Durch Schimmelpilze und ihre Toxine verdorbenes

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Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVD Forschungsanstalt Agroscope Liebefeld-Posieux ALP

ALP gehört zur Einheit ALP-Haras

Andreas Gutzwiller

Durch Schimmelpilze und ihre Toxine verdorbenes

Schweinefutter

1. SCHWEIZERISCHE TIERÄRZTETAGE, Interlaken, 14. Juni 2012

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Schimmelpilze und ihre Toxine 1. Saprophyten („Lagerpilze“)

1. SCHWEIZERISCHE TIERÄRZTETAGE, Interlaken, 14. Juni 2012

Gelagertes Futter + Feuchtigkeit + O

₂

Erdnüsse:

Aflatoxin

Gerste:

Ochratoxin, Citrinin Silage:

Tremorgene, Citrinin

etc.

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3

1. Lagerpilztoxine und ihre Wirkungen

Toxin Substrat Pathologie Klinische Bedeutung beim Schwein

Aflatoxin Futtermittel aus den Tropen

Leberschäden Grenzwert im Futter

<toxische Konzentration Ochratoxin Getreide Nierenschäden

Spermienschädigung

CH: OT-verursachte

Nephrosen unbedeutend Citrinin Getreide,

Silagen

Nierenschäden Blutgerinnungs-

störungen

Citriningehalte in Getreide

unproblematisch Tremorgene Silagen ZNS-Störungen ?

andere Silagen ?

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Lagerpilztoxin Ochratoxin (OTA) und Spermaqualität von Ebern

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Wo 0 Wo 2 Wo 4 Wo 6 Wo 8 Wo 10

Viabilität Kontr.

Viabilität OTA Motilität Kontr.

Motilität OTA

Biro et al. (2003)

%

Gruppe OTA: 7 µg OTA/kg Futter

EU-Orientierungswert für Ochratoxin im Schweinefutter: 50 µg/kg

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5

1. Lagerpilze und ihre Toxine Nachweismöglichkeiten

Mykotoxinanalytik:

Nur Aflatoxin und Ochratoxin routinemässig analysiert (Multitoxin - Analysemethoden in Entwicklung)

Futtermittel-Mikrobiologie:

Beziehung Schimmelpilz-Zahl/Mykotoxinbelastung nicht eng

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6

Schimmelpilze und ihre Toxine

2. Pflanzenparasiten („Feldpilze“)

Fusarien auf Getreide, Mais, Gras Mykotoxine: Deoxynivalenol (DON),

Zearalenon > T-2 Toxin, Fumonisin > andere

Brand- und Rostpilze

Schleimhautreizung

Mykotoxine: ?

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7

Fusarientoxine in Getreide aus Schweizer Getreidesammelstellen

(Mykotoxin-Erhebungen ALP, 2000-2011)

DON

> 1 mg/kg

Zearalenon

> 0.2 mg/kg

T-2-Toxin 0.1 mg/kg

Fumonisin

> 5 mg/kg

Gerste 2% 0 n.a. n.a.

Weizen 8% 0 0 n.a.

Triticale 10% 2% 0 n.a.

Mais 37% 6% n.a. 1%

n.a. ,nicht analysiert

pro Getreide 400-1000 Proben; T-2-Toxinanalysen in wenigen Proben

Anteil der Proben mit einem erhöhten Mykotoxingehalt

(% der untersuchten Proben)

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8

Deoxynivalenol (DON, Vomitoxin) toxikologische Daten

Stabil bei 100 °C Wasserlöslich

Innerhalb 24 h praktisch vollständig eliminiert

Gewebsakkumulation minim →

Rückstände in tierischen Lebensmitteln vernachlässigbar Übergang auf Foeten

Appetit↓ (zentralnervöse Wirkung + Schleimhautreizung) Proteinsynthese↓

Immunsystem ↓↑

NOEL 0.04 mg/kg Körpergewicht pro Tag (EFSA, 1999)

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9

DON: appetithemmende Wirkung

Döll & Dänicke (2011)

(10)

10

DON: Einfluss auf die Antikörpertiter nach Vakzination

0 20 40 60 80 100 120 140

Rotter et al. (1994)

Pinton et al. (2008)

Kontrolle DON

Titer im Vergleich zur Kontrollgruppe (%)

DON-Futter: 2-3 mg/kg DON Kontrollfutter: DON-frei

Antigene: Schaferythrocyten bzw. Ovalbumin

EU-Orientierungswert: 0.9 mg/kg DON

(11)

11

DON: Einfluss auf die Oocytenqualität von Zuchtremonten

Kontrolle

(0.2 ppm DON)

6 ppm DON 10 ppm DON

Verzehr, kg/Tag 2 1.9 1.7

TZW, g 570 510 410

% degenerierte Oocyten

normal^a normal^a erhöht^b

Alm et al. (2006)

EU-Orientierungswert: 0.9 ppm DON

(12)

12

DON: Einfluss auf die Reproduktions- leistungen von Jungsauen

Kontrolle

0.2 ppm DON

6 ppm DON 6 ppm DON + Mycosorb Lebend geborene Ferkel, n 9.8 10 10.8

Wurfgewicht, kg 11.6 12.5 11.3

Totgeburten, % 6.3^bc 15.5^ac 4.6^b

Mumien, n 0.3 0.3 0

Laktationsfutter, kg/Tag 4.9^a 3.6^b 3.4^b Zuwachs Sauen, kg/Tag 0.3^a -0.6^b -0.5^b

Abgesetzte Ferkel, n* 7.7 7.8 7.8

Wurfgewicht Absetzen, kg 46 52 49

Absetzen-Rausche, Tage 6 15 15

*Wurfausgleich am 2. Tag auf 8 Ferkel/Wurf Diaz-Llano & Smith (2007) EU-Orientierungswert: 0.9 ppm DON

(13)

13

Zearalenon

toxikologische Daten

Stabil bei 100 °C

Löslich in organischen Lösungsmitteln Metabolismus zu α-Zearalenol

Ausscheidung z.T. über Galle; enterohepatischer Kreislauf Übergang Zearalenon und Metaboliten auf Foeten

Rückstände in tierischen Lebensmitteln vernachlässigbar

Östrogene Wirkung (beim Schwein antiluteolytisch)

NOEL 0.01 mg/kg KG pro Tag (juvenile Schweine; EFSA,

2011)

(14)

14

Zearalenon Klinik

Hyperöstrogenismus bei neugeborenen Ferkeln

Spreizer

Hyperöstrogenismus bei juvenilen weiblichen Tieren

Sexualzyklus-Störungen

Scheinträchtigkeit (persistierendes CL)

Andere mögliche Östrogenquelle im Futter: Phytoöstrogene in Sojaschrot

(15)

15

Mit Zearalenon und DON kontaminierte CCM in Schweizer Zuchtbetrieb

In der Ration von Jung- und Galtsauen:

Dezember: 3-7 ppm DON, 2-3 ppm Zearalenon

Januar-Februar 2-3 ppm DON, 1-2 ppm Zearalenon

Dez.-April Vorjahr

Dez.-April

Problemperiode

Non Return Rate, % 88 88

Absetzen-Trächtigkeit, Tage 7 7 Lebend geborene Ferkel, n 12.5 11.5

Geburtsgewicht, kg 1.5 1.5

Totgeburten, % 6.1 6.9

Abgesetzte Ferkel, n 10.5 10.2

Gutzwiller & Gafner (2009)

EU-Orientierungswert: 0.2 ppm Zearalenon

(16)

16

Analyse von Zearalenon in der Galle HPLC-Analyse; Forschungslabor

Döll et al. (2003) Beziehung Zearalenon im Futter/Zearalenon in Galle vorhanden

(17)

17

Analyse von Zearalenon in der Galle

Analysemethode ELISA; Dienstleistungslabor

0 20 40 60 80 100

0 0.5 1 1.5 2

Z e a ra le n o n G a ll e ( n g /m l)

Zearalenon im Futter, mg/kg

Daten…

Vom Labor empfoh- lener Grenzwert:

10-15 ng/ml

Galleproben: ALP

(18)

18

Analyse von DON in der Galle

HPLC-Analyse; Forschungslabor

0 20 40 60 80 100 120

0.2 1 4

DON in der Galle

0.2 1 4

DON im Futter, mg/kg

DON Galle (ng/ml)

Döll et al. (2003) Balken: Bereich zwischen Minima und Maxima

Fazit: Keine enge Beziehung DON im Futter/DON in der Galle

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19

Mykotoxinreduktion im Futter und Mykotoxinbinder

Futtermühlen: mechanische Aussortierung von Spelzen, Bruchkörnern

Theoretisch möglich: Waschen mit Wasser, Bisulfit …

Mykotoxinbinder:

EC Verordnung 386/2009:

Kategorie Futterzusätze, die Mykotoxine im Futter reduzieren, deren Absorption reduzieren…. („Mykotoxinbinder“)

Bis heute kein Produkt unter dieser Kategorie registriert

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Durch Schimmelpilze und ihre Toxine verdorbenes

Andreas Gutzwiller

Durch Schimmelpilze und ihre Toxine verdorbenes

Schweinefutter

Schimmelpilze und ihre Toxine 1. Saprophyten („Lagerpilze“)

Gelagertes Futter + Feuchtigkeit + O

1. Lagerpilztoxine und ihre Wirkungen

Lagerpilztoxin Ochratoxin (OTA) und Spermaqualität von Ebern

%

1. Lagerpilze und ihre Toxine Nachweismöglichkeiten

Mykotoxinanalytik:

Nur Aflatoxin und Ochratoxin routinemässig analysiert (Multitoxin - Analysemethoden in Entwicklung)

Futtermittel-Mikrobiologie:

Beziehung Schimmelpilz-Zahl/Mykotoxinbelastung nicht eng

Schimmelpilze und ihre Toxine

2. Pflanzenparasiten („Feldpilze“)

Fusarien auf Getreide, Mais, Gras Mykotoxine: Deoxynivalenol (DON),

Zearalenon > T-2 Toxin, Fumonisin > andere

Brand- und Rostpilze

Schleimhautreizung

Mykotoxine: ?

Fusarientoxine in Getreide aus Schweizer Getreidesammelstellen

(Mykotoxin-Erhebungen ALP, 2000-2011)

Anteil der Proben mit einem erhöhten Mykotoxingehalt

(% der untersuchten Proben)

Deoxynivalenol (DON, Vomitoxin) toxikologische Daten

Stabil bei 100 °C Wasserlöslich

Innerhalb 24 h praktisch vollständig eliminiert

Gewebsakkumulation minim →

Rückstände in tierischen Lebensmitteln vernachlässigbar Übergang auf Foeten

Appetit↓ (zentralnervöse Wirkung + Schleimhautreizung) Proteinsynthese↓

Immunsystem ↓↑

NOEL 0.04 mg/kg Körpergewicht pro Tag (EFSA, 1999)

DON: appetithemmende Wirkung

DON: Einfluss auf die Antikörpertiter nach Vakzination

DON: Einfluss auf die Oocytenqualität von Zuchtremonten

DON: Einfluss auf die Reproduktions- leistungen von Jungsauen

Zearalenon

toxikologische Daten

Stabil bei 100 °C

Löslich in organischen Lösungsmitteln Metabolismus zu α-Zearalenol

Ausscheidung z.T. über Galle; enterohepatischer Kreislauf Übergang Zearalenon und Metaboliten auf Foeten

Rückstände in tierischen Lebensmitteln vernachlässigbar

Östrogene Wirkung (beim Schwein antiluteolytisch)

NOEL 0.01 mg/kg KG pro Tag (juvenile Schweine; EFSA,

2011)

Zearalenon Klinik

Hyperöstrogenismus bei neugeborenen Ferkeln

Spreizer

Hyperöstrogenismus bei juvenilen weiblichen Tieren

Sexualzyklus-Störungen

Scheinträchtigkeit (persistierendes CL)

Andere mögliche Östrogenquelle im Futter: Phytoöstrogene in Sojaschrot

Mit Zearalenon und DON kontaminierte CCM in Schweizer Zuchtbetrieb

In der Ration von Jung- und Galtsauen:

Dezember: 3-7 ppm DON, 2-3 ppm Zearalenon

Januar-Februar 2-3 ppm DON, 1-2 ppm Zearalenon

Analyse von Zearalenon in der Galle HPLC-Analyse; Forschungslabor

Analyse von Zearalenon in der Galle

Analysemethode ELISA; Dienstleistungslabor

Z e a ra le n o n G a ll e ( n g /m l)

Zearalenon im Futter, mg/kg

Analyse von DON in der Galle

HPLC-Analyse; Forschungslabor

DON in der Galle

Mykotoxinreduktion im Futter und Mykotoxinbinder

Futtermühlen: mechanische Aussortierung von Spelzen, Bruchkörnern

Theoretisch möglich: Waschen mit Wasser, Bisulfit …

Mykotoxinbinder:

EC Verordnung 386/2009:

Kategorie Futterzusätze, die Mykotoxine im Futter reduzieren, deren Absorption reduzieren…. („Mykotoxinbinder“)

Bis heute kein Produkt unter dieser Kategorie registriert

Fusariotoxikosefälle bei Schweinen, 1928:

Titel: Nordamerikanische Futtergerste federal Nr. 2

A. Stöckli, Landw. Jahrbuch Schweiz 43 (1929)

„.. die Tiere (Anm.: Schweine) das Futter nur ungern

annehmen und kurze Zeit nach der Futteraufnahme dasselbe wieder erbrechen“

Ergebnisse: „Es wird eine Beziehung festgestellt zwischen dem quantitativen Vorkommen von durch Giberella (Anm.:

synonym Fusarium) zerstörten Gerstenkörnern und dem Auftreten von Vergiftungserscheinungen bei Schweinen.“