe Luftfeuchtigkeit aufweisen oder nicht ausreichend gereinigt werden, können Schimmelbefall begünstigen.
  • Kontaminierte Lagereinrichtungen: Bei früherem Befall können Schimmelpilzsporen in den Lagerräumen zurückbleiben, die neue Ernten kontaminieren können.

Verarbeitung und Transport:

  • Kreuzkontamination: Während der Verarbeitung können Pflanzen durch den Kontakt mit kontaminierten Geräten oder Oberflächen kontaminiert werden.
  • Ungeeignete Transportbedingungen: Schlechte Transportbedingungen, wie hohe Luftfeuchtigkeit oder Temperaturschwankungen, können Schimmelwachstum und Mykotoxinbildung während des Transports begünstigen.

Biologische Faktoren:

  • Natürliche Mikroflora: Einige Schimmelpilze kommen natürlicherweise auf Nutzpflanzen vor und können unter günstigen Bedingungen Mykotoxine produzieren.
  • Konkurrierende Mikroorganismen: Das Vorhandensein anderer Mikroorganismen kann das Wachstum von Mykotoxin produzierenden Schimmelpilzen entweder hemmen oder fördern.

Die Vermeidung von Schimmelpilz- und Mykotoxinkontaminationen erfordert ein sorgfältiges Management der Umweltbedingungen, angemessene landwirtschaftliche Praktiken, wirksame Lagerungslösungen und häufige prozessbegleitende Kontrollen.

Verschiedene Körner können mit verschiedenen Mykotoxinen kontaminiert sein, die jeweils von spezifischen Pilzen produziert werden. Die Kontamination dieser Körner mit bestimmten Mykotoxinen hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Art des vorhandenen Pilzes, die Umweltbedingungen und die landwirtschaftlichen Verfahren.

Im Folgenden finden Sie einen Überblick über die gängigsten Getreidearten und die Mykotoxine, für die sie anfällig sind:

  • Mais: Aflatoxine, Fumonisine, DON, Zearalenon, Ochratoxin A
  • Weizen: DON, Zearalenon, Ochratoxin A, T-2 und HT-2 Toxine
  • Gerste: DON, Zearalenon, Ochratoxin A, T-2 und HT-2 Toxine
  • Hafer: DON, Zearalenon, Ochratoxin A, T-2 und HT-2 Toxine
  • Reis: Aflatoxine, Ochratoxin A, DON
  • Sorghum: Aflatoxine, Fumonisine, DON, Zearalenon
  • Roggen: DON, Zearalenon, Ochratoxin A, Ergotalkaloide

Aflatoxin B1 gilt als das gefährlichste Mykotoxin. Es ist bereits in sehr geringen Mengen hochgiftig, krebserregend und kann sowohl bei Menschen als auch bei Tieren schwere akute und chronische Gesundheitsschäden, einschließlich Leberkrebs, verursachen.

Je nach Kontaminationsgrad können alle Mykotoxine bei Aufnahme schwere gesundheitliche Folgen haben.

Darüber hinaus kann das Vorhandensein mehrerer Mykotoxine zu synergistischen Effekten führen, bei denen die kombinierte Wirkung größer ist als die Summe der Einzelwirkungen. Dies bedeutet, dass eine gleichzeitige Exposition gegenüber verschiedenen Mykotoxinen zu schwerwiegenderen gesundheitlichen Folgen führen kann, was die Risikobewertung und das Management von Mykotoxinkontaminationen in Lebens- und Futtermitteln erschwert.

So hat die Forschung gezeigt, dass die Kombination von Aflatoxinen und Fumonisinen im Vergleich zu jedem einzelnen Mykotoxin zu einer erhöhten Lebertoxizität und einem erhöhten Krebsrisiko führen kann. Wenn diese Mykotoxine zusammen auftreten, können sie sich gegenseitig in ihren Entgiftungsprozessen im Körper behindern, was zu höheren Toxizitätswerten und schwerwiegenderen gesundheitlichen Auswirkungen führt. Deoxynivalenol (DON) und Zearalenon kommen häufig zusammen in Getreidekörnern vor und können durch ihre Wechselwirkung die Immunsuppression und Reproduktionstoxizität verstärken.

Je nach Region können verschiedene Mykotoxine in unterschiedlichen Kulturpflanzen vorkommen.

Das Auftreten von Mykotoxinen ist je nach Region unterschiedlich und hängt eng mit dem Klima und den spezifischen Kulturen zusammen, die in diesen Gebieten angebaut werden.

Aflatoxine

  • Regionen: Vorwiegend in tropischen und subtropischen Regionen wie Afrika, Südostasien und Südamerika zu finden.
  • Rohstoffe: Mais, Erdnüsse, Baumwollsamen, Baumnüsse und bestimmte Gewürze. Aflatoxine können auch in Milch und Molkereiprodukten vorkommen, die durch kontaminierte Futtermittel von Milchtieren verzehrt werden.

Trichothecene (einschließlich Deoxynivalenol)

  • Regionen: Sie kommt in gemäßigten Regionen vor, darunter in Nordamerika, Europa und Teilen Asiens.
  • Rohstoffe: Getreidesorten wie Weizen, Gerste, Hafer und Mais.

Ochratoxin A

  • Regionen: Sie kommt weltweit vor, ist aber in gemäßigten Regionen wie Europa und Nordamerika häufiger anzutreffen.
  • Rohstoffe: Getreide (Weizen, Gerste, Hafer), Kaffee, Trockenfrüchte, Wein, Trauben und Gewürze.

Fumonisine

  • Regionen: Häufig anzutreffen in Regionen, in denen Mais ein Grundnahrungsmittel ist, z. B. in Amerika, Afrika und Teilen Asiens.
  • Rohstoffe: Mais und Erzeugnisse auf Maisbasis.

Zearalenon

  • Regionen: Sie kommt weltweit vor, insbesondere in gemäßigten Klimazonen wie Europa, Nordamerika und Teilen Asiens.
  • Rohstoffe: Mais, Weizen, Gerste, Hafer und andere Getreidesorten.

Der Klimawandel hat einen erheblichen Einfluss auf die Produktion und Verbreitung von Mykotoxinen. Höhere Temperaturen können die Wachstumsraten einiger Pilze beschleunigen. So gedeihen beispielsweise Arten wie Aspergillus und Fusarium, die Aflatoxine und Fumonisine produzieren, unter warmen Wetterbedingungen. Folglich können Regionen, die bisher für bestimmte Mykotoxin produzierende Pilze zu kühl waren, bei steigenden Temperaturen geeignet werden. Das Pilzwachstum und die Mykotoxinproduktion werden auch stark von der Feuchtigkeit beeinflusst. Erhöhte Luftfeuchtigkeit und veränderte Niederschlagsmuster können günstigere Bedingungen für die Mykotoxinbildung schaffen. Extreme Witterungsbedingungen wie Dürren, gefolgt von Stürmen, starken Regenfällen und Überschwemmungen können die Pflanzen ebenfalls stressen und/oder schädigen und sie anfälliger für Pilzinfektionen machen.

Aflatoxin ist eine Art von Mykotoxin, das von bestimmten Arten von Aspergillus-Pilzen, insbesondere Aspergillus flavus und Aspergillus parasiticus, produziert wird. Diese Pilze können eine Vielzahl von Kulturpflanzen kontaminieren, insbesondere solche, die unter warmen und feuchten Bedingungen gelagert werden. Zu den häufigsten und am stärksten von Aflatoxin betroffenen Nutzpflanzen gehören Erdnüsse, Mais, Nüsse und einige Gewürze.

Es gibt verschiedene Arten von Aflatoxinen, aber die wichtigsten in Bezug auf Toxizität und Häufigkeit des Auftretens sind die Aflatoxine B1, B2, G1 und G2. Aflatoxin B1 ist das giftigste Aflatoxin und ein starkes Karzinogen, das insbesondere mit Leberkrebs bei Mensch und Tier in Verbindung gebracht wird. Aflatoxine können durch den Verzehr kontaminierter Lebensmittel aufgenommen werden, aber auch durch Einatmen oder Hautkontakt mit kontaminierten Stäuben oder Materialien in den Körper gelangen.

Die Auswirkungen von Aflatoxin auf die Gesundheit können je nach Grad und Dauer der Exposition unterschiedlich sein. Eine akute Aflatoxinvergiftung (Aflatoxikose) kann zu Leberschäden, Unterdrückung des Immunsystems und in schweren Fällen zum Tod führen. Eine chronische Exposition, selbst bei niedrigeren Konzentrationen, ist mit einem höheren Risiko für Leberkrebs und andere langfristige Gesundheitsprobleme verbunden.

Wegen der schwerwiegenden Auswirkungen auf die Gesundheit ist der Aflatoxingehalt in Lebens- und Futtermitteln in vielen Ländern streng geregelt. Die Überwachung und Kontrolle der Aflatoxinkontamination ist ein wichtiger Aspekt der Lebensmittelsicherheit, insbesondere in Regionen, in denen die Bedingungen das Wachstum von Aspergillus-Pilzen begünstigen.

Weitere Informationen finden Sie unterhttps://www.romerlabs.com/en/library/knowledge/detail/what-is-aflatoxin

Deoxynivalenol (DON), auch bekannt als Vomitoxin, ist ein Mykotoxin, das von bestimmten Arten des Fusarium-Pilzes, vor allem Fusarium graminearum und Fusarium culmorum, produziert wird. Diese Pilze kontaminieren in der Regel Getreidekulturen wie Weizen, Gerste, Hafer, Mais und Roggen, insbesondere in Regionen mit kühlen und feuchten Wachstumsbedingungen.

Deoxynivalenol gehört zu einer größeren Gruppe von Mykotoxinen, die als Trichothecene bekannt sind und für ihre Fähigkeit bekannt sind, die Proteinsynthese in Zellen zu hemmen, was zu verschiedenen toxischen Wirkungen führt. Zu den auffälligsten Symptomen einer DON-Exposition bei Mensch und Tier gehören Übelkeit, Erbrechen, Durchfall, Bauchschmerzen und in schweren Fällen eine Unterdrückung des Immunsystems. Aus diesem Grund wird es oft als "Vomitoxin" bezeichnet.

Obwohl DON weniger akut toxisch ist als einige andere Mykotoxine, kann sein Vorhandensein in Lebens- und Futtermitteln dennoch erhebliche Probleme verursachen, insbesondere bei Nutztieren, wo es zu einer verringerten Futteraufnahme, Wachstumsverzögerungen und geringerer Produktivität führen kann. Beim Menschen kann eine chronische Exposition gegenüber geringen DON-Mengen durch kontaminierte Lebensmittel zu Magen-Darm-Problemen und Immunsuppression führen.

Aufgrund dieser gesundheitlichen Bedenken haben viele Länder Grenzwerte für den DON-Gehalt in Lebens- und Futtermitteln festgelegt. Die Überwachung und Kontrolle der DON-Kontamination ist für die Aufrechterhaltung der Lebensmittelsicherheit und den Schutz sowohl der menschlichen Gesundheit als auch der Agrarwirtschaft von entscheidender Bedeutung.

Weitere Informationen finden Sie unter https://www.romerlabs.com/en/library/knowledge/detail/what-is-deoxynivalenol

Ochratoxin A (OTA) ist ein Mykotoxin, das von mehreren Pilzarten produziert wird, vor allem von Aspergillus ochraceus und Penicillium verrucosum. Diese Pilze können ein breites Spektrum von Lebensmitteln kontaminieren, darunter Getreide (wie Weizen, Gerste und Hafer), Kaffee, Trockenfrüchte, Wein, Traubensaft und bestimmte Gewürze. Die Kontamination erfolgt in der Regel während der Lagerung, insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit und Temperatur.

Ochratoxin A ist aufgrund seiner nephrotoxischen Wirkungen besonders besorgniserregend, das heißt, es kann die Nieren schädigen. Neben der nephrotoxischen Wirkung ist OTA nachweislich auch karzinogen, immunsuppressiv und teratogen (verursacht Entwicklungsstörungen). Eine chronische Exposition gegenüber niedrigen OTA-Konzentrationen wird mit einem höheren Risiko für Nierenerkrankungen in Verbindung gebracht, einschließlich einer Erkrankung, die als endemische Balkan-Nephropathie bekannt ist und in bestimmten Regionen Europas weit verbreitet ist.

Ochratoxin A kann sich in der Nahrungskette anreichern, insbesondere in tierischen Erzeugnissen wie Fleisch und Milch, wenn das Vieh kontaminierte Futtermittel verzehrt. Dieses Potenzial zur Bioakkumulation wirft zusätzliche Fragen zur Lebensmittelsicherheit auf.

Angesichts der Gesundheitsrisiken von Ochratoxin A haben Regulierungsbehörden in vielen

Ländern Grenzwerte für den zulässigen Gehalt von OTA in Lebens- und Futtermitteln festgelegt. Die Überwachung und Kontrolle der Ochratoxin-A-Kontamination ist ein wichtiger Bestandteil von Lebensmittelsicherheitsprogrammen, insbesondere in Branchen, die mit Risikoprodukten wie Getreide, Kaffee, Wein und Trockenfrüchten arbeiten.

Weitere Informationen finden Sie unter https://www.romerlabs.com/en/library/knowledge/detail/what-is-ochratoxin

Zearalenon (ZEA) ist ein Mykotoxin, das von verschiedenen Arten von Fusarium-Pilzen produziert wird, vor allem von Fusarium graminearum, Fusarium culmorum und Fusarium crookwellense. Diese Pilze befallen häufig Getreidekulturen wie Mais, Weizen, Gerste, Hafer und Sorghum, insbesondere unter kühlen, feuchten Bedingungen während der Wachstums- und Erntezeit.

Zearalenon ist für seine östrogene Wirkung bekannt, d. h. es kann das Hormon Östrogen bei Tieren und Menschen nachahmen. Dies kann zu Fortpflanzungsproblemen führen, insbesondere bei Nutztieren, bei denen die Exposition gegenüber mit Zearalenon kontaminiertem Futter Symptome wie Unfruchtbarkeit, verringerte Fruchtbarkeitsraten, Anschwellen der Fortpflanzungsorgane und anormale Fortpflanzungszyklen verursachen kann. Schweine reagieren besonders empfindlich auf die Auswirkungen von Zearalenon, aber auch andere Tiere, einschließlich Rinder und Geflügel, können betroffen sein.

Zearalenon ist zwar weniger akut toxisch als einige andere Mykotoxine, doch seine hormonähnliche Wirkung birgt erhebliche Risiken, insbesondere bei chronischer Exposition. Beim Menschen werden die potenziellen gesundheitlichen Auswirkungen noch untersucht, aber es bestehen Bedenken hinsichtlich der langfristigen Auswirkungen des Verzehrs von mit Zearalenon kontaminierten Lebensmitteln, vor allem in Regionen, in denen die Exposition höher ist.

Zum Schutz der Gesundheit von Mensch und Tier haben viele Länder Grenzwerte für den zulässigen Gehalt an Zearalenon in Lebens- und Futtermitteln festgelegt. Die Überwachung der Zearalenon-Kontamination ist besonders wichtig in Regionen, die für Fusarium-Infektionen anfällig sind, sowie in Industrien, die Getreide und Körner verarbeiten.

Weitere Informationen finden Sie unter https://www.romerlabs.com/en/library/knowledge/detail/what-is-zearalenone 

Fumonisine sind eine Gruppe von Mykotoxinen, die hauptsächlich von den Pilzen Fusarium verticillioides und Fusarium proliferatum produziert werden, die häufig Mais und andere Getreidearten befallen. Das am weitesten verbreitete und giftigste Fumonisin ist Fumonisin B1 (FB1), das aufgrund seiner Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch und Tier Anlass zu großer Sorge gibt.

Fumonisine werden mit mehreren gesundheitsschädlichen Wirkungen in Verbindung gebracht:

  • Menschliche Gesundheit: Die chronische Exposition gegenüber Fumonisinen, insbesondere durch den Verzehr von kontaminiertem Mais, wurde mit Speiseröhrenkrebs und Leberkrebs beim Menschen in Verbindung gebracht. Darüber hinaus wurden Fumonisine in Bevölkerungsgruppen mit hohem Maiskonsum mit Neuralrohrdefekten in Verbindung gebracht, bei denen es sich um schwere Geburtsfehler des Gehirns und der Wirbelsäule handelt.
  • Gesundheit von Tieren: Bei Tieren können Fumonisine je nach Tierart eine Reihe von toxischen Wirkungen hervorrufen. Bei Pferden können Fumonisine zu Pferdeleukoenzephalomalazie (ELEM), einer tödlichen neurologischen Störung, führen. Bei Schweinen können Fumonisine ein Lungenödem (Flüssigkeitsansammlung in der Lunge) verursachen, das zu Atembeschwerden und möglicherweise zum Tod führt. Auch andere Nutztiere, einschließlich Geflügel, können aufgrund der Fumonisinbelastung unter verminderten Wachstumsraten und gesundheitlichen Beeinträchtigungen leiden.

Fumonisine stören die Synthese von Sphingolipiden, wesentlichen Bestandteilen von Zellmembranen, was zu ihrer Toxizität beiträgt. Angesichts der schwerwiegenden Gesundheitsrisiken, die mit Fumonisinen verbunden sind, haben viele Länder strenge Grenzwerte für den Fumonisingehalt in Lebens- und Futtermitteln festgelegt.

Die Überwachung und Kontrolle der Fumonisin-Kontamination ist ein wichtiger Aspekt der Lebensmittelsicherheit, insbesondere in Regionen, in denen Mais ein Grundnahrungsmittel ist. Eine ordnungsgemäße Lagerung, Fruchtfolge und andere landwirtschaftliche Praktiken können dazu beitragen, das Risiko einer Fumonisin-Kontamination zu verringern.

Weitere Informationen finden Sie unter https://www.romerlabs.com/en/library/knowledge/detail/what-is-fumonisin

T-2- und HT-2-Toxine sind eng verwandte Mykotoxine, die zur Familie der Trichothecene gehören und von bestimmten Arten von Fusarium-Pilzen, insbesondere Fusarium sporotrichioides und Fusarium langsethiae, produziert werden. Diese Toxine können verschiedene Getreidearten kontaminieren, darunter Weizen, Gerste, Hafer, Mais und Roggen, insbesondere unter kühlen und feuchten Wachstumsbedingungen.

Toxizität und gesundheitliche Auswirkungen:

  • Menschliche Gesundheit: Das T-2-Toxin ist eines der giftigsten Trichothecene, und eine Exposition kann zu einer Vielzahl schwerer gesundheitlicher Auswirkungen führen. Dazu gehören Hautreizungen, Blasenbildung und Nekrosen sowie Magen-Darm-Beschwerden, Unterdrückung des Immunsystems und Knochenmarkschäden, die zu einer verminderten Blutzellenproduktion führen. HT-2-Toxin, ein Metabolit von T-2, weist ähnliche toxische Eigenschaften auf, gilt aber im Allgemeinen als etwas weniger wirksam. Eine akute Exposition gegenüber T-2-Toxin wurde mit alimentärer toxischer Aleukie (ATA) in Verbindung gebracht, einem Zustand, der durch schwere gastrointestinale Symptome, Knochenmarkschäden und ein Versagen des Immunsystems gekennzeichnet ist. Eine chronische Exposition kann das Risiko von Krebserkrankungen und anderen ernsten Gesundheitsproblemen erhöhen.
  • Tiergesundheit: Bei Nutztieren, insbesondere bei Schweinen und Geflügel, können T-2- und HT-2-Toxine eine verringerte Futteraufnahme, schlechtes Wachstum, Immunsuppression und Läsionen im Magen-Darm-Trakt verursachen. Eine chronische Exposition der Tiere kann zu Fortpflanzungsproblemen und einer erhöhten Anfälligkeit für Infektionen führen.

Angesichts ihrer hohen Toxizität haben viele Länder Grenzwerte für T-2- und HT-2-Toxine in Lebens- und Futtermitteln festgelegt, insbesondere in Getreide und Produkten auf Getreidebasis. Die Überwachung und Kontrolle dieser Toxine ist für die Gewährleistung der Lebensmittelsicherheit von entscheidender Bedeutung, insbesondere in Gebieten, in denen eine Kontamination mit Fusarien weit verbreitet ist.

Um das Kontaminationsrisiko zu verringern, sind wirksame landwirtschaftliche Praktiken wie Fruchtwechsel, ordnungsgemäße Lagerung und Minimierung von Ernteschäden von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus werden häufig Dekontaminationsverfahren eingesetzt, um den Toxingehalt in Lebens- und Futtermitteln zu senken, wenn eine Kontamination auftritt.

Weitere Informationen finden Sie unter https://www.romerlabs.com/en/library/knowledge/detail/what-is-t-2ht-2

Citrinin ist ein Mykotoxin, das von mehreren Pilzarten produziert wird, vor allem von Penicillium citrinum, Penicillium verrucosum und Aspergillus-Arten. Dieses Mykotoxin wurde erstmals aus Penicillium citrinum isoliert und ist häufig in gelagertem Getreide, einschließlich Reis, Weizen, Gerste und Mais, sowie in einigen fermentierten Lebensmitteln und bestimmten Käsesorten enthalten.

Toxizität und gesundheitliche Auswirkungen:

  • Menschliche Gesundheit: Citrinin ist vor allem für seine nephrotoxische Wirkung bekannt, d. h. es kann die Nieren schädigen. Es ist zwar weniger wirksam als einige andere Mykotoxine, doch kann eine chronische Exposition gegenüber Citrinin immer noch ein erhebliches Gesundheitsrisiko darstellen, insbesondere in Bevölkerungsgruppen, die große Mengen an kontaminiertem Getreide oder fermentierten Produkten konsumieren. Es gibt auch einige Hinweise darauf, dass Citrinin genotoxische Wirkungen haben könnte, d. h. es könnte möglicherweise die DNA schädigen und zum Krebsrisiko beitragen.
  • Tiergesundheit: Bei Tieren kann eine Citrinin-Exposition zu Nierenschäden, verringerten Wachstumsraten und Fortpflanzungsproblemen führen. Bei Tieren, die kontaminierte Futtermittel verzehren, können Symptome einer Nephropathie auftreten, die durch Nierenfunktionsstörungen gekennzeichnet ist und die allgemeine Gesundheit und Produktivität beeinträchtigen kann.

Aufgrund der potenziellen Gesundheitsrisiken wird der Citrinin-Gehalt in Lebens- und Futtermitteln in vielen Ländern überwacht und reguliert. Der Schwerpunkt liegt dabei insbesondere auf Produkten wie gelagertem Getreide und fermentierten Lebensmitteln, bei denen eine Citrinin-Kontamination am wahrscheinlichsten ist.

Um eine Citrinin-Kontamination zu verhindern, sind geeignete Lagerungsbedingungen für Getreide und Lebensmittel von entscheidender Bedeutung, da das Wachstum von Citrinin produzierenden Pilzen durch eine warme und feuchte Umgebung begünstigt wird. Darüber hinaus können landwirtschaftliche Praktiken, die das Pilzwachstum während der Wachstums- und Erntestadien minimieren, dazu beitragen, das Risiko einer Citrinin-Kontamination zu verringern.

Weitere Informationen finden Sie unter https://www.romerlabs.com/en/library/knowledge/detail/what-is-citrinin

Patulin ist ein Mykotoxin, das von mehreren Pilzarten produziert wird, vor allem von Penicillium expansum, Aspergillus und Byssochlamys. Dieses Mykotoxin wird am häufigsten mit verschimmelten Früchten in Verbindung gebracht, insbesondere mit Äpfeln und Apfelerzeugnissen wie Saft und Apfelwein, es kann aber auch in anderen Früchten wie Birnen und Trauben vorkommen.

Toxizität und gesundheitliche Auswirkungen:

  • Menschliche Gesundheit: Patulin ist dafür bekannt, dass es akute toxische Wirkungen hervorrufen kann, die insbesondere das Magen-Darm-System betreffen. Zu den Symptomen einer Patulin-Exposition gehören Übelkeit, Erbrechen und Magen-Darm-Störungen. Patulin gilt zwar als weniger wirksam als einige andere Mykotoxine, ist aber aufgrund seiner potenziell genotoxischen Wirkung besorgniserregend, d. h. es kann die DNA schädigen und möglicherweise zur Entstehung von Krebs beitragen. Es gibt auch Hinweise darauf, dass Patulin immunsuppressive Eigenschaften haben kann, was die Fähigkeit des Körpers zur Bekämpfung von Infektionen beeinträchtigen könnte.
  • Gesundheit von Tieren: Bei Tieren kann eine Patulin-Exposition zu ähnlichen Magen-Darm-Problemen sowie zu einer Unterdrückung des Immunsystems führen. Die in der Regel in kontaminierten Lebensmitteln gefundenen Patulinmengen sind jedoch für die menschliche Gesundheit bedenklicher, da das Körpergewicht des Menschen geringer ist und er andere Ernährungsgewohnheiten hat als ein Tier.

Aufgrund der potenziellen Gesundheitsrisiken, die mit Patulin verbunden sind, haben viele Länder Grenzwerte für den Patulingehalt in Lebensmitteln, insbesondere in Apfelsaft und anderen aus Äpfeln hergestellten Produkten, festgelegt. Diese Vorschriften zielen darauf ab, die Exposition zu minimieren, insbesondere bei Kindern, die für die Auswirkungen dieses Mykotoxins besonders anfällig sind.

Um eine Patulinkontamination zu verhindern, muss die Qualität der Früchte während der Ernte und der Verarbeitung sorgfältig überwacht werden. Beschädigte oder schimmlige Früchte beherbergen mit größerer Wahrscheinlichkeit Penicillium expansum und andere Pilze, die Patulin produzieren, und müssen daher unbedingt aus der Produktionslinie entfernt werden. Eine sachgemäße Lagerung und Handhabung von Früchten kann ebenfalls dazu beitragen, das Risiko einer Patulinkontamination in Lebensmitteln zu verringern.

Weitere Informationen finden Sie unter https://www.romerlabs.com/en/library/knowledge/detail/what-is-patulin

Verschiedene Organisationen haben Höchstwerte für Mykotoxine in Lebens- und Futtermitteln festgelegt. Die detailliertesten und strengsten sind die von der Europäischen Union (EU) festgelegten Werte. Die EU hat verschiedene Verordnungen und Empfehlungen für viele Matrix-Toxin-Kombinationen veröffentlicht, die in der EU und für Waren, die in die EU eingeführt werden, gelten. Zu den regulierten Toxinen gehören Aflatoxine (gesamt, B1 und M1), Deoxynivalenol, Fumonisine (B1 und B2), Ochratoxin A, Patulin, Zearalenon, Citrinin, T-2/HT-2-Toxin und Mutterkornalkaloide.

In den USA legt die Food and Drug Administration (FDA) Richtwerte für Mykotoxine in Lebens- und Futtermitteln für bestimmte Waren (Aflatoxine, Deoxynivalenol, Fumonisine, Ochratoxin A, Zearalenon und Patulin) fest.

Der Codex Alimentarius, eine von der Food and Agricultural Organization (FDA) und der Weltgesundheitsorganisation (WHO) aufgestellte internationale Richtlinie, legt internationale Lebensmittelstandards fest und enthält Höchstwerte für Aflatoxine insgesamt, Aflatoxin M1, Deoxynivalenol, Fumonisine, Ochratoxin A und Patulin.

Die Mykotoxin-Vorschriften in Asien sind von Land zu Land unterschiedlich, aber viele asiatische Länder richten ihre Mykotoxin-Vorschriften an den internationalen Standards der Codex-Alimentarius-Kommission aus und sorgen so für eine einheitliche Vorgehensweise bei der Lebensmittelsicherheit. Um einige Beispiele zu nennen: Die nationalen Vorschriften und Richtlinien in China werden von der General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine (AQSIQ) und der China Food and Drug Administration (CFDA) festgelegt. Die Vorschriften zur Lebens- und Futtermittelsicherheit in Japan werden vom Ministerium für Gesundheit, Arbeit und Soziales (MHLW) überwacht, und in Indien ist die Behörde für Lebensmittelsicherheit und -standards (FSSAI) zuständig. Außerdem gibt es den Verband Südostasiatischer Nationen (ASEAN), der Normen und Richtlinien für diese Region harmonisiert.

Die verschiedenen Mykotoxine haben unterschiedliche Konzentrationen, bei denen sie für Menschen und Tiere gefährlich werden, wenn sie aufgenommen werden. Die Aufsichtsbehörden haben für verschiedene Mykotoxine unterschiedliche Höchstwerte und Richtwerte festgelegt, um die Sicherheit zu gewährleisten.

Die Europäische Union hat die weltweit strengsten Vorschriften/Richtlinien festgelegt. Es wurden Schwellenwerte für Aflatoxine (insgesamt, B1 und M1), Deoxynivalenol, Fumonisine (B1 und B2), Ochratoxin A, Patulin, Zearalenon, Citrinin, T-2/HT-2-Toxin und Mutterkornalkaloide in Lebens- und Futtermitteln festgelegt.

In anderen Ländern/Regionen gelten andere Höchstwerte, und es ist wichtig, dass Sie die Vorschriften für Ihre Region konsultieren. Regulierungsbehörden wie die FDA, die EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) und andere nationale Lebensmittelsicherheitsbehörden stellen Höchstwerte/Richtwerte sowie Richtlinien für den Umgang mit kontaminierten Waren bereit.

Diese Grenzwerte werden regelmäßig überprüft und auf der Grundlage neuer wissenschaftlicher Daten aktualisiert.

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Mykotoxine lassen sich mit verschiedenen Strategien sowohl vor als auch nach der Ernte reduzieren:

  • Saisonale Ernte zur Verhinderung von Pilzbefall der Kulturpflanzen
  • Rechtzeitige Trocknung der Pflanzen nach der Ernte, um den Feuchtigkeitsgehalt der Ernte schnell zu reduzieren und Pilzwachstum und Mykotoxinbildung zu verhindern
  • Richtiges Lagermanagement: saubere Lagerräume, geringe Luftfeuchtigkeit während der Lagerung, regelmäßige Kontrolle der gelagerten Waren
  • Verringerung von Mykotoxinen in kontaminierten Kulturen:
    • Mechanisch/physikalische Sortierung
    • Enzyme zur Bindung/Abbau von Mykotoxinen
    • Anwendung von Fungiziden oder Chemikalien auf kontaminierte Pflanzen zur Dekontaminierung der Pflanzen

Mykotoxin-Schnelltests wie LFDs (Lateral Flow Devices) und ELISAs (enzyme-linked immunosorbent assays) sind wertvolle Hilfsmittel für das Mykotoxin-Screening und liefern schnelle Ergebnisse, die sich für Tests vor Ort und die Routineüberwachung eignen.

Die Genauigkeit dieser Tests kann jedoch durch mehrere Faktoren beeinflusst werden, die zur Gesamtunsicherheit der Mykotoxin-Tests beitragen.

Faktoren, die die Genauigkeit beeinflussen:

  • Probenahme: Mykotoxine sind innerhalb einer Charge oft ungleichmäßig verteilt. Daher ist die Entnahme einer repräsentativen Probe entscheidend, um Ergebnisse zu erhalten, die die Mykotoxinkonzentration der gesamten Charge genau widerspiegeln. Tatsächlich ist die Probenahme eine der wichtigsten Quellen der Variabilität, die bis zu 88 % der Gesamtunsicherheit bei Mykotoxin-Tests ausmacht.
  • Vorbereitung der Probe: Die Effizienz, mit der Mykotoxine während der Aufbereitung aus der Probe extrahiert werden, kann die Ergebnisse erheblich beeinflussen. Unzureichende oder inkonsistente Extraktionsverfahren können zu einer Unter- oder Überschätzung der Mykotoxingehalte führen.
  • Analyse: Der analytische Fehler, der während des eigentlichen Testverfahrens (z. B. bei der LFD-, ELISA- oder HPLC-Analyse) auftritt, ist in der Regel geringer als die Fehler bei der Probenahme und Probenvorbereitung. Moderne Analysemethoden sind in der Regel präzise und gut validiert, was bedeutet, dass die während der Analysephase auftretenden Schwankungen oft weniger bedeutend sind. Dennoch können analytische Fehler auftreten, insbesondere wenn der Test nicht ordnungsgemäß kalibriert ist oder wenn die verwendete Methode nicht für die spezifische Matrix oder das zu analysierende Mykotoxin geeignet ist.

Geeignete Probenahmetechniken (Verwendung repräsentativer und gut vorbereiteter Proben), einheitliche Testprotokolle (standardisierte Testprotokolle und Herstelleranweisungen) und die Bestätigung der Ergebnisse mit laborgestützten Methoden sind für einen zuverlässigen Mykotoxinnachweis und -management entscheidend.

Keine einzelne Methode kann als Goldstandard für alle Situationen angesehen werden. ELISA und LFDs (Lateral Flow Devices) werden aufgrund ihrer Schnelligkeit und Kosteneffizienz häufig eingesetzt. Referenztests (HPLC und LC-MS/MS) sind besser geeignet, wenn Proben auf mehrere Mykotoxine gleichzeitig und in bestimmten Fällen, z. B. bei komplexen Matrices und sehr niedrigen Mykotoxinkonzentrationen, analysiert werden müssen.

Es gibt mehrere Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, bevor man sich für die am besten geeignete Mykotoxin-Testmethode entscheidet.

  • Zeit
  • Kosten/Investitionen
  • Raum/Gebäude
  • Personal

Nach Abwägung all dieser Faktoren kann die individuell am besten geeignete Methode für die Mykotoxinprüfung ausgewählt werden.

Es gibt verschiedene Methoden zum Nachweis und zur Quantifizierung von Mykotoxinen in einer Probe. Diese Methoden werden in der Regel in Schnelltests und Referenztests eingeteilt.

Schnelltests:

Schnelltests sind schnell und einfach durchzuführen und liefern oft innerhalb von Minuten Ergebnisse. Diese Tests werden häufig von Produktionsmitarbeitern vor Ort eingesetzt und sind für die Lebens-/Futtermittelsicherheit und die Umweltüberwachung von entscheidender Bedeutung, da sie einfach durchzuführen sind und zeitnahe Informationen liefern können.

Gängige Arten von Schnelltests sind:

  • LFD (Lateral Flow Device): Ein diagnostischer Schnelltest, der die Ergebnisse durch eine einfache visuelle Anzeige liefert, oft ähnlich wie ein Schwangerschaftstest.
  • ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay): Ein weit verbreiteter Test, bei dem Antikörper und Farbveränderungen zur Identifizierung und Quantifizierung von Mykotoxinen in einer Probe eingesetzt werden.

Referenztests:

Referenztests umfassen standardisierte, oft genauere und präzisere Methoden, die in einem Labor von geschultem Personal durchgeführt werden. Diese Methoden werden eingesetzt, um validierte Ergebnisse zu erhalten, vorläufige Testergebnisse zu bestätigen oder Vergleichsdaten zu liefern, mit denen andere Methoden oder Ergebnisse verglichen werden können.

Gängige Referenzprüfverfahren sind:

  • HPLC (Hochleistungsflüssigkeitschromatographie): Eine leistungsstarke Analysetechnik, die zur Trennung, Identifizierung und Quantifizierung von Mykotoxinen in einer Probe eingesetzt wird.
  • LC-MS/MS (Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie/Massenspektrometrie): Eine fortschrittliche Methode, die Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie kombiniert, um eine hochempfindliche und spezifische Mykotoxinanalyse zu ermöglichen.

LFD steht für Lateral Flow Devices. LFDs sind einfache, schnelle Diagnoseinstrumente zum Nachweis von Zielanalyten, wie z. B. Mykotoxinen. Sie werden hauptsächlich für Vor-Ort-Tests verwendet, da sie bequem und schnell sind. Für die Durchführung dieser Tests sind weder ein Labor noch geschultes Laborpersonal erforderlich, so dass sie für schnelle Tests vor Ort eingesetzt werden können.

ELISA steht für Enzyme-Linked Immunosorbent Assay. Es ist eine weit verbreitete Methode zum Nachweis und zur Quantifizierung von Substanzen wie Mykotoxinen, Allergenen und anderen Analyten. ELISA-Tests sind für ihre Empfindlichkeit und Zeiteffizienz bekannt, da sie die gleichzeitige Analyse mehrerer Proben ermöglichen.

HPLC und LC-MS/MS sind Analysemethoden, die zur Trennung, Identifizierung und Quantifizierung von Bestandteilen einer Mischung in einer flüssigen Probe verwendet werden. Beide Verfahren sind Formen der Flüssigkeitschromatografie. HPLC steht für High-Performance Liquid Chromatography (Hochleistungsflüssigkeitschromatographie), während LC-MS/MS für Liquid Chromatography-Mass Spectrometry/Mass Spectrometry steht.

Bei beiden Methoden werden Lösungsmittel und die flüssige Probe mit hohem Druck durch eine mit Adsorptionsmittel gefüllte Säule gepresst. Die verschiedenen Bestandteile der Probe reagieren unterschiedlich mit dem Adsorptionsmittel, so dass sie die Säule zu unterschiedlichen Zeiten verlassen. Diese Bestandteile werden dann mit einem Detektor identifiziert und quantifiziert.

Aufreinigungssäulen sind eine entscheidende Komponente bei Mykotoxin-Tests. Sie werden verwendet, um Probenextrakte zu reinigen und/oder Mykotoxine aus komplexen Lebens- und Futtermittelextrakten vor der Analyse zu konzentrieren. Dieser Reinigungsschritt trägt dazu bei, die Genauigkeit, Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit der nachfolgenden Analysemethoden, wie HPLC, LC-MS/MS und ELISA, zu verbessern.

Die folgenden Arten von Aufreinigungsssäulen können unter unterschieden werden:

  • Festphasenextraktionssäulen (SPE):

SPE-Säulen werden häufig zur Reinigung bei der Mykotoxinanalyse verwendet. Die Säulen enthalten Sorptionsmittel, die unerwünschte Komponenten (=Matrixkomponenten) im Probenextrakt zurückhalten, während die extrahierten Mykotoxine durchgelassen werden. Dieser Prozess reinigt die Probe effektiv für die anschließende Quantifizierung, in der Regel mittels Chromatographie .

  • Immunoaffinitätssäulen (IAC):

Immunaffinitätssäulen enthalten spezifische Antikörper gegen bestimmte zu analysierende Mykotoxine. Diese Antikörper binden selektiv die Zielmykotoxine aus dem Probenextrakt, während unerwünschte Bestandteile (Matrixbestandteile) durchgelassen werden. Nach der Elution werden die gebundenen Mykotoxine freigesetzt, so dass ein Probenextrakt entsteht, der nur die Mykotoxine in Lösung enthält, was eine störungsfreie Analyse, in der Regel mit Chromatographie, ermöglicht.

Immunaffinitätssäulen sind hochspezifisch und effektiv, aber in der Regel teurer als SPE-Säulen.

Interne Standards sind Substanzen, die den Proben vor der Analyse in bekannten Mengen zugesetzt werden. Sie können vor, während oder nach dem Extraktionsprozess zugesetzt werden. Interne Standards dienen als Bezugspunkt zur Korrektur von Matrixeffekten und verbessern so die Genauigkeit, Präzision und Zuverlässigkeit der Quantifizierungsmethode. Bei der Mykotoxinanalyse werden interne Standards häufig für die genaue Quantifizierung mit Chromatographie verwendet, insbesondere bei LC-MS/MS.

Ein interner Standard muss die folgenden Merkmale aufweisen:

  • Eigenschaften, die dem Analyten ähnlich sind.
  • Große Ähnlichkeiten im Extraktions- und Derivatisierungsverhalten.
  • Ähnliches chromatographisches Verhalten wie beim Analyten.

Isotopenmarkierte Standards werden häufig als interne Standards bei Mykotoxin-Tests verwendet. Dabei handelt es sich um Verbindungen, die chemisch mit dem Zielanalyten identisch sind, aber stabile ¹³C-Isotope an bestimmten Positionen im Molekül enthalten.

¹³C-isotopenmarkierte interne Standards haben identische chemische Eigenschaften wie der interessierende Analyt, d. h. sie verhalten sich bei der Flüssigkeitschromatographie gleich, können aber bei der Detektion durch ihren Massenunterschied unterschieden werden. Dadurch sind sie ideal für die Korrektur von Matrixeffekten bei der LC-MS/MS-Quantifizierung.

Matrixeffekte bei Mykotoxin-Tests beziehen sich auf den Einfluss anderer Komponenten in der Probe (der "Matrix") auf die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Testergebnisse.

Die Matrix umfasst alles in der Probe außer dem Mykotoxin, auf das getestet wird. Matrixeffekte können den Nachweis und die Quantifizierung von Mykotoxinen beeinträchtigen, was zu erhöhter Variabilität und ungenauen Ergebnissen, einschließlich falsch positiver oder falsch negativer Ergebnisse, führen kann.

Die LOD (Limit of Detection) ist die niedrigste Anzahl von Mykotoxinen, die in einer definierten Matrix mit einer Testmethode nachgewiesen und von einer Leerprobe unterschieden werden kann.

LOQ (Limit of Quantification) ist die niedrigste Anzahl von Mykotoxinen, die mit akzeptabler Präzision und Genauigkeit quantitativ gemessen werden kann.

Die Wiederfindungsrate bei Mykotoxintests und anderen Analysemethoden bezieht sich auf den Prozentsatz eines Analyten, der erfolgreich aus einer Probe extrahiert und nachgewiesen wird, verglichen mit der bekannten Menge/Konzentration in der Probe. Sie ist ein Maß für die Effizienz und Genauigkeit des Extraktions- und Analyseverfahrens. Die Wiederfindungsrate (%) wird nach der folgenden Formel berechnet:

Recovery Rate [%] = (Amount detected / True value)  × 100

Verschiedene Faktoren können die Wiederfindungsrate beeinflussen, z. B. der Rohstoff, die Extraktionseffizienz und die verwendete Analysemethode.

Die Wiederfindungsrate ist ein kritischer Parameter bei der analytischen Quantifizierung von Substanzen, der Aufschluss über die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der verwendeten Methode gibt. Sie gewährleistet, dass die erzielten Ergebnisse gültig sind.

Eine akzeptable Wiederfindungsrate kann je nach gesetzlichen Richtlinien, dem zu untersuchenden Mykotoxin, der Matrix der Probe und der verwendeten Analysemethode variieren.

In der FDA-Leitlinie für Mykotoxin-Tests in Lebensmitteln ist festgelegt, dass die Wiederfindung von Mykotoxinen in angereicherten Proben bei Methoden, die für regulatorische Zwecke bestimmt sind, zwischen 70 und 120 % liegen sollte. Diese Werte werden häufig bei Mykotoxin-Tests verwendet.

RSD steht für Relative Standardabweichung. Sie ist ein statistisches Maß, das den Grad der Variabilität oder Streuung in einem Datensatz im Verhältnis zum Mittelwert ausdrückt. Die RSD wird in der analytischen Chemie und anderen wissenschaftlichen Bereichen häufig verwendet, um die Präzision oder Reproduzierbarkeit von Messungen zu bewerten. Mathematisch wird die RSD wie folgt berechnet:

SD [%] = (Standard Deviation / Mean) × 100

Eine niedrige RSD zeigt an, dass die Datenpunkte eng um den Mittelwert gruppiert sind, was auf eine gute Präzision schließen lässt. Ein hoher RSD-Wert bedeutet eine größere Variabilität zwischen den Datenpunkten, was in der Regel eine geringere Präzision oder eine größere Variabilität der Messungen bedeutet.

Die RSD wird in der Qualitätskontrolle und bei der Methodenvalidierung häufig verwendet, um die Zuverlässigkeit und Konsistenz der erzielten Ergebnisse zu bewerten.

Eine akzeptable RSD bei Mykotoxin-Tests kann je nach gesetzlichen Anforderungen, dem spezifischen Mykotoxin, das analysiert, und der verwendeten Analysemethode variieren. Eine RSD zwischen 5 und 10 % wird normalerweise als akzeptabel angesehen. Laboratorien streben oft eine RSD unter 10 % an, um die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit ihrer Methoden zu demonstrieren.

Die Genauigkeit bezieht sich darauf, wie nahe eine Messung am wahren Wert liegt, während die Präzision angibt, wie nahe die Messungen desselben Gegenstands beieinander liegen.

Genauigkeit und Präzision sind voneinander unabhängig, d.h. es ist möglich, präzise zu sein, aber nicht genau, und es ist auch möglich, genau zu sein, ohne präzise zu sein. Die Ergebnisse von Mykotoxintests sollten beides sein - genau und präzise!

Mykotoxine sind in den kontaminierten Kulturen ungleichmäßig verteilt, so dass ein korrektes Probenahmeverfahren entscheidend ist, um eine Probe zu erhalten, die die gesamte Partie genau repräsentiert. Es sollten mehrere Proben aus verschiedenen Teilen der Partie (oben, Mitte, unten) entnommen werden, um eine ausreichend große und repräsentative Mischprobe zu erhalten. Anschließend müssen alle entnommenen Proben kombiniert, gründlich gemischt und gemahlen werden, bevor sie in repräsentative Unterproben für die Analyse aufgeteilt werden.

Da Mykotoxine in sehr niedrigen Konzentrationen reguliert werden und die Probenahme für genaue Analyseergebnisse entscheidend ist, hat die Europäische Union Vorschriften für die korrekte Probenahme und Analyse von Mykotoxinen veröffentlicht (Durchführungsverordnung (EU) 2023/2782).