Agrarforschung
Gesundheitlicher Verbraucherschutz: „Fumonisine in Lebensmitteln”

Chemische Landesuntersuchungsanstalt Sigmaringen
Dr. G. Thielert                                                       
März 1995 - Februar 1997

Problemstellung

Fumonisine werden von Schimmelpilzen der Gattung Fusarium gebildet. Die erstmals 1988 in Südafrika isolierten und charakterisierten Toxine zeigen in ihrer Struktur Ähnlichkeiten mit Sphingolipiden und verursachen diverse Erkrankungen an Nutztieren; sie stehen im konkreten Verdacht, Tumorpromotoren und Tumorinitiatoren auch beim Menschen zu sein.

Südafrikanische und Schweizer Studien zeigen, daß die Fumonisinintoxikation der Bevölkerung durchaus in der Größenordnung liegen kann, die in Südafrika zu den Erkrankungen führten.

Als belastete Lebensmittel kommen hauptsächlich Getreide, insbesondere Mais und daraus hergestellte Produkte in Frage. Durch die bekannten technologischen Zubereitungsverfahren werden Fumonisine so gut wie nicht zerstört.

Entsprechende Untersuchungen über die Belastung von Lebensmitteln, die dem Verbraucher in der Bundesrepublik Deutschland und Baden-Württemberg zur Verfügung stehen, lagen bislang nicht vor.

Ziel

Das Untersuchungs- und Forschungsprojekt "Fumonisine in Lebensmitteln" zielte darauf ab, durch Untersuchungen von Lebensmitteln aus dem Handel ein möglichst wirklichkeitsgerechtes Bild der Belastung der Lebensmittel und damit des Verbrauchers, dem diese Lebensmittel zum Verzehr zur Verfügung stehen, widerzuspiegeln.

Für eine derartige Datensammlung mußte zuvor eine geeignete Verfahrensweise erarbeitet werden, damit die Analytik im Routinebetrieb sinnvoll eingesetzt werden kann. Die ausgearbeiteten Methoden sollen nach Abschluß des Projektes nahtlos in die Routineanalytik der amtlichen Lebensmittelüberwachung einfließen.

Gleichzeitig war zu prüfen, ob der Einsatz von Screeningverfahren (z.B. ELISA) sinnvoll, ausreichend oder nur vor der eigentlichen Quantifizierung z.B. mit Hilfe der Hochdruckflüssigkeitschromatographie, einsetzbar ist.

Untersuchungsmethoden

Auf Eignung als Untersuchungsmethoden für Fumonisine und zum Einsatz in der Routineüberwachung von Lebensmitteln wurden verschiedene Verfahren und Methoden geprüft. Zur Probenaufarbeitung wurde sowohl ein Vefahren über Ionenaustauschersäulen als auch über Immunoaffinitätssäulen eingesetzt.

Zur Quantifizierung kamen als Screeningverfahren ein immunchemisches Verfahren (ELISA) neben den chromatographischen Verfahren Dünnschichtchromatographie (DC) und verschiedene Ausführungsarten der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) mit Fluoreszenzdetektion zur Anwendung.

Ergebnis

Zur Bewältigung von hohen Probenzahlen und bei Proben, bei denen eine Belastung an Fumonisinen eher unwahrscheinlich ist, eignet sich zur Untersuchung auch der ELISA-Test. Bei einem positiven Befund ist eine chromatographische Nachuntersuchung zur Quantifizierung des Gehaltes unbedingt erforderlich.

Der Einsatz der Dünnschichtchromatographie eignet sich nur für die Bestätigung und Absicherung von hohen Gehalten an Fumonisinen im Lebensmittel, für geringe Konzentrationen ist die Empfindlichkeit der Methode nicht hoch genug.

Zur sicheren quantitativen Bestimmung von Fumonisinen - auch in geringen Konzentrationen - eignet sich nur die Hochdruckflüssigkeitschromatographie mit Fluoreszenzdetektion.

Bei schwierigen Probenmatrices ist der Einsatz von Immunoaffinitätssäulen zur Probenaufreinigung vor der Bestimmung mit der HPLC von Vorteil.

Zur Bestimmung der Fumonisine mit Hilfe der HPLC und Fluoreszenzdetektion bietet sich als Derivatisierung vor der HPLC-Analyse die relativ weitverbreitete Reaktion mit o-Phthalaldehyd an.

Als weitere Methode und zur weiteren Absicherung ist die Bestimmung der Fumonisine mit Hilfe der HPLC mit Nachsäulenderivatisierung, mit o-Phthalaldehyd als Derivatisierungsreagenz, und Fluoreszenzdetektion geeignet.

In Mais und Maisprodukten können Fumonisine nachgewiesen werden, zum Teil in beachtlichen Konzentrationen.

In Maismehl und Maisgries aus biologischem Anbau treten vermehrt auch höhere Gehalte an Fumonisinen auf.

In 190 (71,2 %) von 267 untersuchten Handelsproben von Mais und Maisprodukten waren Fumonisine nicht nachweisbar. Gehalte von unter 500 µg/kg konnten in 46 Proben (17,2 %), Gehalte von 500-1.000 µg/kg konnten in 15 Proben (5,6 %) nachgewiesen werden. Über dem diskutierten Toleranzwert von 1.000 µg/kg wurden 16 Proben (6,0 %) ermittelt.

Die Gehalte an Fumonisinen in den Proben, die den diskutierten Toleranzwert überschritten, lagen in den meisten Fällen zwischen 1.000 und 2.000 µg/kg. Vereinzelt wurden Gehalte darüber festgestellt, als Maximalwert wurde 12.560 µg/kg bestimmt.

Insgesamt wurden 174 Proben mit Herkunftsland Deutschland oder die von in Deutschland ansässigen Herstellern in Deutschland in den Verkehr gebracht wurden, untersucht.

Davon waren 41 Proben als aus kontrolliert biologischem Anbau stammend gekennzeichnet. 133 Proben trugen keine derartige Kennzeichnung.

Auffallend war, daß alle 11 Proben, die über dem Toleranzwert von 1.000 µg/kg lagen, aus kontrolliert biologischem Anbau stammten und daß auch bei den Proben mit Gehalten zwischen 500 und 1.000 µg/kg ein hoher Prozentsatz aus kontrolliert biologischem Anbau kam.

In anderen Lebensmitteln als Mais und Maisprodukten konnten keine Fumonisine nachgewiesen werden (147 Proben).

Konsequenzen für die Praxis

Mit Hilfe der ausgearbeiteten Verfahrensweise und Untersuchungsmethoden sind Fumonisine sicher und selektiv zu identifizieren und zu quantifizieren. Die Belastung von Lebensmitteln mit Fumonisinen kann mit diesen Methoden noch in Konzentrationen erfaßt werden, die weit unter diskutierten Toleranz-, Richt- oder Höchstwerten (1.000 µg/kg) liegen, so daß eine umfassende Aufklärung der Belastungssituation auch im unteren Konzentrationsbereich sicher geleistet werden kann.

Die ausgearbeiteten Untersuchungsmethoden werden an die chemischen Untersuchungseinrichtungen im Land Baden-Württemberg weitergegeben. In einem anstehenden Untersuchungsschwerpunkt "Fumonisine" wird dadurch weiterhin Datenmaterial zur Belastung der Lebensmittel aus dem Handel und damit des Verbrauchers in einem größeren Rahmen gesammelt werden können, um die wissenschaftlichen Grundlagen zu erweitern, damit eine fundiertere Einschätzung des Gesundheitsrisikos durch Fumonisine ermöglicht wird.

Literatur:
Abschlußbericht

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