Strukturformel
In der Vergangenheit waren AFLA verantwortlich für eine Reihe verheerender Epidemien. Ein Zwischenfall, bei dem 1969 in Großbritannien mehr als 100.000 Puten und Entenküken infolge einer Aflatoxikose verendeten
zu den bekanntesten Mykotoxinvergiftungen (HABERMEHL, 1989; GOTO, 1990).
Von den vier natürlich vorkommenden
stärkste mutagene Auswirkung auf den Organismus
entfalten ihre Toxizität nach Aktivierung durch Gewebsoxygenasen (CYP450
°C) auch noch bei sehr niedrigen Temperaturen (z.
einer Toxinproduktion zu rechnen ist.
Man unterscheidet AFLA B1, B2, G1 und G2. AFLA B1 wird von
gebildet und mit anderen Aflatoxinen zur Gruppe der Cumarinderivate zusammengefasst. AFLA sind sekundäre Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen der
. Sie werden vor allem unter tropischen und
Temperaturen gebildet sowie bei O2-Gehalten über 1 %. AFLA B1 ist sehr hitzestabil (s.
) und wird erst bei sehr hohen Temperaturen (> 250 °C) zerstört. Auch Werte führen nicht zum Verlust der toxischen Potenz (FLACHOWSKI et al.,
chemische Eigenschaften von AFLA B1
C17H12O64
In der Vergangenheit waren AFLA verantwortlich für eine Reihe verheerender Epidemien. Ein Zwischenfall, bei dem 1969 in Großbritannien mehr als 100.000 Puten und Entenküken infolge einer Aflatoxikose verendeten - „turkey X disease“
zu den bekanntesten Mykotoxinvergiftungen (HABERMEHL, 1989; GOTO, 1990).
natürlich vorkommenden AFLA (B1, B2, G1, G2) besitzt AFLA
Auswirkung auf den Organismus (WONG u. HSIEH, 1976). AFLA entfalten ihre Toxizität nach Aktivierung durch Gewebsoxygenasen (CYP450
°C) auch noch bei sehr niedrigen Temperaturen (z. B. 7 °C) mit
wird von A. flavus und gebildet und mit anderen Aflatoxinen zur Gruppe der Cumarinderivate zusammengefasst. AFLA sind sekundäre Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen der . Sie werden vor allem unter tropischen und subtropischen ist sehr hitzestabil (s.
°C) zerstört. Auch Werte führen nicht zum Verlust der toxischen Potenz (FLACHOWSKI et al.,
in Aceton, Chloroform, Ethanol, Methanol
In der Vergangenheit waren AFLA verantwortlich für eine Reihe verheerender Epidemien. Ein Zwischenfall, bei dem 1969 in Großbritannien mehr als 100.000
Puten-„turkey X disease“ - zählt wohl zu den bekanntesten Mykotoxinvergiftungen (HABERMEHL, 1989; GOTO, 1990).
) besitzt AFLA B1 die (WONG u. HSIEH, 1976). AFLA entfalten ihre Toxizität nach Aktivierung durch Gewebsoxygenasen (CYP450-Enzyme).
Sie werden in der Leber zu Endo- und Exo-Epoxiden metabolisiert, die dann ihrerseits hepatozelluläre Schäden sowie Hämorrhagien in Lunge und Leber verursachen. Die reaktiven Epoxide können mittels Glutathion-S-Transferasen inaktiviert und letztlich auch ausgeschieden werden (GORELICK, 1990; MASSEY et al., 1995). Werden AFLA über das Futter verabreicht, sind sie im Organismus anschließend in sinkenden Konzentrationen in Leber, Niere, Muskulatur und Blut nachweisbar. Bei sehr hohen Gehalten kommt es zu einem „Carry over“ (Legehennen → Eier; Kühe → Milch).
AFLA wirken stark terato- und karzinogen auf Leber- und Nierenzellen (STARK, 1980).
Eine längerfristige Exposition mit moderaten Konzentrationen führt zu Störungen der Leberfunktion, Ikterus, reduziertem Wachstum, beeinträchtigter Futterverwertung und Hypoproteinämie. Chronische AFLA B1- Belastungen führen zu einer Reihe verschiedener Abwehrfunktionen und erhöhen die Anfälligkeit gegenüber Sekundärinfektionen (FINK-GREMMELS, 2005). SMITH und HAMILTON (1970) beobachten bei Hühnern außer einer Vergrößerung von Leber, Milz und Pankreas eine Atrophie der Bursa Fabricii. Weiterhin zeigen betroffene Tiere eine verminderte zellvermittelte Immunantwort (DIETERT et al., 1985), eine herabgesetzte Antikörperproduktion (THAXTON et al., 1974) und eine reduzierte Phagozytoseleistung von Monozyten und Makrophagen (CHANG u. HAMILTON, 1979; NELDON-ORTIZ u.
QURESHI, 1992). Bei Broilern zeigt die Kombination von AFLA und T-2 Toxin zudem eine synergistische Toxizität (HUFF et al. 1988). Dabei greifen AFLA an verschiedenen Punkten auf zellulärer Ebene an (s. Tabelle 19).
Tabelle 19: Angriffspunkte von AFLA B1 auf zellulärer Ebene (nach TÄSCHNER, 1999) Nukleinsäure-und Proteinsynthese Hemmung der HAT-Synthese
Kohlenhydratstoffwechsel Hemmung der Glykogensynthetase
Fettstoffwechsel Hemmung der Fettsäuresynthese und des Lipidtransportes (Leberverfettung)
Mitochondrienfunktion Hemmung des Elektronentransportes
NORTON und NESBITT (2001) beobachten bei Vögeln (Kraniche) das Vorkommen von Cholangiosarkomen in Kombination mit einem Halsparese-Syndrom und führen dieses ätiologisch auf Mykotoxine zurück. Ein identisches Krankheitsbild tritt bei
MERINO-MONCADA, 1986). Die Aufnahme verschimmelter Erdnüsse führt bei Kranichen zu einer Mykotoxikose, welche sich klinisch durch ein „Hängenlassen des Kopfes“, multiple Muskelhämorrhagien und submandibuläre Ödeme äußert (WINDINGSTAD et al., 1989). Auch die erhöhte Inzidenz zur Ausbildung eines Kreuzschnabels wird mitunter auf die Aufnahme von Mykotoxinen zurückgeführt (HATT, 2003). Zudem wird das Auftreten von Kachexien bzw. Lebertumoren bei Störchen (n = 10) durch überhöhte AFLA-Werte im Futter erklärt, ohne dass hier genauere Mengenangaben gemacht werden (LEADLEIN-GREILSAMMER et al., 1979).
Einen Spezialfall stellt die Endomykose der Vögel dar, bei der es z.B. nach Besiedlung der Luftsäcke von Vögeln mit Aspergillen erst zur Ausprägung einer Mykose (Pilzrasen auf den Septen) und später im Verlauf der Erkrankung zur Bildung von Mykotoxinen im Tier (also endogen) mit der Folge typischer Vergiftungserscheinungen einer Mykotoxikose kommt (BAUER u. KORBEL, 1990).
Auch TÄSCHNER (1999) kann in seinen Untersuchungen ähnliche Symptome beobachten. Er isoliert Aspergillus-Stämme aus den Luftsäcken verschiedener Vögel, die auf pflanzlichen Nährmedien AFLA bilden. Im Rahmen einer schweren Aspergillose führen AFLA zu Dilatationen des Drüsenmagens (KALETA u. KRAUTWALD-JUNGHANS, 2003), wobei neben den klassischen Symptomen einer Aspergillose (Abmagerung, Mattigkeit, stumpfes Gefieder und unverdaute Futterbestandteile im Kot) auch die mutagene Wirkung des AFLA klinisch zum Tragen kommt.
BÖHM und HOCHLEITHNER (1991) beschreiben Verdachtsfälle von Mykotoxikosen bei Zeisigen (Carduelis spp.), Wellensittichen (Melopsittacus undulatus) und Sperlingspapageien (Forpus spp.), bei denen im Futter AFLA nachgewiesen werden konnte (20 µg/kg im Zuchtfutter; 15 µg/kg in der Kolbenhirse). Im Zuge der Sektion wird jedoch kein AFLA analysiert, weshalb kein direkter Beweis für eine Aflatoxikose erbracht werden konnte.
Auch beim Kleinsäuger lassen sich durch AFLA bedingte Mykotoxikosen beobachten.
Auf einer Chinchillafarm in Argentinien versterben 200 Tiere an einer akuten Aflatoxikose, nachdem sie ein kommerzielles, pelletiertes Mischfutter auf Haferbasis gefressen hatten (GONZALEZ PEREYRA et al., 2008). Dieses weist in der Analyse einen AFLA B1-Gehalt in Höhe von 212 ± 8,48 mg/kg (uS) auf. Die pathohistologische
Untersuchung der Lebern von 9 der verendeten Tiere ergibt eine generelle Lebervergrößerung mit Hypertrophie, abgerundeten Leberrändern und gelblicher Verfärbung.
Bei Kaninchen führen Gehalte von 15 µg AFLA B1/kg Mischfutter zu erhöhten Mortalitäts- und Morbiditätsraten (MAKKAR u. SINGH, 1991; MÉZES, 2008). Klinisch können hämolytische Anämien und cytotoxische Effekte beobachtet werden (VERMA u.
MEHTA, 1998). Bei der Fütterung von mit 50 µg/kg AFLA B1 belastetem Futter treten Leberschädigungen mit Verlust der Leberstruktur auf (ABDELHAMID et al., 2002).
Außerdem kommt es zu Veränderungen an Nieren, Hoden, Gehirn und Schilddrüse (LAKKAWAR et al., 2004). Die teratogene Wirkung von AFLA äußert sich zudem in deformierten Augenhöhlen sowie Lebervergrößerungen beim Embryo (WANGIKAR et al., 2005).
LARRSON und TJÄLVE (2000) zeigen, dass neben dem Futter als Eintragsweg auch die Inhalation kontaminierten Staubes nicht außer Acht zu lassen ist und werfen die Frage auf, ob die Exposition der Nasenschleimhaut mit hohen Konzentrationen von AFLA über entsprechende Neuronen evtl. auch zu einer Schädigung des Gehirns führt.
Die LD50 gibt nur Auskunft über die akute Toxizität (s. Tabelle 20). Man geht aber davon aus, dass für die Praxis die längerfristige Aufnahme geringerer Mengen von größerer
Anhand dieser Angaben lässt sich für eine Maus (KM: 20 g; Futteraufnahme: 3 g uS/Tier/Tag) eine Aufnahme von 180 µg AFLA zum Erreichen der LD50 kalkulieren, was einer AFLA-Konzentration im Futter von 60.000 µg/kg Futter (uS) bzw. 68,18 mg/kg TS (88%) entspricht.
- AFLA in Futter- und Lebensmitteln
AFLA werden als Kontaminanten in Futter- und Lebensmitteln als Folge eines Schimmelpilzbefalls (Aspergillus spp.) vor und/oder nach der Ernte gefunden. Das Vorkommen wird sowohl bei Produkten pflanzlicher als auch tierischer Herkunft (z. B.
Lagergetreide, Ölsaaten, Mischfutter, Nüsse, Schinken, Trockenfisch, Hartkäse, etc.) beobachtet (CHELKOWSKI, 1991). Der Kontaminationsgrad ist dabei u.a. von Temperatur, Feuchtigkeit und den Lagerungsbedingungen abhängig. Aflatoxine sind in der Regel am häufigsten in Nüssen und deren Produkten, Gewürzen, Feigen, Mais, Reis, Trockenfrüchten u. a. zu finden. Es gibt Verfahren, die AFLA in Getreide, Erdnüssen, Feigen und verschiedenen Feldfrüchten reduzieren (z.B. Aussortieren; s.
auch 2.3.6.7), jedoch nicht komplett eliminieren können. Die WHO hat bei ihrem 49.
Treffen zum Thema Nahrungszusätze und Kontaminationen in Genf (1998) durch ihr Expertenkommittee (JECFA) ein Programm zur chemischen Sicherheit von Lebensmitteln vorgestellt (WHO Food Additives Series 40). Es werden Daten einzelner Länder von verschiedenen Kontinenten überprüft, um einen Überblick über die Toxinkonzentration in Lebensmitteln zu bekommen.
Bei der Untersuchung von AFLA in Getreiden ergibt sich laut der WHO Food Additives Series (40) für Mais aus den USA ein Median-Wert von 0,3 µg/kg (uS). Europäischer Mais kommt auf einen Median von 0,1 µg/kg.
Bei der Analyse auf AFLA B1 ergibt sich ein Wert von 3,0 µg/kg als 50 % Percentil für chinesischen Mais. Die europäischen Rohwaren haben 0,7 µg/kg als 50 % Percentil für alle untersuchten Proben. Der Großteil aller untersuchten Einzel-FM weist jedoch keine detektierbaren Mengen an AFLA auf. In einem Screening von 214 unbehandelten Maisproben (ohne genaue Herkunftsangaben) kann in 38,3 % der Futtermittel AFLA nachgewiesen werden (VARGAS et al., 2001). Der im Rahmen der amtlichen FM-Kontrolle veröffentlichten Jahresstatistik von 2007 ist im Kapitel über das Vorkommen
unerwünschter Stoffe mit Höchstgehalten (Anl. 5, FMVO) zu entnehmen, dass bei den Untersuchungen auf AFLA von 341 Proben von Getreide/-produkten (darunter Sorghum, Dinkel, Mais, Roggen, Weizen, u.a.) keine einzige der Proben zu beanstanden ist.
Im Zuge der Jahresstatistik 2007 der amtlichen FM-Überwachung in Deutschland werden auch Ölsaaten, Ölfrüchte und deren Erzeugnisse (n = 476) sowie Körner-Leguminosen und deren Erzeugnisse (n = 8) untersucht. Bei keiner der Proben kann eine Überschreitung von Höchstwerten an AFLA nachgewiesen werden. Auch bei Analysen von Kürbis- und Sbl.-K. (n = 24) weist keine der Proben eine Kontamination mit AFLA B1 auf (LAVES, 2007). Die Untersuchung von Mandeln, Cashewkernen sowie Hasel- oder Walnüssen aus Saudi-Arabien ergibt keine Kontamination mit AFLA (ABDEL-GAWAD und ZOHRI, 1993). Bei einer Untersuchung von Hasel- und Walnüssen (n = 20) aus Ägypten kann hingegen bei 90 % der Proben eine Kontamination mit AFLA nachgewiesen werden (ABDEL-HAFEZ und SABER, 1993).
Die Gehalte variieren dabei zwischen 25,0 und 175 µg/kg uS (Haselnüsse) bzw.
zwischen 15,0 und 25,0 µg/kg uS (Walnüsse). Auch Erdnüsse und Haselnüsse iranischer und türkischer Herkunft weisen teilweise sehr hohe AFLA-Gehalte auf (s.
Tabelle 21). Demgegenüber werden in Macadamianüssen sowie Cashew- und Walnusskernen so gut wie keine Belastungen mit AFLA nachgewiesen.
Tabelle 21: AFLA- Gehalte in verschiedenen Nüssen
n pos./n max-Wert (µg/kg uS)
Ähnliche Untersuchungsergebnisse zeigen sich bei einer Überprüfung von Nüssen und deren Produkten aus dem LM-Bereich (s. Tabelle 22). In den Food Additives Series 40 (WHO) liegt der Median-Wert für untersuchte Erdnüsse aus den USA bei 0,3 µg/kg
(uS). In Europa analysierte Erdnüsse weisen einen AFLA-Gehalt von 0,6 µg/kg auf.
Chinesische Erdnüsse erreichen 3,0 µg/kg AFLA.
Tabelle 22: Gehalte an AFLA B1 bzw. der Summe aller B- und G-AFLA in versch.
Nüssen, Ölsaaten und Leguminosen (LGL BAYERN, Berichtsjahr 2007) Anzahl der Proben
* Bezugsgröße: LM n.n. = unterhalb der Limit of Detection (LOD)
1)Zollproben 2) Proben der amtlichen FM-Überwachung
Bei der Untersuchung von Trockenfrüchten wie z.B. Feigen, Aprikosen oder Rosinen (s. Tabelle 23) kann in der Mehrheit der Proben keine Kontamination mit AFLA B1
nachgewiesen werden und auch die positiven Ergebnisse sind unter den LOD-Werten einzustufen. Auch bei Produkten aus der Kategorie „andere Samen und Früchte“ und deren Erzeugnisse (n = 7) können keine AFLA-Kontamination gefunden werden (LGL Bayern, 2007).
Tabelle 23: Gehalte an AFLA B1 bzw. der Summe aller B- und G-Aflatoxine in verschiedenen Trockenfrüchten (LGL BAYERN, 2007)
Trockenfrüchte Anzahl der Proben positiv* / gesamt
1)Zollproben 2) Proben der amtlichen FM-Überwachung
Bei der Untersuchung von Misch-FM auf der Basis von Getreide (n=40) lässt sich in keiner der Proben AFLA nachweisen (SCUDAMORE et al., 1997). Im Rahmenplan der EU-Kontrollaktivitäten (2007-2011) sind bis dato 1087 Misch-FM untersucht, allerdings lediglich 0,1 % der Proben beanstandet. In Misch-FM für Geflügel, in denen bei 41,3 % der Proben Schimmelpilze der Gattung Penicillium, bei 33,3 % der Mischungen Aspergillus spp. und bei 20,6 % der Proben Fusarium spp. isoliert werden, variieren die AFLA-Gehalte (HPLC) zwischen 1,20 und 17,5 µg/kg (OLIVEIRA et al., 2006). In Geflügelfutter aus Argentinien (DALCERO et al., 1997, 1998) ist AFLA B1 ( s. Tabelle 24) das am häufigsten detektierte Mykotoxin (10-197 µg/kg; max. erlaubt in AF f.
Geflügel lt. FMVO in Deutschland: 20 µg/kg Futter).
Tabelle 24: AFLA-Gehalte in Geflügelfutter aus Argentinien (DALCERO et al., 1997, 1998) Isolierter
Schimmelpilz
Häufigkeit (% aller Proben)
Detektiertes Mykotoxin [µg/kg uS]
1997 (n = 300) Aspergillus spp. 52 AFLA 17-197 1998 (n = 130) Aspergillus spp. 85 AFLA 10-123
2.3.6.4 Ochratoxin A (OTA)
- allgemeine Eigenschaften
Nach den AFLA sind die Ochratoxine die nächstgrößere Gruppe von Mykotoxinen, die entdeckt werden. Bei der Untersuchung von verschimmeltem Maismehl werden sie erstmals isoliert (SCOTT, 1965;
Ochratoxin C die größte Toxizität. OTA, ein Metabolit von
isoliert und ist somit für die Namensgebung verantwortlich (VAN DER MERVE, 1965).
Seitdem kann bei vielen verschiedenen
von OTA nachgewiesen werden. Alle Arten können den „Lagerpilzen“ zugeordnet werden. Die thermische Stabilität von OTA hängt vom Wassergehalt ab. OTA ist im Allgemeinen hitzestabil bis 300