Zearalenon (ZEA)

ZEA ist ebenfalls ein Fusarientoxin (Schimmelpilz mit Potenzial für Toxinbildung: v. a.

F. graminacaeum und F. culmorum, aber auch F. crookwellense, F. equiseti, F. heterosporum), besitzt eine östrogenartige Wirkung (HIDY, 1977) und tritt, da die Bildung unter den gleichen Bedingungen erfolgt, häufig zusammen mit DON auf.

Bereits seit Ende der zwanziger Jahre des letzten Jahrhunderts werden Anzeichen von Hyperöstrogenismus in der Schweinemast mit dem Einsatz von verschimmeltem

Getreide in Verbindung gebracht. Seit den sechziger Jahren kann man den wirksamen Metaboliten aus Kulturen von

eine makrocyklische chemische Verbindung mit ß Trivialname für die Verbindung 6

resorcinsäurelakton, C₁₈H₂₂O

Übersicht 2). ZEA liegt in Getreide und Getreideprodukten überwiegend in der trans Konfiguration vor und ist strukturell ähnlich zu östrogenartigen Substanzen (UENO, 1977).

kanzerogenen und teratogenen Eigenschaften) sowie durch Nährstoffverluste (OLIVEIRA et al., 2006) gravierende

ZEA ist ein Resorcyl-Lacton und Ligand für Östrogenrezeptoren in diversen Zielgeweben. Die Bindungsaffinität steigt erst nach der Metabolisierung zu Alpha ß-Zearalenol über die des

17-der direkten Interaktion mit den Rezeptoren

Getreide in Verbindung gebracht. Seit den sechziger Jahren kann man den wirksamen Metaboliten aus Kulturen von Fusarium graminearum (auch Giberella

eine makrocyklische chemische Verbindung mit ß-Resorcylsäure Trivialname für die Verbindung 6-(10-Hydroxy-6-oxo-trans

O_5, (s. Überschrift) wird Zearalenon (ZEA

). ZEA liegt in Getreide und Getreideprodukten überwiegend in der trans Konfiguration vor und ist strukturell ähnlich zu östrogenartigen Substanzen (UENO,

chemische Eigenschaften von ZEA

Futter kann durch nachhaltige physische Schäden (durch die kanzerogenen und teratogenen Eigenschaften) sowie durch Nährstoffverluste

gravierende Auswirkungen auf die Tiergesundheit

Lacton und Ligand für Östrogenrezeptoren in diversen Zielgeweben. Die Bindungsaffinität steigt erst nach der Metabolisierung zu Alpha

-ß-Östradiols. ZEA und seine Metaboliten

ktion mit den Rezeptoren eine deutlich östrogene Wirkung, die sich Getreide in Verbindung gebracht. Seit den sechziger Jahren kann man den wirksamen iberella zeae) isolieren, ure-Struktur. Als

trans-1-undecenyl)-ß-ZEA) gewählt (s.

). ZEA liegt in Getreide und Getreideprodukten überwiegend in der trans-Konfiguration vor und ist strukturell ähnlich zu östrogenartigen Substanzen (UENO,

methyl-7-oxo-gut in Aceton, Essigsäure, Ethanol, Laugen,

durch nachhaltige physische Schäden (durch die kanzerogenen und teratogenen Eigenschaften) sowie durch Nährstoffverluste Auswirkungen auf die Tiergesundheit haben.

Lacton und Ligand für Östrogenrezeptoren in diversen Zielgeweben. Die Bindungsaffinität steigt erst nach der Metabolisierung zu Alpha- und Östradiols. ZEA und seine Metaboliten zeigen aufgrund eine deutlich östrogene Wirkung, die sich

Charakteristisch sind Veränderungen an den Fortpflanzungsorganen und Störungen innerhalb der hormonellen Regelkreise (BAUER u. GEDEK, 1978; BAUER, 1982).

Geflügel zeigt im Vergleich zu anderen Haustierarten eine geringe Empfindlichkeit gegenüber ZEA. Gehalte bis 800 mg/kg haben keine wesentlichen Einflüsse auf die Leistung von Hühnerküken sowie die Eiproduktion und Eigröße adulter Hühner (CHI et al., 1980; ALLEN et al., 1981).

Čonková et al. (2001) untersuchen bei Kleinsäugern (Kaninchen) die Auswirkungen oraler ZEA-Gaben in geringer (10 mg/kg KM) bzw. hoher (100 mg/kg KM) Dosis auf diverse Blutparameter (AST, ALT, ALP, γ-GT, GLDH). Bereits die geringe Konzentration führt zu einem signifikanten Anstieg aller Parameter (Indikation für eine Lebervergiftung). Bei Rammlern verursacht ZEA in hohen Konzentrationen eine verminderte Libido sowie eine beeinträchtigte Spermiogenese (FENSKE u. FINK-GREMMELS, 1990). POMPA et al. (1986) stellen eine hohe Sensitivität von Kaninchen bezüglich der östrogenen Effekte heraus, da ZEA in den Hepatocyten in alpha-Zearalenol umgewandelt wird. In Tabelle 16 sind die wichtigsten Symptome einer Intoxikation mit ZEA zusammengefasst.

Tabelle 16: Störungen durch ZEA (modifiziert nach D´MELLO, 1999)

Spezies Symptome Autor(en)

Kaninchen reduziertes Körpergewicht; strukturelle u. funktionelle Veränderungen an Leber, Nieren (höhere Anfälligkeit für weibliche Tiere) u. Uterus

ABDELHAMID et al. (1992)

Ratte reduzierte Serumtestosterongehalte u.

Spermienzahlen

KALIAMURTHY et al. (1997) Maus persistierender Östrus u. Sterilität ITO u. OHTSUBO (1994) Maus Genotoxizität; Induktion

Tabelle 17: Akute Toxizität von ZEA (Angaben für die LD50 in mg/kg KM) KUIPER-GOODMAN et al. (1987) GILBERT (1989)

Anhand der Angaben aus obiger Tabelle ließe sich folgende Kalkulation vornehmen:

Eine Maus mit einer KM von 20 g und einer Futteraufnahme von 3 g uS/Tag müsste zum Erreichen der LD50 40 mg ZEA aufnehmen. Das entspräche einer ZEA-Konzentration von 13,33 mg/kg Futter (uS) bzw. 15,11 mg/kg TS (88 %).

- ZEA in Futter- und Lebensmitteln

Von 5018 untersuchten Getreideproben aus 9 EU-Mitgliedsstaaten (SCOOP, 2003) weisen 32 % (n = 1.594) eine Kontamination mit ZEA auf (> LOD).

Bei den untersuchten Maisproben (n = 824) sind 79 % positiv mit Höchstwerten zwischen 22 µg/kg in Proben aus den Niederlanden (LOD = 10 µg/kg) und 6.492 µg/kg in Getreideproben aus Italien (LOD = 10 µg/kg). Der Mittelwert 1 variiert zwischen 5,2 µg/kg (Österreich) und 672 mg/kg (Italien).

Bei in Deutschland, Frankreich und Großbritannien untersuchten Reisproben (n = 74) bzw. Reisprodukten (n=134) schwankt der Mittelwert 1 der 9 % positiven Proben zwischen 0,83 mg/kg (Frankreich) und 2,0 µg/kg (Deutschland).

Bei den durch den Rahmenplan der Kontrollaktivitäten im FM-Sektor für die Jahre 2007-2011 bis jetzt erfassten ZEA-Analysen wird keine der untersuchten 961 Einzel- und 937 Misch-FM beanstandet. Die Grenzwerte richten sich hierbei nach der Empfehlung der Kommission (2006/583/EG) und betragen für ZEA 0,1-3,0 mg/kg (luftrockene Substanz).

Die amtliche FM-Kontrolle (Jahresstatistik 2007) zeigt im Kapitel „unerwünschte Stoffe ohne Höchstgehalte“, dass in der Kategorie Getreide- und Getreideprodukte keine der 972 auf ZEA untersuchten Proben zu beanstanden ist.

Über das Vorkommen von ZEA und Fumonisinen in der Getreideernte von 2007 gibt es Untersuchungen von MANOVA und MLADENOVA (2008). Die klimatischen Gegebenheiten in Bulgarien (durchschnittliche Temperaturen, häufige Regenfälle) begünstigen zunächst das Pilzwachstum von Fusarium spp. und im weiteren Verlauf auch die Bildung spezifischer Mykotoxine. 91 Getreideproben (Weizen, Gerste, Mais) werden analysiert. ZEA wird sowohl in Mais (max. 148 µg/kg), als auch in Weizen und Gerste (max. 36,6 µg/kg) nur vereinzelt nachgewiesen.

Bei SCHOLLENBERGER et al. (2005) überschreitet keine der untersuchten Mais-Proben aus Deutschland (2000/2001) den gesetzlichen Grenzwert von 3,0 mg/kg lufttrockene Substanz für ZEA laut Empfehlung der Kommission (2006/576/EG).

Die ZEA-Gehalte variieren im starken „Fusarienjahr“ 2002 (sehr feucht) allgemein zwischen 20 und 60 µg/kg, wobei einzelne Proben aber auch Werte bis zu 3.000 µg/kg aufweisen (HANSCHMANN et al., 2004).

Bei einer Analyse von jeweils 20 Proben Hasel- bzw. Walnüsse aus Ägypten auf verschiedene Mykotoxine ist in nur einer der untersuchten Walnussproben eine Kontamination mit ZEA (125 µg ZEA/kg uS) nachweisbar (ABDEL-HAFEZ und SABER, 1993).

Eine Belastung von Trockenfrüchten mit ZEA kann bisher nicht nachgewiesen werden.

Die im Rahmen einer amtlichen FM-Kontrolle durchgeführte Untersuchung von 702 Misch-FM auf ZEA ergibt keinen zu beanstandenden Gehalt. Bei der Überprüfung von kommerziellen Heimtier-FM zeigen sich bei drei von 60 Proben Gehalte von 100 bis 130 µg/kg (MARTINS et al. 2003). In Allein-FM für Geflügel (Spanien) können mittels DC ZEA-Gehalte zwischen 0,1 und 7,0 µg/kg nachgewiesen werden (OLIVEIRA et al., 2006). Etwas höher sind die Gehalte in Geflügelfutter aus Argentinien (s. Tabelle 18).

Tabelle 18: DON-/ZEA-Gehalte in Alleinfuttermitteln für Geflügel aus Argentinien (DALCERO et al., 1997, 1998)

Isolierter Metaboliten Mykotoxine wie Aflatoxine (AFLA) zu bilden (SCHWADORF, 1995).

Zunächst richten sich diese sekundären Metaboliten gegen Konkurrenten, welche dasselbe Substrat wie sie selbst nutzen, wie z.B. Bakterien (Bildung von Substanzen mit antibiotischer Aktivität); sie können aber gleichzeitig auch die Wirtspflanze vor Infektionen und Insektenbefall schützen (FINK-GREMMELS, 2005). Die Nähr- und Wirkstoffansprüche von Schimmelpilzen an ihr Medium sind sehr komplex. Allgemein gilt aber, dass in nährstoffreichen Medien die Produktion der Sekundärmetaboliten i.d.R. erst nach Verlangsamung des Mycelwachstums startet, wohingegen in nährstoffarmen Medien die Produktion schon eher einsetzt (BU`LOCK, 1965). Eine wichtige Rolle spielen jeweils das C/N-Verhältnis (ECKSTEIN, 1984) und der Phosphatgehalt (BU`LOCK, 1975). Sekundäre Metaboliten (wie die hier untersuchten Mykotoxine), die für Wachstum und Überleben des Schimmelpilzes nicht essentiell sind, werden im Gegensatz zu Primärmetaboliten (Aminosäuren, Zucker etc.) allgemein nicht unter Milieubedingungen gebildet, bei denen der Pilz optimal wächst (ORTH, 1981), sondern erst dann, wenn die Lebensbedingungen nicht mehr optimal sind. Dabei ist die Mykotoxinbildung über einen weiten Temperaturbereich möglich (LACEY u. MAGAN, 1991; ROTH et al., 1990). Je höher die Temperatur, desto geringer der Wasserbedarf.

Das lässt den Schluss zu, dass zur Vermeidung einer Toxinbildung das Erntegut umso