Deoxynivalenol-Monitoring von bayerischem Wintergetreide 2021
Partielle Taubährigkeit an einer Weizenähre
Das Fusariumtoxin Deoxynivalenol (DON) ist das Leittoxin, das eine Fusariuminfektion in Weizen und Roggen anzeigt. Die jährliche Untersuchung bayerischer Wintergetreide auf DON zeigt, dass bei Winterweizen der Ernte 2021 eine mittlere DON-Belastung vorliegt, beim Winterroggen jedoch eine gegenüber den Vorjahren erhöhte Belastung zu finden ist. Beim Weizen lagen 46 % der untersuchten Proben unterhalb der Nachweisgrenze von 40 µg/kg und der arithmetische Mittelwert der Ernte 2021 lag mit 285 µg/kg (n =147) im Bereich des langjährigen Mittelwerts von 268 µg/kg. Beim Roggen lag der der arithmetische Mittelwert der Ernte 2021 mit 370 µg/kg (n = 90) deutlich über dem langjährigen Mittelwert von 93 µg/kg, jeweils bezogen auf die lufttrocknen Proben. Beim Weizen lagen sechs Proben über dem EU-Rohwarengrenzwerte von 1250 µg/kg, beim Roggen wurden sieben Proben gemessen, die diesen Wert überschritten.
Pilze der Gattung Fusarium können Getreide unter nassen Witterungsbedingungen zur Zeit der Blüte befallen und sich in den Ähren ausbreiten. Dies führt zum Schadbild der sogenannten Ährenfusariose, die zur Folge hat, dass das Korn mit schädlichen pilzlichen Sekundärmetaboliten, den sogenannten Mykotoxinen kontaminiert wird. Da kontaminiertes Getreide prinzipiell eine Gefahr für den Menschen darstellen kann, sollte es nicht in die Nahrungskette gelangen. Befallene Partien können in Abhängigkeit von der Konzentration der enthaltenen Mykotoxine entweder in der Tierfütterung eingesetzt oder in einer Biogasanlage bzw. thermisch verwertet werden.
Strukturformel von DON
Der verbreitetste und mengenmäßig bedeutendste in Getreide vorkommende Fusarium-Metabolit ist Deoxynivalenol (DON), der chemisch betrachtet ein Sesquiterpen mit einer Epoxidgruppe darstellt. DON ist das Leittoxin für eine durch Fusarium verursachte Mykotoxinbelastung und unterliegt der EU-Verordnung 1881/2006, die die Höchstwerte für Lebensmittel festlegt (siehe Tabelle 1). In Jahren mit für den Pilz günstigen Witterungskonstellationen können über 10 % der bayerischen Winterweizenernte über dem Grenzwert von 1250 µg DON/kg Getreide liegen.
| EU-Grenzwerte (Verordnung 1881/2006) für DON | |
|---|---|
| Unverarbeitetes Getreide | 1250 µg/kg |
| Unverarbeiteter Hartweizen, Hafer und Mais | 1750 µg/kg |
| Zum Verzehr bestimmtes Getreide und Teigwaren | 750 µg/kg |
| Brot, Backwaren, Kekse, Getreide-Snacks und Frühstückscerealien | 500 µg/kg |
| Babynahrung | 200 µg/kg |
Zielsetzung
Mit dem jährlichen Deoxynivalenol-Monitoring (DON-Monitoring) wird die Belastung von Wintergetreide bayerischer Provenienz mit dem Fusarientoxin Deoxynivalenol bestimmt und ein Vergleich zu den Vorjahren hergestellt.
Methode
Das DON-Monitoring umfasste im Erntejahr 2021 insgesamt 147 Proben Winterweizen und 90 Proben Winterroggen. Die Probenziehung erfolgte durch die Ämter für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten. Die DON-Proben wurden mit Hochleistungsflüssigchromatographie an einer C18-Umkehrphasen-Säule getrennt und mittels Nachsäulenderivatisierung und anschließender Fluoreszenzdetektion gemessen. Die Quantifizierung erfolgte mit einer 9-Punktbestimmungsgerade externer Standards über die Peakhöhe. Die Nachweisgrenze der Methode beträgt 40 µg DON/kg Getreide (lufttrocken).
Winterweizen
Die folgenden Tabellen enthalten die wesentlichen statistischen Kennzahlen des DON-Monitorings 2021 im Vergleich zu den Ergebnissen der Jahre 2012 bis 2020.
| Erntejahr | Probenzahl | Mittel (DON-Werte in µg/kg) | Median (DON-Werte in µg/kg) | 25 % Quartil (DON-Werte in µg/kg) | 75 % Quartil (DON-Werte in µg/kg) | Maximum (DON-Werte in µg/kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | 147 | 285 | 49 | 9 | 114 | 12 245 |
| 2020 | 148 | 117 | 45 | 15 | 104 | 1455 |
| 2019 | 148 | 222 | 36 | 6 | 111 | 5242 |
| 2018 | 148 | 137 | 25 | 10 | 70 | 5987 |
| 2017 | 150 | 126 | 11 | 0 | 57 | 3045 |
| 2016 | 150 | 483 | 113 | 44 | 361 | 10712 |
| 2015 | 149 | 40 | 14 | 2 | 40 | 572 |
| 2014 | 149 | 11 | 0 | 0 | 13 | 133 |
| 2013 | 147 | 54 | 26 | 10 | 56 | 702 |
| 2012 | 149 | 651 | 279 | 104 | 591 | 12839 |
Graphische Darstellung der mittleren DON-Gehalte der bayerischen Winterweizenernten von 1990 bis 2021
Die DON-Konzentrationen im Weizen lagen 2021 auf etwas höherem Niveau als 2020. Der Mittelwert der untersuchten Proben lag mit 285 µg/kg im Bereich des langjährigen Mittelwertes von 268 µg/kg.
Vergleich der Häufigkeitsklassen von DON-Gehalten bei Winterweizen der Ernte 2021
Die Verteilung über die Gehaltsklassen zeigt, dass in der Weizenernte 2021 knapp die Hälfte (46 %) der untersuchten Weizenproben unterhalb der Nachweisgrenze von 40 µg/kg lagen. Im Bereich von 51-200 µg/kg zeigten 33 % der Proben eine geringe Belastung. In die Gehaltsklasse von 201-500 µg fielen 10 % der Proben und 5 % waren mit 501-1000 µg/kg belastet. Neun Proben (6 %) lagen über einem Wert von 1000 µg/kg. Sechs Proben (4 %) wiesen einen Gehalt von über 1250 µg/kg auf, der Maximalwert betrug 12245 µg/kg.
Winterroggen
Die DON-Belastung des Winterroggens lag im Jahr 2021 deutlich höher als in den letzten Jahren, bei denen die Mittelwerte der jährlichen Untersuchungen unter oder nahe bei der Nachweisgrenze von 40 µg/kg resultierten.
In der Gehaltsverteilung beim Roggen der Ernte 2021 lagen lediglich 30 % der untersuchten Proben unter der Nachweisgrenze und eine geringe Belastung war bei 34 % der Roggenproben im Bereich von 41-200 µg/kg zu finden. Im Konzentrationsbereich von 200-500 µg/kg bewegten sich 22 % der untersuchten Proben. Auf den Bereich von 500-1000 µg/kg entfielen 6 % der Proben und weitere 7 % sind im Bereich 1000-5000 µg/kg zu finden. Der Maximalgehalt wurde in einer Probe mit 5093 µg/kg gemessen. Sieben Proben (8 %) lagen über dem Grenzwert von 1250 µg/kg.
| Erntejahr | Probenzahl | Mittel (DON-Werte in µg/kg) | Median (DON-Werte in µg/kg) | 25 % Quartil (DON-Werte in µg/kg) | 75 % Quartil (DON-Werte in µg/kg) | Maximum (DON-Werte in µg/kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | 90 | 370 | 100 | 35 | 285 | 5093 |
| 2020 | 85 | 50 | 27 | 10 | 57 | 756 |
| 2019 | 83 | 38 | 16 | 6 | 29 | 309 |
| 2018 | 85 | 22 | 13 | 5 | 29 | 213 |
| 2017 | 79 | 31 | 13 | 0 | 31 | 394 |
| 2016 | 77 | 284 | 88 | 33 | 174 | 6793 |
| 2015 | 80 | 21 | 1 | 0 | 25 | 168 |
| 2014 | 78 | 17 | 14 | 0 | 24 | 198 |
| 2013 | 77 | 155 | 49 | 18 | 156 | 1909 |
| 2012 | 79 | 140 | 50 | 23 | 108 | 2695 |
Graphische Darstellung der mittleren DON-Gehalte der bayerischen Winterroggenernten von 2003 bis 2021
Vergleich der Häufigkeitsklassen von DON-Gehalten bei Winterroggen der Ernte 2021
Fazit
Die Gehalte an Deoxynivalenol der Weizenernte 2021 lagen zwar höher als in den letzten Jahren, aber es gab auch schon Ernten in ausgesprochenen Fusarienjahren, die noch höhere Gehalte aufwiesen, beispielsweise 2012 oder 2016. Die Toxingehalte beim Roggen, die in den letzten Jahren immer deutlich unter den Weizenwerten angesiedelt waren, lagen 2021 zum ersten Mal über den Werten des Weizens. Neben den bekannten Risikofaktoren Sortenwahl, Vorfrucht und Bodenbearbeitung waren die wettertechnischen Bedingungen 2021 in Bayern scheinbar günstig für Fusariumpilze, um das Getreide zu befallen, wie das die Werte beim Roggen zeigen.
Kontakt
Dr. Johann Rieder
I. Birken, C. Knabel, G. Clasen, C. Ederer
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Abteilung Laboranalytik
Lange Point 4, 85354 Freising
Tel.: 08161 8640-3080
E-Mail: AQU@LfL.bayern.de