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  • Mykotoxine - natürliche Giftstoffe der Schimmelpilze

    Schimmelpilze sind überall verbreitet. Zum Wachstum brauchen sie Nährstoffe aus tierischem oder pflanzlichem Material. Viele Lebensmittel und Futtermittel bieten hierfür geeignete Voraussetzungen. Neben einem ausreichenden Nährstoffangebot benötigen die Pilze außerdem genügend Feuchtigkeit und abhängig von der Pilzart bestimmte Umgebungstemperaturen, um wachsen zu können.
    Schimmelpilze können bestimmte Substanzen, die sogenannten Mykotoxine bilden. Mykotoxine sind für Mensch, Tier und Pflanze schädliche, sekundäre Stoffwechselprodukte dieser Pilze. Von der Vielzahl der Schimmelpilzarten bilden etwa 200 verschiedene Schimmelpilzstämme in ihrem Stoffwechsel solche Mykotoxine und setzen sie in ihrer Umgebung frei. Zur Erklärung vermutet man, dass sie sich so gegen andere Konkurrenten wie Bakterien behaupten oder Fressfeinde abwehren können. Der genaue Grund warum Mykotoxine von Schimmelpilzen gebildet werden ist aber immer noch nicht bekannt.
    Es gibt Hunderte verschiedener Mykotoxine, die sich ihrer chemischen Struktur und ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften unterscheiden. Mykotoxine werden auf Grund ihrer chemischen Verwandtschaft in viele Kategorien eingeordnet. Teilweise werden sie nach dem Pilz benannt, der die Giftstoffe produziert. So werden Mykotoxine wie Zearalenon, Trichothecene, Fumonisine und Moniliformin von Schimmelpilzen der Gattung Fusarium gebildet und deshalb unter dem Oberbegriff Fusarien-Toxine zusammengefasst. Aflatoxine, die wohl bekanntesten Mykotoxine, sind nach dem Pilz Aspergillus flavus benannt. Die AlternariaToxine, deren Vertreter im Stoffwechsel der Alternariapilze entstehen, umfasst sowohl aliphatische (z. B. Alternariol) als auch aromatische Verbindungen (z. B. Altenuen). Auch bestimmte organische Säuren wie Tenuazonsäure gehören zu dieser Toxin-Gruppe.
    Die wissenschaftliche Unterscheidung der Mykotoxine ist noch umfangreicher. So werden die Giftstoffe z. B. in freie, modifizierte oder maskierten Mykotoxine eingeteilt. Mit freien Mykotoxinen werden die ursprünglichen Ausgangs- bzw. Muttersubstanzen bezeichnet. Dazu gehören beispielsweise Aflatoxin B1, Moniliformin oder Deoxynivalenol. Die erst seit ein paar Jahren näher erforschten Mykotoxin-Derivate, so genannte modifizierte Mykotoxine, können durch strukturelle Veränderungen der Ausgangs- bzw. Muttersubstanzen im Stoffwechsel von Bakterien, Hefen, Pilzen, Pflanzen und Tieren entstehen. Aflatoxin M1, das im Stoffwechsel der Milchkuh aus dem freien Aflatoxin B1 gebildet wird, ist ein bekanntes Beispiel für ein biologisch modifiziertes Mykotoxin. Chemische Vorgänge z. B. wie Erhitzen während der Lebensmittelproduktion können ebenfalls zu modifizierten Mykotoxinen führen. Bei maskierten Mykotoxinen handelt es sich um einen Sonderfall der modifizierten Mykotoxine. Damit werden Stoffe umschrieben, die bisher mit der Routineanalytik nicht erfasst werden können, weil die Struktur der Mykotoxine in der Pflanze modifiziert wird. In der Forschung wurde z. B. festgestellt, dass die Tomate aus Alternariol durch Anhängen eines Zuckers an die Hydroxylgruppe ein maskiertes Mykotoxin bilden kann. Die Bedeutung der modifizierten Mykotoxine und deren Schädigungspotential wird derzeit intensiv erforscht.

    Mykotoxine- in Futter- und Lebensmitteln
    Wie kommen Mykotoxine in die Nahrungskette?

    Da Schimmelpilze allgegenwärtig sind, können sie auch Nutzpflanzen besiedeln, aus denen Tierfutter oder pflanzliche Lebensmittel gewonnen werden. Liegt ein Schimmelpilzbefall vor, können die Futter- oder Nahrungsmittel von den Pilzen gebildete Mykotoxine enthalten. Ob ein Pilz Mykotoxine produziert, wird von vielen Faktoren wie Witterungsbedingungen (Feuchtigkeit, Temperatur), Befall mit Pilz-übertragenden Insekten und die Verwendung von Pflanzenschutzmitteln beeinflusst. Beispielsweise bilden Alternaria-Pilze, die bei einer Vielzahl an klimatischen Bedingungen wachsen können, ihre Toxine bevorzugt bei höheren Temperaturen von 25 bis 28 Grad Celsius.
    Im Rahmen der Lebensmittel- und Futtermittelüberwachung sind die folgenden, z. T. bereits erwähnten Mykotoxin-Gruppen und Einzelstoffe bedeutsam:

    • Aflatoxine (Aflatoxin B1, Aflatoxin M1)
    • Ochratoxin A
    • Fusarien-Toxine (Zearalenon, Trichothecene, Fumonisine, Moniliformin)
    • Mutterkornalkaloide (Ergotalkaloide)
    • Alternaria-Toxine
    • Patulin
    • Citrinin
    Tabelle 1 gibt einen Überblick über Schimmelpilzproduzenten, Mykotoxine und belastete Lebensmittelgruppen.
    Mykotoxine Vertreter (beispielhaft) Hauptproduzenten oft betroffene Lebensmittel
    Aflatoxine Aflatoxin B1,
    Aflatoxin B2,
    Aflatoxin G1,
    Aflatoxin G2
    Aspergillusstämme (Aspergillus flavus, A. parasiticus) Nüsse (Erdnüsse, Haselnüsse, Pistatien), Weizen, Mais, getrocknete Früchte (Feigen), Gewürze (Pfeffer, Paprikapulver)
    Aflatoxin M1 Säugetierstoffwechsel Milch und Milchprodukte (Kühe, Schafe)
    Ochratoxine Ochratoxin A Aspergillusstämme
    Penicilliumstämme
    (Pencillium verrucosum)
    Getreide, Hülsenfrüchte, Wein, Kaffee, Rosinen, Traubensaft, Gewürze (Paprika)
    Fusarientoxine Zearalenon Fusarienstämme Getreide, Getreideerzeugnisse
    Trichothecene
    (Deoxynivalenol, Nivalenol,
    T2-Toxin, H2-Toxin)
    Fusarienstämme Getreide und Getreideerzeugnisse
    Fumosine
    (Fumonisin B1, Fumonisin B2, Fumonisin B3)
    Fusarienstämme Mais
    Moniliformin Fusarienstämme Getreide
    Mutterkornalkaloide (Ergotalkaloide)E Ergotalkaloide Claviceps purpurea (Mutterkorn) Getreide (Roggen)
    Alternariatoxine Alternaria Toxine
    (Alternariol, Alternariolmonomethylether, Altenuen, Tentoxin, Tenuazonsäure)
    Schwürzepilze der Gattung Alternaria Getreide,Tomaten, Sonnenblumenkerne
    Patulin Aspergillusstämme, Penicilliumstämme Apfelsaft, Kernobstprodukte
    Citrinin Penicilliumstämme (Penicillium expansus) Aspergillusstämme, Monascusstämme Rotschimmelreis, Bohnen, Früchte, Gewürze

    Primärkontamination

    Pilze, die vor der Ernte Nutzpflanzen befallen und Mykotoxine bilden, werden Feldpilze genannt. Mutterkorn und Fusarienstämme gehören zu den Feldpilzen. Häufige Regenfälle während der Roggen- und Weizenblütezeit können zu stärkerem Befall von Getreide mit Pilzen der Gattung Fusarium führen. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt im Korn ausreicht, kann es auch zur Mykotoxin-Bildung im Erntegut kommen.
    Pilze, die nicht nur vor der Ernte, sondern auch während der Lagerung, dem Transport oder der Weiterverarbeitung Mykotoxine produzieren können, werden als Lagerpilze bezeichnet. Hierzu gehören Aspergillus- und Penicillium-Stämme. Beispielsweise können Aspergillus-Pilze in trockenem, gelagertem Getreide Ochratoxin A bilden, wenn bei Temperaturwechsel oder Schädlingsbefall, wie Kornkäfern, der Feuchtegehalt steigt. Aflatoxine, die von Aspergillus-Pilzen in tropischen und subtropischen Gebieten unter feucht-warmen Klimabedingungen gebildet werden, kommen mit Importwaren wie Mais, Nüssen, Gewürzen und getrockneten Früchten nach Europa.

    Sekundärkontamination

    Das fertige Lebensmittel verschimmelt und wird somit mit Mykotoxinen kontaminiert. Oft erkennbar durch ein sichtbaren Schimmelbefall.

    Carry over

    Über verunreinigtes Tierfutter können Mykotoxine ins Nutztier aufgenommen und so in die Nahrungskette eingetragen werden. Sie werden im Muskelfleisch oder anderen Körpergeweben gespeichert und gelangen über Fleisch, Innereien, Eier und Milch zum Endverbraucher.

    Wie schädigen Mykotoxine Tier und Mensch?

    Mykotoxine können die Gesundheit von Mensch und Tier schädigen. Das Wirkungsspektrum der Mykotoxine ist umfangreich und kann sowohl akute als auch chronische Schäden hervorrufen. (s. Tabelle 2).

    Tabelle 2: Schädigende Wirkungen der einzelnen Mykotoxine und Hinweise auf Fachinformationen
    Mykotoxine Schädliche Wirkungen Tier und Mensch weitergehende Informationen
    Aflatoxine krebserzeugend, Lebergift, Schädigung des Immunsystems, keimgutverändernd, Aflatoxine
    Ochratoxin A Schädigung der Nieren, Schädigung des Immunsystems, Schädigung des Erbgutes, möglicherweise krebserzeugend, fruchtschädigend (Entwicklungsstörungen des zentralen Nervensystems) Ochratoxine
    Fusarientoxin Zearalenon Zellgift, Schädigung der Nieren, Schädigung des Erbgutes, östrogene Wirkung, Gebärmuttervergrößerung, Zearalenon
    Fusarientoxin Moniliformin Schädigung des Herzmuskel Moniliformin
    Trichothecene Überlkeit, Erbrechen, Durchfälle, Schädigung deer Haut und Schleimhaut, Schädigung des Immunsysstem (Knochenmark), Missbildungen Tierversuch (Schwanz, Extremitäten) Trichothecene
    Fumonisine Zellgift, Schädigung der Leber, Schädigung der Nieren, möglicherweise krebserzeugend, Equine Leukoenzephalomalazie mit Schädigung des Gehirns  
    Mutterkorn-Alkaloide (Ergot-Alkaloide) einige Vertreter führen zu einer Verengung der Blutgefäße. Andere wirken auf Neurotransmitter und Schädigen das zentrales Nervensystem, Gebärmutterblutungen, Fehlgeburten Mutterkorn und Mutterkornalkaloide
    Alternariatoxine einzelne Vertreter fruchtschädigend, Schädigung des Erbguts Bildung und Wirkung von Alternaria-Toxinen
    Patulin Überlkeit, Erbrechen, Durchfall an den Nieren, Schädigung des Erbgutes Patulin
    Citrinin Schädigung der Nieren, Schädigung des Erbgutes Citrinin

    Welche schädlichen Wirkungen sich nach einmaliger oder wiederholter Mykotoxin- Aufnahme zeigen, hängt vom jeweiligen Mykotoxin ab.
    Schwerwiegende Schädigungen unterschiedlicher Organe sind nach einmaliger oder wiederholter Aufnahme von vor allem Aflatoxinen, Ochratoxin A, Fumonisinen, Citrinin oder Mutterkorn-Alkaloiden bei Tier und Mensch möglich.
    Vergiftungen mit schweren Leberschädigungen treten nach einmaligem Verzehr von größeren Mengen an Aflatoxin-belasteten Lebensmitteln in Regionen Afrikas und Südostasiens auf. Wenn extrem große Mengen (70 bis 700 mg) Aflatoxine aufgenommen werden, kann es zu Leberversagen kommen und der Tod eintreten. Wiederholte Aufnahme geringerer Mengen an Aflatoxinen über einen längeren Zeitraum führt zu einer chronischen Entzündung der Leber. In Ländern wie Kenia, Uganda, Mosambik, in denen entsprechende Mykotoxin-Belastungen in der Nahrung vorkommen, sind hohe Raten an Leberkrebserkrankungen festzustellen. Aber nicht alle Aflatoxine tragen in gleichem Maße zum Krebsrisiko bei. So sind Aflatoxin B1, Aflatoxin G1 und M1 zwar krebserzeugend, aber Aflatoxin M1 hat ein etwa 10fach niedrigeres krebserzeugendes Potential im Vergleich zu Aflatoxin B1. Aflatoxin G2 und M2 spielen in der Krebsentstehung keine große Rolle. Neben den Aflatoxinen können auch andere Mykotoxine wie Ochratoxin A das Erbgut schädigen und eventuell bösartige Tumoren erzeugen. Einige Mykotoxin-Vertreter sind fruchtschädigend. Beim Menschen können die Aufnahme größerer Mengen an Patulin oder Trichothecenen Übelkeit, Erbrechen und Durchfall auslösen.
    Durch kontaminierte Futtermittel kann es zu Schädigungen bei Tieren kommen. Nach Fütterung eines Zearalenon-haltigem Futters können Schweine am Östrogensyndrom erkranken, bei dem die weiblichen Sexualorgane anschwellen und die Fruchtbarkeit beeinträchtigt ist. Dagegen kommt es nach Aufnahme vom Deoxynivalenol-haltigem Futter zur Futterverweigerung. Citrinin-haltiges Schweinefutter kann zu Nierenschäden führen.

    Welche Maßnahmen können Mykotoxin-Verunreinigungen minimieren?

    Je nach Pilzart und gebildetem Mykotoxin werden Maßnahmen vor oder nach der Ernte sowie während der Lebensmittelverarbeitung durchgeführt, um die Mykotoxin-Belastung so niedrig wie möglich zu halten. In der Landwirtschaft werden beim Anbau von Nutzpflanzen resistenten Sorten bevorzugt, Bodenbearbeitungsmaßnahmen durchgeführt und auf die Fruchtfolge geachtet. Während des Getreidewachstums kontrolliert der Landwirt sein Getreide regelmäßig auf Schimmelpilzbefall. So ist beispielsweise der Befall der Roggenähren durch Mutterkorn durch die dunkele Farbe gut sichtbar. Bei der Lagerung von Getreide wird die Feuchtigkeit des Lagerortes regelmäßig überprüft. Physikalische Verfahren wie Sortieren oder Sieben werden eingesetzt, um stark pilzbefallene Pflanzenteile auszusortieren. So wird in Getreidemühlen Mutterkorn durch technische Maßnahmen, z. B. Einsatz eines Farbauslesers, entfernt. In der Lebensmittelverarbeitung wird vor allem durch eine sorgfältige Auswahl der Rohstoffe versucht Mykotoxinbelastungen zu vermeiden.

    Was sollte der Verbraucher wissen?

    Nicht jede Schimmelbildung ist schädlich für den Verbraucher. Zur Herstellung von Camembert, Brie und Edelpilzkäse wie Gorgonzola oder Roquefort wird Milch oder Käsemasse mit Reinzucht-Schimmelkulturen angereichert, um den spezifischen Geschmack und das typische Aussehen zu erzielen. Diese Schimmelkulturen sind unbedenklich.

    Ein nicht erwünschter Schimmelpilzbefall wird im späten Stadium auf vielen Lebensmitteln als grünlich-weißer, flauschiger Belag sichtbar. Dieser flauschige Belag ist der Körper des Schimmelpilzes und wird als Mycel bezeichnet. Auch muffiger Geruch lässt einen Schimmelpilzbefall vermuten. Ein sichtbarer Schimmelrasen an der Oberfläche kann fehlen, wenn der Schimmelpilz ins Innere stark wasserhaltiger Lebensmittel wie weichem Obst, Gemüse, Kartoffeln, Kompott oder Säften eingedrungen ist. Ebenso können bereits Schimmelpilze und Mykotoxine vorhanden sein, ohne dass ein sichtbares Mycel vorhanden ist. Der Verbraucher kann daher selbst nicht feststellen, ob Mykotoxin-Verunreinigungen in verschimmelten Lebensmitteln vorliegen.

    Erhitzen der Lebensmittel wie Kochen, Backen zerstört in der Regel keine Mykotoxine, da sie weitgehend hitzestabil sind.
    Das Verfüttern verschimmelter Lebensmittel an Tiere soll der Verbraucher vermeiden, um die Tiergesundheit nicht zu gefährden.

    Hinweise, wie Sie mit verschimmelten Lebensmitteln umgehen sollten, finden Sie auf folgender Seite des LGL:

    Schimmelbefall bei Lebensmitteln: Was ist zu tun?

    Im Rahmen des Verbraucherschutzes werden ständig risikoorientierte Untersuchungen durchgeführt um ein Hohes Schutzniveau zu erhalten. Hierbei wird auch kontrolliert, ob die aktuell gültigen Höchstgehalte eingehalten werden.

    Weitergehende Informationen zu Mykotoxinen in Lebensmitteln finden sich im Internetauftritt des Bayerischen Landesamts für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (s. Tabelle 2).

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