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Mykotoxine und Mykotoxin-produzierende Pilze im Biolandbau
Einleitung
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| Mykotoxine sind eine
Gruppe von natürlichen, strukturell sehr unterschiedlichen
Giftstoffen, die durch Schimmelpilze gebildet werden. Sie
kommen regelmässig in Ernteprodukten wie Getreide, ölhaltigen
Samen und Früchten vor. Seit einigen Jahren wächst die Erkenntnis,
dass Mykotoxine bei Mensch und Tier Vergiftungserscheinungen
hervorrufen können. Tritt das Problem spezifisch bei Produkten
aus dem Biolandbau auf, wie dies von verschiedenen Seiten
kritisiert wurde?
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Verdacht
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Dennis T. Avery (1998), Direktor des Center for Global
Food Issues und Senior Fellow des Hudson Institute, kritisiert
in seinem Artikel, dass Erzeugnisse aus der biologischen
Landwirtschaft im Vergleich zur konventionellen vermehrt
Verunreinigungen mit Mykotoxinen aufwiesen. Seine Hypothese
basiert auf der Annahme, dass die meisten Mykotoxine von
Pilzen produziert werden und dass Pflanzen, welche regelmässig
mit Fungiziden behandelt werden, weniger Pilzbefall aufweisen
müssten. Somit seien auch weniger Mykotoxine zu erwarten.
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Fakten
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Wirkungsweise
Mykotoxine sind Sekundärmetaboliten, die von Mikroorganismen
gebildet werden. Hinsichtlich ihrer Entstehung wird unterschieden
zwischen Mykotoxinen, die bereits während des Anbaus gebildet
werden (durch "Feldpilze" wie Fusarium), und denen, die bei
unsachgemässer Lagerung im Erntegut entstehen (durch "Lagerpilze"
wie Aspergillus und Penicillium). Die Bildung von Mykotoxinen
bei der Ernte ist stark von Witterungs- und Standortfaktoren,
vom Ausmass mechanischer Schädigung des Getreides sowie vom
Vorhandensein der Pilze abhängig. Bei der Lagerung führen
ungünstige Bedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit) zu erhöhter
Produktion von Mykotoxinen. Zur unsicheren Vorhersage bezüglich
Auftreten der pilzlichen Erreger gesellt sich die Tatsache,
dass in Frage kommende Pilzarten ihre toxischen Stoffwechselprodukte
nicht immer produzieren. Bis heute ist nicht eindeutig geklärt,
inwieweit äussere Einflussfaktoren oder genetische Veranlagung
bei den Pilzen zur Produktion von Mykotoxinen führen. Ein
üppiges Pilzwachstum muss nicht gleichzeitig mit einer starken
Toxinbildung verbunden sein, umgekehrt kann auch bei schwachem
Pilzwachstum eine starke Toxinbildung auftreten. Zu den wichtigsten
Mykotoxin-bildenden Pilzen gehören Aspergillus, Penicillium,
Fusarium, Alternaria und Claviceps (Tab. 1). |
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Tabelle 1: Wichtigste
Mykotoxin-produzierende Schadpilze und ihre Toxine
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| Pilzlicher Erreger |
Toxine |
| Aspergillus |
Aflatoxin B1, G1,
M1, Ochratoxin A (in wärmeren Regionen der Erde),
Sterigmatocystin, Cyclopiazonsäure |
| Penicillium |
Ochratoxin A (in gemässigten
Breiten), Citrinin, Patulin, Cyclopiazonsäure, Penitrem A |
| Fusarium |
Trichothecene (Deoxynivalenol,
Nivalenol, T-2 Toxin, HT-2-Toxin, Diacetoxyscripenol) Zearalenon,
Fumonisine, Moniliformin |
| Alternaria |
Tenuazonsäure, Alternariol, Alternariolmethylether |
| Claviceps |
Ergotalkaloide |
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Mykotoxine können direkt über den Verzehr von pflanzlichen
Lebensmitteln, aber auch indirekt über Futtermittel in die
menschliche Ernährung gelangen. Mykotoxine können für die
tierische und die menschliche Gesundheit ein Risiko darstellen,
da sie vielfältige unerwünschte Wirkungen ausüben (Spahr
et al., 1999). Die meisten Mykotoxine sind hitzestabil und
sehr beständig. Es ist klar, dass sich Mykotoxine kaum aus
der landwirtschaftlichen Produktion verbannen lassen, da
das Verderben von Nahrungs- und Futtermitteln nicht eliminiert
werden kann.
Deshalb gilt es, Mykotoxin-Kontaminationen in der Produktion,
der Verarbeitung und der Lagerung der Erzeugnisse zu erkennen
und entsprechend zu bekämpfen. Im Ausland wurden einige
Fälle bekannt, wo Mykotoxine speziell in Produkten aus dem
biologischen Anbau gefunden wurden (Mandroux et al., 1999:
Patulin im Apfelsaft; Backes, et al., 1997: DON, Zearalenon
im Getreide; Mislivec et al., 1979: Futterindustrie). Die
zurzeit erhältliche Literatur über direkte Vergleichsstudien
zwischen biologischem und konventionellem Getreide weist
grundsätzlich nicht auf praxisrelevante Unterschiede bezüglich
Häufigkeit des Schadpilzbefalls oder Mykotoxinwerte im Biogetreide
hin (Berleth et al. (1998) in Spahr et al. (1999); Backes
et al. (1997); Bucheli et al. (1996); Drochner (1989) in
Marx et al. (1995); Mislivec et al. (1979); Kuhn (1999)).
Einzig in einer Studie von Marx et al. (1995) konnten allen
biologisch produzierten Weizen- und Roggenproben hohe Toxinwerte
zugeordnet werden. In all diesen Studien zeigt sich jedoch
immer wieder, dass die Probenahme und der Probenumfang nicht
repräsentativ gehandhabt und dass der Einflussfaktor Anbausystem
nicht systematisch untersucht wurde.
Bedeutung im Biolandbau
Mykotoxine können auch auf biologisch produzierten Nahrungsmitteln
auftreten. Die beiden nachfolgenden Vergleichsstudien zwischen
IP- und Bioanbau aus der Schweiz veranschaulichen klar,
dass eine erhöhte Mykotoxinproduktion jedoch keinesfalls
an die biologische Produktion gebunden ist. In allen untersuchten
Weizenproben, die aus organisch-biologischen, biologisch-dynamischen
und konventionellen Verfahren stammten (DOK-Versuch), konnten
nur wenig Trichothecene gefunden werden (Kuhn, 1999). Tendenziell
traten diese vermehrt und in grösseren Mengen in den konventionell
bewirtschafteten Parzellen auf. Eine neue Studie (Zahnd,
2000) untersuchte das Vorkommen von pilzlichen und bakteriellen
Erregern an Äpfeln aus benachbarten Parzellen der integrierten
(IP) und der biologischen Produktion sowie den Einfluss
von biologischer Produktion auf das Vorkommen von Mykotoxin-produzierenden
Pilzen. Die Vielfalt der Erreger im Innern der Äpfel war
bei Früchten aus dem biologischen Anbau im Gegensatz zum
konventionellen Anbau grösser. Das Vorkommen von potenziell
Mykotoxin-produzierenden Erregern, in diesem Falle Penicillium
spp., war jedoch in beiden Anbausystemen gleich.
Schlussfolgerung
Grundsätzlich sind landwirtschaftliche Produkte anfällig
auf Mykotoxin-Kontaminationen, sei es während der Produktion
oder während der Lagerung. Mykotoxine werden als wichtiges
Problem der Landwirtschaft, unabhängig von der Anbauweise,
erkannt.Verschiedene Studien zeigen, dass die biologische
Bewirtschaftung keineswegs das Vorkommen von Mykotoxinen
fördert. Problemfälle, im IP- oder im biologischen Anbau,
lassen sich stets auf eine ungenügende Qualitätssicherung
zurückführen. Prozesskontrollen in der Verarbeitung und
Lagerung, wie sie für die Qualitätssicherung von biologisch
produzierten Produkten üblich sind, können hier frühzeitig
Risiken erkennen helfen und entsprechende Massnahmen auslösen.
Literatur
- Avery, D.T. 1998. The hidden dangers in organic food.
American Outlook, Fall 1998, 19-22.
- Backes, F., Eisele, J. A. & Kramer, U. (1997). Microbiological
quality parameters of organically-grown winter wheat.
Contributions to the 4th Scientific Meeting on Ecological
Agriculture, at the Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universitat
Bonn. Schriftenreihe Institut für Organischen Landbau
4, 224-230.
- Bucheli, B., Diserens, P., Rychener, M., Tieche, J.
D. & Trenkner, N. (1996). Investigations on the contamination
by Fusarium and mycotoxins of Swiss bread-making cereals
of the 1992-1994 crops. Mitt. Gebiete der Lebensm. Hyg.
87(1), 84-102.
- Forrer, H.-R., Hecker, A., Külling C., Kessler, P.,
Jenny, E., Krebs, H. 2000. Fusarienbekämpfung mit Fungiziden?
Agrarforschung 7(6), 258-263.
- Kuhn, F. (1999). Bestimmung von Trichothecenen in Weizen
aus verschiedenen Anbausystemen mittels HPLC-MS. Diplomarbeit,
Universität Basel. Schweiz, 60 S.
- Marx, H., Gedek, B. & Kollarczik, B. 1995. Vergleichende
Untersuchungen zum mykotoxikologischen Status von ökologisch
und konventionell angebautem Getreide. Z Lebensm Unters
Forsch, 201(1), 83-86.
- Mislivec, P. B., Bruce, V. R. & Andrews, W. H. (1979).
Mycological survey of selected health foods. App. Environ.
Microbiol. 37(3), 567-71.
- Schachermayr, G. und Fried, P.M. 2000. Problemkreis
Fusarien und ihre Mykotoxine. Agrarforschung 7, 252-257.
- Spahr, U., Walther, B. und Sieber, R. 1999. Vorkommen
von Mykotoxinen in Futtermitteln und Carry over in die
Milch: eine Übersicht. Mitteilungen aus Lebensmitteluntersuchung
und Hygiene 90, 575-609.
- Zahnd, L. 2000. Colonization of apples by microorganisms
in organic and integrated orchards. Diploma-Thesis, University
of Geneva, Switzerland.
Näheres
Dr.
Gabriela Wyss
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2008
FiBL Forschungsinstitut für biologischen
Landbau
Last Update
12.11.2003
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