Mykotoxinanalytik

Analytik von Nährstoffen, Wirkstoffen und biologischen Systemen

Die partielle Taubährigkeit oder Ährenfusariose ist eine bedeutende weltweit auftretende Getreidekrankheit, die von einer Reihe von Pilzen der Gattung Fusarium verursacht wird und zu hohen Ertragseinbußen bis hin zum Totalausfall führen kann. Eine Infektion der Pflanze kann insbesondere bei feuchtwarmer Witterung zur Zeit der Blüte erfolgen und zu einer erheblichen Qualitätsminderung durch die Bildung toxischer sekundärer Pilzinhaltsstoffe (Mykotoxine) im Getreidekorn führen. In der Abteilung Qualitätssicherung und Untersuchungswesen wird das wichtige Fusariumleittoxin Deoxynivalenol im Rahmen Institutsübergreifender Projekte und Aufgaben seit 1990 routinemäßig gemessen. Darüber hinaus werden regelmäßig repräsentative Getreideproben aus ganz Bayern untersucht, um einen Überblick über die jährliche Befalls-Situation zu erhalten.

Fusariumtoxine

Zoombild vorhanden

Chemische Strukturen von Typ-B und Typ-A Trichothecenen

Trichothecene sind pilzliche Sekundärmetaboliten, die von einer Reihe getreidepathogener Pilzarten gebildet werden. Sie sind komplexe tetracyclische Sesquiterpene mit vielfältigen biologischen Aktivitäten. Für die Toxizität der Verbindungen ist weitgehend eine Epoxidgruppe in Position 12 verantwortlich. Man unterscheidet grob in drei Kategorien, Typ-A Trichothecene wie T-2 Toxin und HT-2 Toxin, Typ-B Trichothecene zu denen Nivalenol (NIV) und Deoxynivalenol (DON) gehören und makrocyclische Trichothecene wie die Verrucarine. Deoxynivalenol ist der wichtigste Vertreter der Typ-B Trichothecene, die besonders von Fusarium graminearum und F. culmorum gebildet werden. Beide Pilze können unter geeigneten Umständen Getreide auf dem Feld befallen, in die Ähren einwachsen und zu einer Kontamination des Getreides mit den Mykotoxinen führen.

Für Deoxynivalenol gibt es unter der EU-Verordnung 1881/2006 Grenzwerte für Getreide und Getreideprodukte für den Lebensmittelbereich. Für unverarbeitetes Getreide liegt der Wert bei 1250 µg/kg.

Analytik von DON

Zoombild vorhanden

Mit Deoxynivalenol kontaminierter Weizen

In der Abteilung Qualitätssicherung und Untersuchungswesen wird das Leittoxin Deoxynivalenol, das als Markermolekül für Fusarienbefall dient, seit Anfang der 1990er Jahre routinemäßig untersucht. Die verwendete Analytik von Deoxynivalenol mittels Nachsäulenderivatisierung und Fluoreszenzdetektion macht sich dabei die Eigenschaften der Typ-B-Trichothecene zu Nutze, dass sie bei 115°C unter basischen Bedingungen Formaldehyd abgespalten. Das freigesetzte Formaldehyd wird in einer Abfangreaktion zu einer fluoreszierenden Verbindung umgesetzt, die leicht nachgewiesen werden kann. Der Messbereich liegt bei der Methode zwischen 40 µg/kg und 2000 µg/kg.

Ablauf und Chemie DON-Analytik

Deoxynivalenol-Monitoring von bayerischem Wintergetreide der Ernte 2017

Die Untersuchung bayerischer Wintergetreide auf das Toxin Deoxynivalenol (DON), das als Leittoxin bei einer Fusariuminfektion fungiert, zeigt, dass in der Ernte 2017 zum überwiegenden Teil Partien mit geringen bis kaum messbaren DON-Belastungen vorliegen. Beim Winterweizen lagen 71 Prozent der untersuchten Proben unterhalb der Nachweisgrenze von 40 µg/kg und beim Winterroggen konnte in 84 Prozent der Proben kein Toxin nachgewiesen werden. Die rechnerischen arithmetischen Mittelwerte lagen bei 126 µg/kg (n = 150) beim Weizen und 31 µg/kg (n = 79) beim Roggen, bezogen auf die lufttrockenen Proben. Beim Weizen waren lediglich drei Proben, mit einem Maximalwert von 3045 µg/kg über dem EU-Rohwarengrenzwerte von 1250 µg/kg. Beim Roggen wurde eine Höchstbelastung von 394 µg/kg gemessen. Nach dem relativ stark belasteten Jahr 2016 ist die Ernte 2017 weitgehend frei von Deoxynivalenol. Mehr

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