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Mykotoxine und Mykotoxin-produzierende Pilze im Biolandbau

Einleitung

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?

 

Verdacht

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.

 

Fakten

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).
 

 

Tabelle 1: Wichtigste Mykotoxin-produzierende Schadpilze und ihre Toxine

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
 

 

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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Last Update 12.11.2003 | Comments: webmaster@fibl.org