Behördenbezeichnung mit Staatswappen: Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit

Aflatoxine

Aflatoxine sind Schimmelpilzgifte (Mykotoxine), die von bestimmten Stämmen von Aspergillus flavus oder Aspergillus parasiticus gebildet werden können. Dabei kann sich das Aflatoxinspektrum je nach Stamm unterscheiden. Der Name ist abgeleitet aus der Kurzform für Aspergillus flavus Toxine [1].

Vorkommen und Bildung

Aflatoxine können in einem Temperaturbereich von 9 bis 42 °C gebildet werden. Da der optimale Temperaturbereich für die Mykotoxinbildung jedoch bei 2235 °C liegt, sind diese Toxine trotz des weltweiten Vorkommens der toxinbildenden Pilzstämme vor allem in subtropischen und tropischen Gebieten und weniger in Anbaugebieten der gemäßigten Klimazonen bedeutsam [1, 2].

Betroffen sind v.a. ölhaltige Samen und Nüsse (z. B. Pistazien, Erdnüsse, Mandeln, Walnüsse, Haselnüsse) und deren Verarbeitungsprodukte (z. B. Erdnussbutter), sowie Kräuter und Gewürze (z. B. Pfeffer, Chili, Paprika, Ingwer oder Kreuzkümmel). Daneben sind des Öfteren Getreidesorten wie Reis oder Mais betroffen. Aber auch getrocknete Früchte, vor allem Feigen, sind immer wieder mit Aflatoxinen belastet [1, 3].

Die Bildung von Aflatoxinen hängt sehr stark von den Ernte- und Lagerbedingungen in den jeweiligen Erzeugerländern ab. Sie wird zum Beispiel gefördert durch Verschmutzung der Produkte (Bodenkontakt), zu langsame Trocknungsprozesse im Freien sowie hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit [1, 3].

Es wird davon ausgegangen, dass der Klimawandel einen Einfluss auf das Vorkommen von Aflatoxinen in Europa haben wird. Die steigende Erderwärmung hat zur Folge, dass die wärmeren Temperaturen sich dem Optimum für die Mykotoxinbildung angleichen und somit die Wahrscheinlichkeit einer Aflatoxinkontamination in Europa steigt. In besonders heißen Jahren (Italien 2003, Serbien 2012) wurden auch in Europa bereits höhere Kontaminationen festgestellt [1].

Chemische Struktur

Chemisch sind die Aflatoxine fluoreszierende, heterozyklische Verbindungen. Die Difurancoumarin-Derivate unterscheiden sich durch verschiedene Strukturelemente (s. Abbildung 1) [4].

Die Gruppe der Aflatoxine umfasst mehr als 20 verschiedene Einzelsubstanzen, doch treten als Kontaminanten von pflanzlichen Lebensmitteln vor allem die Aflatoxine B1, B, G1 und G2 auf. Von diesen vier natürlicherweise vorkommenden Aflatoxinen wird Aflatoxin B1 meist in den größten Mengen produziert [1, 5]. Die Namensgebung basiert auf der Farbe der jeweiligen fluoreszierenden Verbindung. So fluoreszieren B-Aflatoxine blau und G-Aflatoxine grün [1].

chemische Struturformeln von Aflatoxin B1, B2,M1, G1 und G2

Abbildung 1: Strukturformeln der Aflatoxine B1, B2, G1, G2 und M1

Aflatoxin M1

Als Folgeprodukt einer Hydroxylierungsreaktion im Stoffwechsel entsteht aus Aflatoxin B1 das Aflatoxin M1, das bei laktierenden Tieren, einschließlich dem Menschen, in die Milch gelangen kann, wenn diese stark kontaminierte Nahrungs- oder Futtermittel zu sich genommen haben [1]. Der Übergang von Aflatoxinen aus Futter in tierische Produkte wird auch als so genannter „carry over“-Effekt von Mykotoxinen bezeichnet [6].

Der Eintrag von Aflatoxinen aus verschimmeltem Futter in Muskelfleisch oder Eier hat nach dem derzeitigen wissenschaftlichen Stand eine untergeordnete Bedeutung. Allerdings können nach einer Aflatoxin-Aufnahme durch belastetes Futter messbare Gehalte an Aflatoxinen in Innereien (v.a. Leber und Nieren) vorkommen [6]. Aflatoxine und deren Metabolite können über den Urin und die Milch ausgeschieden werden, so wird Aflatoxin M1 am meisten in Milch und Milchprodukten gefunden [1, 5].

Aflatoxin B1 kann zu 0,3 bis 6,2 % in Aflatoxin M1 in Milch umgelagert werden [7]. Allerdings schwankt dieser Wert stark von Tierart zu Tierart und in Abhängigkeit von der Jahreszeit aufgrund der Verwendung von frischem oder gelagertem Futter [5, 8]. Es wird jedoch von einem weitgehend linearen Zusammenhang zwischen der Aflatoxin-Kontamination des Futters mit der in der Milch zu messenden Aflatoxin M - Konzentration ausgegangen. Innerhalb kurzer Zeit wird Aflatoxin M1 dann aber über den tierischen Körper wieder ausgeschieden, so dass bei einer 14-tägigen Gabe von 128 µg Aflatoxin B1 drei Tage nach der letzten Gabe keine Gehalte mehr nachweisbar sein sollen [9].

Gesundheitliche Beurteilung

Von den bekannten Aflatoxinen weist Aflatoxin B1 die stärkste Wirkung auf [1, 10]. Es besitzt eine hohe akute Toxizität, Hauptzielorgan ist die Leber. Eine chronische Zufuhr von Aflatoxin B1 kann das Immunsystem schwächen und Schäden am Erbgut bewirken. Die Möglichkeit der Krebserzeugung durch Aflatoxin B1 ist in verschiedenen Tierversuchen sicher bewiesen [1]. Die Internationale Agentur für Krebsforschung (International Agency for Research in Cancer, IARC) ordnete die natürlicherweise durch Schimmelpilze gebildeten Gemische von Aflatoxinen als krebserzeugende Stoffe der Gruppe 1 ("ausreichende Hinweise auf Kanzerogenität beim Menschen") ein [10]. Es ist außerdem bekannt, dass Personen mit einer Hepatitis B-Virusinfektion (HBV) besonders empfindlich auf Aflatoxine reagieren können. Die Gefährlichkeit von Aflatoxin M1 wurde im Verhältnis zu Aflatoxin B1 als geringer eingestuft. Die Kanzerogenität soll ca. um den Faktor 10 niedriger sein [1].

Den größten Beitrag zur Aufnahme über die Nahrung liefert die Gruppe Getreide und Getreideprodukte. Diese Produkte weisen im Vergleich zu anderen Lebensmitteln wie Nüssen oder Gewürzen nicht die höchsten Aflatoxingehalte auf, jedoch spielen sie aufgrund ihrer vergleichsweise hohen Verzehrmengen eine wichtige Rolle. Beispielsweise ist der Beitrag zur gesamten Aflatoxin-Aufnahme über die Nahrung von Gewürzen, die höher belastet sein können, eher gering, da nur kleine Mengen verzehrt werden [1].

Höchstgehaltsregelungen

Wegen der Gesundheitsschädlichkeit der Aflatoxine wurden in vielen Ländern der Erde und auch innerhalb der Europäischen Union Grenzwerte (Höchstgehalte) festgelegt [1, 4, 11]. Die in der europäischen Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 festgelegten Höchstgehalte für Aflatoxin B1 bzw. die Summe aus den Aflatoxinen B1, B2, G1 und G2 liegen je nach Lebensmittel im niedrigen ppb Bereich, d. h. zwischen 0,1 und 15 µg/kg [11].

Aufgrund des großen gesundheitsschädlichen Potenzials von Aflatoxin B1, B2, G1 und G2 wurden in Deutschland zusätzlich für alle Lebensmittelmittel, die nicht bereits den europaweiten Höchstgehalten unterliegen, pauschale, sehr niedrige Höchstgehalte von 2 µg/kg für Aflatoxin B1 und 4 µg/kg für die Summer der Aflatoxine B1, B2, G1 und Gfestgelegt [12].

Im Rahmen des europäischen Schnellwarnsystems (Rapid Alert System for Food and Feed, kurz: RASFF) ist eine Belastung mit Aflatoxinen der häufigste Grund für Meldungen über Grenzzurückweisungen bei Importkontrollen. Auch bei Warnmeldungen im Rahmen des RASFF sind Aflatoxine neben pathogenen Mikroorganismen, Allergenen und Schwermetallen einer der Hauptgründe für einen Eintrag [13].

Für Aflatoxin M1 gilt ein EU-weiter Höchstgehalt von 0,05 µg/kg in Rohmilch, wärmebehandelter Milch und Werkmilch [11]. Als Rohmilch gilt das unveränderte Gemelk von Nutztieren, das nicht über 40 °C erhitzt und keiner Behandlung mit ähnlicher Wirkung unterzogen wurde. Damit wird neben Kuhmilch auch die Milch anderer Nutztiere (z. B. Schafe, und Ziegen) erfasst [14].

Für Säuglingsanfangsnahrung und Folgenahrung, auch Säuglingsmilchnahrung und Folgemilch, einschließlich diätetischer Lebensmittel für besondere medizinische Zwecke, die eigens für Säuglinge bestimmt sind, gilt in der EU ein Höchstgehalt für Aflatoxin M1 von 0,025 µg/kg [11].

Für Einzelheiten zu Höchstgehaltsregelungen siehe Link unter „Mehr zu diesem Thema“.

Untersuchungen

Ein breites Spektrum an Lebensmitteln wird am LGL regelmäßig auf Aflatoxine untersucht. Dabei werden vor allem diejenigen Produkte analysiert, bei denen Aflatoxingehalte vermehrt auftreten oder erwartet werden. In den letzten Jahren wurden vom LGL unter anderem Nüsse bzw. nussähnliche Produkte (z. B. Haselnüsse, Mandeln, und Erdnüsse), getrocknete Früchte (Feigen, Datteln) und Gewürze (Kurkuma, Ingwer) mit einer Höchstgehaltsüberschreitung an Aflatoxinen beanstandet.

Stangen aus Erdnussmehl, die auf Grund des hohen Gehaltes an Aflatoxinen im UV-Licht fluoresziern; Hintergrund: royalblau, Stengel: hellblau

Abbildung 2: Stangen aus Erdnussmehl, die aufgrund ihres hohen Gehalts an Aflatoxinen im UV-Licht fluoreszieren

Außerdem untersucht das LGL alljährlich Rohmilchproben auf Aflatoxin M1. Zudem werden wärmebehandelte Milch und verarbeitete Milchprodukte, wie Käse oder auch Milchpulver, auf ihren Aflatoxin M1-Gehalt untersucht. Die Untersuchungsergebnisse belegen ein hohes Maß an Sicherheit für den Verbraucher in Bayern sowohl für Rohmilch als auch daraus hergestellte Produkte

Quellen

[1] EFSA: risk assessment of aflatoxins in food, EFSA Journal (2020) Volume 18 Issue 3: e06040, 112 ff.
[2] Weiß C. (2010) Mykotoxine. Ernährungs Umschau 6: 316-24
[3] Filazi A., Sireli U. (2013) Occurence of Aflatoxins in Food, Aflatoxins - Recent Advances and Future Prospects, Mehdi Razzaghi-Abyaneh, IntechOpen, DOI: 10.5772/51031
[4] Lebensmittel-Mykologie, Martin Weidenbörner, 1. Aufl., Hamburg: Behr, 1998
[5] Encyclopedia of Food Mycotoxins, Martin Weidenbörner, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2001
[6] BfR: Übergang von Aflatoxinen in Milch, Eier, Fleisch und Innereien, Stellungnahme Nr. 009/2013
[7] Creppy, E. E. (2002). Update of survey, regulation and toxic effects of mycotoxins in Europe. Toxicology Letters, 127, 19-28.
[8] Bognanno, M.; La Fauci, L.; Ritieni, A.; Tafuri, A.; De Lorenzo, A.; Micari, P.; Di Renzo, L.; Ciappellano, S.; Sarullo, V,; Galvano, F. (2006). Survey of the occurrence of Aflatoxin M1 in ovine milk by HPLC and its confirmation by MS. Molecular Nutrition and Food Research, 50, 300-305.
[9] Battacone, G.; Nudda, A.; Cannas, A.; Cappio Borlino, A. (2003). Excretion of aflatoxin M1 in milk of dairy ewes treated with different doses of Aflatoxin B1. Journal of Dairy Science, 86, 2667-2675.
[10] World Health Organization, International Agency for Research on Cancer (IARC), IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans, Vol. 100 F, Chemical agents and related occupations, IARC press, Lyon, 2012.
[11] Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 der Kommission vom 19. Dezember 2006 zur Festsetzung der Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln (ABl. L 364 S. 5), zuletzt geändert durch Art. 1 VO (EU) 2020/2040 vom 11.12.2020 (ABl. L 420 S. 1)
[12] Verordnung zur Begrenzung von Kontaminanten in Lebensmitteln (Kontaminanten-Verordnung – KmV) vom 19. März 2010 (BGBl. I S. 286), zuletzt geändert durch Art. 1 ZweiteÄndVO vom 1.7.2020 (BGBl. I S. 1540)
[13] European Commission: The Rapid Alert System for Food and Feed Annual Report 2019, Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2020
[14] Verordnung (EG) Nr. 853/2004 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 29. April 2004 mit spezifischen Hygienevorschriften für Lebensmittel tierischen Ursprungs (ABl. L 139 S. 55), zuletzt geändert durch Art. 1 VO (EU) 2020/2192 vom 7.12.2020 (ABl. L 434 S. 10)