Science & Solutions Special Issue #2: Mycotoxins (Deutsch)

Sonderausgabe • Mykotoxine 02

Photo: li jingwang, Nikiteev_Konstantin

Mykotoxine

Ein Magazin von

Mykotoxine Was Sie erwartet: Die neuesten Ergebnisse der Mykotoxin-Studie von BIOMIN

Warum ein multipler Mykotoxinnachweis wichtig ist

Editorial Neue Wege beschreiten Man könnte erwarten, dass nach drei Jahrzehnten Forschung praktisch alles an Informationen und Erkenntnissen zum Thema Mykotoxine bereits vorliegt. Und doch schreitet die Erforschung der Mykotoxine unermüdlich und mit ungebrochener Energie weiter.

Was den Nachweis von Mykotoxinen betrifft, gab es im letzten Jahrzehnt enorme technische Weiterentwicklungen wie die FlüssigchromatographieMassenspektrometrie/Massenspektrometrie (LC-MS/MS), die eine 200fache Verbesserung der Sensitivität der Nachweismethoden brachte. Die Fähigkeit, über 380 Mykotoxinmetabolite nachweisen zu können, liefert ein viel detaillierteres Bild als je zuvor. Dies vertieft nicht nur unser Verständnis der Situation im Feld, sondern gibt auch die Richtung für weitere Forschungstätigkeiten vor. Neueste Ergebnisse belegen, dass das gleichzeitige Vorliegen mehrerer Mykotoxine viel häufiger ist als früher angenommen, sodass ein Mykotoxin-Risikomanagement gefordert ist, das Lösungen für die vielen verschiedenen Wirkmechanismen umfasst.

Auch die von Mykotoxinen ausgehenden Gefahren sind nicht weniger geworden. Die Bedrohungen für die Nutztierproduktion weltweit sind in mehr als 80 % der entsprechenden Regionen als ernst einzustufen, wie neueste Ergebnisse der BIOMIN-Mykotoxinstudie, der am längsten laufenden und umfassendsten Studie zu diesem Thema, zeigen. In zehn von zwölf Regionen wurde eine Kontamination mit drei oder mehr der wichtigsten Mykotoxine in Konzentrationen festgestellt, die für die Tiere bekannterweise schädlich sind. Im Vergleich zum Vorjahr wird die Mykotoxinkontamination für die Produzenten in den meisten Ländern ein noch größeres Problem darstellen, da sich die Konzentrationen in Proben von Futtermitteln bei drei von sechs analysierten wichtigen Mykotoxinen fast verdoppelt haben.

Wir hoffen, dass Ihnen diese den Mykotoxinen gewidmete Sonderausgabe von Science & Solutions gefallen wird.

Ursula HOFSTETTER Direktorin des Kompetenzzentrums Mykotoxine

Science & Solutions • Sonderausgabe MTX 02

Inhaltsverzeichnis

Ergebnisse der BIOMIN Mykotoxin-Studie 2014

2

Hauptgefahren der Kontamination von Futterausgangsstoffen mit den wichtigsten Mykotoxinen und das potenzielle Risiko für die Nutztierproduktion.

Von Paula Kovalsky und Karin Nährer

Warum ein fortschrittlicher, multipler Mykotoxinnachweis wichtig ist

7

Innovative Technologie deckt weitere Bedrohungen durch Mykotoxine im Feld auf und gibt die Richtung für zukünftige Forschung vor.

Von Christina Schwab und Paula Kovalsky

Science & Solutions ist eine monatlich herausgegebene Veröffentlichung der BIOMIN Holding GmbH, die kostenlos an unsere Kunden und Partner verteilt wird.

Jede Ausgabe von Science & Solutions präsentiert Themen zu den aktuellsten wissenschaftlichen Erkenntnissen zu Tierernährung und Gesundheit und konzentriert sich jedes Vierteljahr auf eine Tierart (Geflügel, Schwein oder Wiederkäuer).

ISSN:2309-5954 Eine digitale Kopie und weitere Informationen finden Sie unter: http://magazine.biomin.net Wenn Sie an Nachdrucken von Artikeln interessiert sind oder Science & Solutions abonnieren möchten, wenden Sie sich bitte an magazine@biomin.net Redaktion: Ryan Hines Mit Beiträgen von: Christina Schwab, Ursula Hofstetter, Paula Kovalsky, Karin Nährer Marketing: Herbert Kneissl, Cristian Ilea Grafik: Michaela Hössinger Recherche: Franz Waxenecker, Ursula Hofstetter Herausgeber: BIOMIN Holding GmbH

Industriestrasse 21, 3130 Herzogenburg, Österreich

Tel: +43 2782 8030 www.biomin.net ©Copyright 2015, BIOMIN Holding GmbH Alle Rechte vorbehalten. Mit Ausnahme der im Copyright, Designs and Patents Act von 1988 genannten Regelungen darf kein Teil dieser Veröffentlichung ohne schriftliche Genehmigung des Inhabers des Urheberrechts in irgendeiner materiellen Form für kommerzielle Zwecke vervielfältigt oder kopiert werden.

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Ein Magazin von BIOMIN

1

Mitteleuropa Südeuropa

Afla 40% ZEN 53% DON 56% T-2 17% FUM 77% OTA 40%

Südamerika

Afrika

Nordamerika

Afla 16% ZEN 30% DON 58% T-2 14% FUM 52% OTA 2%

Afla 11% ZEN 61% DON 76% T-2 42% FUM 42% OTA 10%

Afla 15% ZEN 78% DON 69% T-2 2% FUM 67% OTA 8%

Afla 10% ZEN 36% DON 16% T-2 15% FUM 67% OTA 2%

Ergebnisse der BIOMIN Von

Paula Kovalsky und Karin Nährer, Produktmanagerinnen, Mykotoxin-Risikomanagement

In der letzten Ausgabe des jährlichen Survey`s wurden 6844 Agrarrohstoffproben aus 64 Ländern mit mehr als 26200 Analysen untersucht und so die größten Gefahren der am häufigsten vorkommenden Mykotoxine in Grundfuttermitteln und deren Risiko für die Nutztierproduktion dargestellt.

2

Science & Solutions • Sonderausgabe MTX 02

Nordasien

Afla 50% ZEN 71% DON 62% T-2 72% FUM 43% OTA 50%

Südostasien

Afla 25% ZEN 61% DON 72% T-2 39% FUM 84% OTA 18%

Afla 15% ZEN 62% DON 79% T-2 10% FUM 54% OTA 25%

Afla 67% ZEN 43% DON 36% T-2 2% FUM 81% OTA 32%

Afla 84% ZEN 13% DON 11% T-2 0% FUM 77% OTA 71%

Ozeania

Südasien

Naher Osten

Osteuropa

Nordeuropa

Afla 1% ZEN 33% DON 69% T-2 22% FUM 24% OTA 8%

Afla 9% ZEN 11% DON 25% T-2 4% FUM 32% OTA 6%

Mykotoxin-Studie 2014 Legend Empfohlene Risikogrenzwerte für wichtige Mykotoxine in ppb Afla

ZEN

DON

T-2

FUM

OTA

2

50

150

50

500

10

Ein Magazin von BIOMIN

n n n n n

Geringes Risiko = kein Mykotoxin über dem empfohlenen Grenzwert Moderates Risiko = 1 oder 2 Mykotoxine über dem empfohlenen Grenzwert Hohes Risiko = 3 oder 4 Mykotoxine über dem empfohlenen Grenzwert Schwerwiegendes Risiko = 5 oder 6 Mykotoxine über dem empfohlenen Grenzwert Keine Proben getestet

3

Photo: iStockphoto/Spiritartist

Ergebnisse der BIOMIN Mykotoxin-Studie 2014

D

ie Ergebnisse dieser Studie liefern einen Überblick über die Inzidenz von Aflatoxinen (Afla), Zearalenon (ZEN), Deoxynivalenol (DON), T-2-Toxin (T-2), Fumonisinen (FUM) und Ochratoxin A (OTA) in den Futterausgangsstoffen, zu denen unter anderem Mais, Weizen, Gerste, Reis, Sojabohnenmehl, Maisglutenmehl, Trockenschlempe (DDGS) und Silage zählen.

Risikoniveau Aufgrund der leistungsstarken und hoch sensitiven modernen Nachweisverfahren reicht es nicht mehr aus, nur von der reinen Anwesenheit von Mykotoxinen zu reden. Vielmehr muss es heute um das Konzentrationsniveau der einzelnen Mykotoxine gehen. Dementsprechend lässt sich anhand der neuesten Studienergebnisse auch eine Mykotoxin-Risikokarte erstellen, die sowohl auf der Präsenz von Mykotoxinen als auch auf deren potenzieller Schadwirkung auf Nutztiere basiert; letztere ist vom Konzentrationsniveau der Mykotoxine und den damit verbundenen bekannten Risiken für die Gesundheit der meisten empfänglichen Tierspezies abhängig.

Abbildung 1 enthält die Angaben zum Mykotoxinvorkommen in jeder Region als Prozentsatz der analysierten Proben. Das Gesamtrisiko für eine bestimmte Region wird anhand der Anzahl einzelner Mykotoxine mit durchschnittlichen Kontaminationsniveaus (gemessen in „parts per billion“/ppb), die über den maximalen Risikogrenzwerten für Nutztiere liegen, ermittelt. Die auf Seite 3 aufgelisteten Risikogrenzwerte basieren auf der weltweiten praktischen Die NutztierproduktiErfahrung im Feld und auf wissenschaftlichen Studien, die so durchgeon von Nordamerika führt wurden, dass sie möglichst nahe an der Feldsituation waren und die und Europa steht jeweils empfindlichste Spezies für jedes Mykotoxin berücksichtigten. vor der schwersten Geringes Risiko bedeutet, dass das durchschnittliche KontaminationsBedrohung durch niveau eines einzelnen Mykotoxins den für Nutztiere empfohlenen Mykotoxin-bezogene Mindestgrenzwert nicht übersteigt.

Durchschnittliches Risiko schließt eine gelegentliche spezifische, schwerRisiken

4

wiegende Mykotoxinkontamination in lokalen Betrieben oder Bereichen nicht aus, noch trägt es den negativen Auswirkungen einer multiplen Mykotoxinpräsenz Rechnung.

Moderates Risiko weist auf die Anwesenheit von ein oder zwei wichtigen Mykotoxinen in bekanntermaßen für Tiere schädlichen Konzentrationen hin. Hohes Risiko bedeutet das Vorliegen von drei oder vier Mykotoxinen in Konzentrationen, die für Tiere nachweislich schädlich sind. Schwerwiegendes Risiko ist definiert als die Anwesenheit von fünf oder mehr wichtigen Mykotoxinen in für Tiere nachweislich schädlichen Konzentrationen.

Die Mykotoxin-Karte stützt sich auf das Vorkommen eines einzelnen Mykotoxins, was die tatsächliche Bedrohung für die Gesundheit der Tiere unterbewerten mag, da die synergistischen Effekte (die Anwesenheit mehrerer Mykotoxine erhöht den potenziellen Schaden) sowie die klinischen Auswirkungen (auch geringgradige Mykotoxinkontamination kann die Gesundheit und Leistung der Tiere beeinträchtigen) eigentlich bekannt sind.

Die häufigsten Toxine Wie bereits im Jahr 2013 stellen Deoxynivalenol und Fumonisine wieder die Hauptbedrohung dar und waren in über der Hälfte aller weltweit analysierten Proben vorhanden (Abbildung 2). Deoxynivalenol ist mit einer Prävalenz von 66 % und einem durchschnittlichen Kontaminationsniveau von 1394 ppb die massivste Bedrohung für die Gesundheit der Tiere. Ganze 82 % jener Proben (in Abbildung 2 mit einem Punkt versehen) lagen über dem Risikogrenzwert für Nutztiere. Auch die Belastung mit Fumonisinen (56 % der Proben, durchschnittlich 1594 ppb) und Zearalenon (53 % der Proben, durchschnittlich 221 ppb) geben Anlass zur Sorge, da 48 % bzw. 54 % der Proben positiv waren bzw. Konzentrationen über dem empfohlenen Risikogrenzwert aufwiesen.

Regionale Erkenntnisse Generell lässt sich sagen, dass Nordamerika und Europa mit dem schwerwiegendsten Mykotoxin-bezogenen Risiko für Nutztiere konfrontiert sind. In beiden Risikoregionen wurden für mindestens fünf Mykotoxine Konzentrationen aufgezeichnet, die über dem jeweiligen Risikogrenzwert liegen.

Tabelle 1 liefert einen Überblick über die Anzahl getesteter Proben sowie über Vorkommen, durchschnitt-

Science & Solutions • Sonderausgabe MTX 02

Paula Kovalsky Karin Nährer Produktmanagerinnen, Mykotoxin-Risikomanagement

Tabelle 1. Detaillierte Ergebnisse des Mykotoxinvorkommens nach Region

Anzahl getesteter Proben Europa

Durchschnittliche Anzahl positiver Proben (ppb) Maximum (ppb) Anzahl getesteter Proben

Asien

Durchschnittliche Anzahl positiver Proben (ppb) Maximum (ppb)

Nordamerika

Südamerika

Naher Osten

Afrika

Afla

ZEN

DON

T-2

FUM

OTA

1,036

2,620

3,373

1,322

1,199

1,021

8

272

1,864

66

1,019

3

481

16,495

29,600

1,300

56,948

76

1,751

1,767

1,762

436

1,651

1,686

104

167

512

18

1,399

7

5,155

6,215

8,901

61

130,246

854

Anzahl getesteter Proben

603

566

623

510

556

460

Durchschnittliche Anzahl positiver Proben (ppb)

29

282

1,231

60

3,353

6

Maximum (ppb)

980

13,700

24,792

285

154,000

22

Anzahl getesteter Proben

483

407

342

314

470

251

Durchschnittliche Anzahl positiver Proben (ppb)

40

107

866

9

1,932

3

1,352

3,779

7,590

361

52,438

11

Anzahl getesteter Proben

48

54

54

44

43

38

Durchschnittliche Anzahl positiver Proben (ppb)

2

19

194

12

541

13

Maximum (ppb)

8

148

641

37

2,927

67

Anzahl getesteter Proben

88

88

88

88

88

88

Durchschnittliche Anzahl positiver Proben (ppb)

7

39

599

2

249

13

Maximum (ppb)

23

452

9,176

2

2,781

57

Maximum (ppb)

Quelle: 2014, BIOMIN Mykotoxin-Studie

% kontaminierter Proben % Konzentrationen über Risikogrenzwert

Abbildung 2 - Weltweite Prävalenz der wichtigsten Mykotoxine. Balken repräsentieren den Prozentsatz an kontaminierten Proben. Punkte zeigen Mykotoxinkonzentrationen über dem Risikogrenzwert an.

80% 60% 40% 20% 0% Afla ZEN DON T-2 FUM OTA

Quelle: 2014 BIOMIN Mykotoxin Studie

liche Kontaminationsniveaus und maximale Kontaminationswerte. Deoxynivalenol ist in allen Regionen die Nummer eins unter den gefährlichen Mykotoxinen, mit Ausnahme von Südamerika, wo Fumonisine die stärkste Bedrohung für die Gesundheit der Nutztiere darstellen.

Europa Südeuropa weist mit fünf Mykotoxinen mit Konzentrationen über dem Risikogrenzwert ein schwerwiegendes Risiko auf, während das Risiko für den Rest Europas mit vier durchschnittlichen Konzentrationen über dem Risikogrenzwert als hoch eingestuft wurde. Proben aus Europa zeigten die höchste Inzidenz von T-2-Toxin (22 %) und mit 91 ppb einen hohen Durchschnittswert.

Ein Magazin von BIOMIN

Das höchste T-2-Kontaminationsniveau fand sich in einer russischen Weizenprobe und betrug 1300 ppb. Fast drei von vier europäischen Proben enthielten Deoxynivalenol in der weltweit höchsten durchschnittlichen Konzentration von 1864 ppb. Der höchste Einzelwert einer Kontamination mit Deoxynivalenol wurde in einer österreichischen Maisprobe verzeichnet und betrug 29 600 ppb; der höchste Einzelwert für die ZEN-Kontamination wurde mit 16 495 ppb ebenfalls bei einer österreichischen Maisprobe beobachtet.

Asien In Asien besteht ein hohes Risiko für Nutztiere durch Mykotoxinbelastung, da die durchschnittlichen Konzentrationen bei vier Mykotoxinen über dem Risikogrenzwert lagen. Für Ozeanien wurde ein moderates Risiko beobachtet: drei Mykotoxine wiesen hohe ppb-Werte auf. Die weltweit höchste Prävalenz von Aflatoxin sowie die höchste durchschnittliche Aflatoxinkonzentration wurden in Proben aus Asien beobachtet und lagen bei 22 % bzw. 104 ppb. Der höchste Einzelwert für Aflatoxin wurde mit 5155 ppb in einer Probe von chinesischen Baumwollsamen ermittelt und die höchste Ochratoxin-A-Prävalenz wurde mit 27 % in Asien beobachtet; der höchste Einzelwert für Ochratoxin A fand sich bei einer chinesischen Fertigfutterprobe und betrug 854 ppb.

Nordamerika Nordamerika steht aufgrund einer sehr hohen Mykotoxinbelastung einer schwerwiegenden Bedrohung der Gesundheit von Nutztieren gegenüber. Die höchsten

5

Ergebnisse der BIOMIN Mykotoxin-Studie 2014

Tabelle 2. Mykotoxine nach Futtermittel.

Fertigfutter

Afla

ZEN

DON

T-2

FUM

OTA

Anzahl getesteter Proben

1,592

1,872

1,983

931

1,676

1,459

Durchschnittliche Anzahl positiver Proben (ppb)

32

87

484

57

926

6

Maximum (ppb)

Mais

484

6,215

17,920

1,300

25,041

854

Anzahl getesteter Proben

1,169

1,793

2,123

830

1,071

1,012

Durchschnittliche Anzahl positiver Proben (ppb)

45

411

2,443

83

2,914

4

Maximum (ppb)

Weizen

Soja

Trockenschlempe

Silage

1,352

16,495

29,600

852

154,000

52

Anzahl getesteter Proben

227

408

592

164

208

228

Durchschnittliche Anzahl positiver Proben (ppb)

10

83

860

86

433

3

Maximum (ppb)

87

2,115

28,864

1,300

4,333

18

Anzahl getesteter Proben

158

174

178

142

160

164

Durchschnittliche Anzahl positiver Proben (ppb)

3

19

204

18

123

19

Maximum (ppb)

11

288

1,166

108

977

141

Anzahl getesteter Proben

69

71

72

42

68

64

Durchschnittliche Anzahl positiver Proben (ppb)

13

353

997

28

1,894

6

Maximum (ppb)

196

3,600

8,514

80

27,665

27

Anzahl getesteter Proben

139

225

277

112

145

127

Durchschnittliche Anzahl positiver Proben (ppb)

6

290

2,521

43

319

2

Maximum (ppb)

15

3,055

13,920

174

3,939

5

Quelle: 2014, BIOMIN Mykotoxin-Studie

Durchschnittswerte für ZEN und FUM wurden in nordamerikanischen Proben gemessen und lagen bei 282 ppb bzw. 3352 ppb. Die zweithöchste Deoxynivalenol-Konzentration fand sich mit 1231 ppb in nordamerikanischen Proben und der höchste Einzelwert für Fumonisin wurde in einer US-amerikanischen Maisprobe beobachtet und betrug 154 000 ppb.

Südamerika Für Südamerika wird das Mykotoxinrisiko als hoch eingeschätzt, wobei vier Mykotoxine in durchschnittlichen Konzentrationen über dem Risikogrenzwert vorlagen. Fumonisine waren in fast zwei Drittel aller südamerikanischen Proben in Konzentrationen von 1932 ppb vorhanden, was den weltweit zweithöchsten Durchschnittswert darstellt. Trotz der geringen Prävalenz von T-2-Toxin wiesen die südamerikanischen Proben mit 125 ppb die weltweit höchste durchschnittliche Konzentration auf . Obwohl nur 10 % der südamerikanischen Proben mit Aflatoxin kontaminiert waren, war die durchschnittliche Konzentration mit 40 ppb die weltweit zweithöchste.

Naher Osten Wie sich zeigte, ist das Mykotoxinrisiko für Nutztiere im Nahen Osten moderat: Drei Mykotoxine lagen in durchschnittlichen Konzentrationen über dem Risikogrenzwert vor. Proben aus dem Nahen Osten wiesen die

6

weltweit höchste durchschnittliche Ochratoxin-A-Konzentration auf. Deoxynivalenol und Fumonisine waren in 72 % bzw. 84 % der Proben vorhanden.

Afrika In Afrika wurden zwei Mykotoxine, nämlich Aflatoxine und Deoxynivalenol, mit durchschnittlichen Konzentrationen über dem Risikogrenzwert registriert. Afrikanische Proben zeigten mit 78 % die höchste Prävalenz an Zearalenon. Deoxynivalenol und Fumonisine waren in mehr als zwei Drittel aller afrikanischen Proben vorhanden.

Futter Fertigfutter und Mais sind die am stärksten mit Mykotoxinen belasteten Futtermittel. Deoxynivalenol stellt die größte Gefahr für Fertigfutter, Mais, Weizen und Silage dar. Tabelle 2 enthält detaillierte Angaben zur Mykotoxinbelastung der einzelnen Futtermittel.

Schlussfolgerung Die 6844 im Rahmen dieser Studie analysierten Proben zeigen deutlich, wie wichtig ein konstantes Monitoring der Mykotoxinbelastung ist. Zum Schutz der Tiere vor den negativen Auswirkungen der Mykotoxine auf ihre Gesundheit und Leistungsfähigkeit ist ein effektives Risikomanagementprogramm von entscheidender Bedeutung.

Science & Solutions • Sonderausgabe MTX 02

Photo: iStockphoto/NASA

Warum eine fortschrittliche, multiple Mykotoxinanalyse wichtig ist Von Christina

Schwab und Paula Kovalsky, Produktmanagerinnen, Mykotoxin-Risikomanagement

Eine neue Technologie verspricht, den gleichzeitigen Nachweis mehrerer Mykotoxine zu revolutionieren und so unsere wissenschaftlichen Erkenntnisse entscheidend zu vertiefen. Verschiedene Fälle aus der Praxis sowie die Ergebnisse der BIOMIN-Mykotoxin-Studie 2014 sprechen eindeutig dafür, wie wertvoll der gleichzeitige Nachweis mehrerer unterschiedlicher Mykotoxine ist, um die Gefahren für die Nutztierproduktion wirklich zu verstehen und die Richtung für zukünftige Forschungstätigkeiten vorzugeben.

D

ie laufende Überwachung von Pilztoxinen ist in der Futtermittelindustrie und in der Tierproduktion unverzichtbar geworden. Bis vor Kurzem konnten mit den meisten verfügbaren analytischen Methoden nur einzelne Klassen von Mykotoxinen, wie Aflatoxine, Typ-B-Trichothecene oder Fumonisine, nachgewiesen werden. Im Laufe des vergangenen Jahrzehnts konnte die Sensitivität der Tests dank der Flüssigchromatographie in Kopplung an die Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) um das 200fache gesteigert werden, sodass diese Methode rasch zum Referenzverfahren für den multiplen Mykotoxinnachweis wurde.

Das Leistungsvermögen und die Genauigkeit dieser Technologie ermöglichen den Nachweis einer noch nie da gewesenen großen Zahl von Mykotoxinen und Metaboliten. Die nächste Generation der Massens-

Ein Magazin von BIOMIN

pektrometrie, die erstmals 2014 auf den Markt kam, liefert ein noch detaillierteres Bild der Kontamination verschiedener Futterausgangsmaterialien. Durch Verwendung von Spectrum 380® lassen sich mehr als 380 Mykotoxine und andere sekundäre Metaboliten in einem Zug analysieren Besserer Nachweis im Feld Spectrum 380® kann dank des leistungsfähigen und genauen Nachweisverfahrens für Mykotoxine dazu beitragen, dass Landwirte bzw. Betriebsleiter die Situation im Feld besser verstehen, was mit herkömmlichen Techniken bislang nicht möglich war. Zwei Fallstudien illustrieren die Vorteile der verbesserten Detektion von Mykotoxinen

30 Durchschnittlich 30 verschiedene Metaboliten wurden in jeder Probe unter Verwendung von Spectrum 380® nachgewiesen.

Co-Exposition ist die Norm Ein südafrikanischer Rinderfarmer stellte fest, dass seine Tiere an den hinteren Glied-

7

Warum eine fortschrittliche, multiple Mykotoxinanalyse wichtig ist

Abbildung 1. Aufteilung der 814 Proben nach der Anzahl von Mykotoxinen pro Probe.

2%

Anzahl der Metaboliten pro Probe

<10

19%

10-20

28%

20-30

29%

30-40 16%

40-50 4%

50-60 1%

> 60 0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

Proben [%] Quelle: BIOMIN Mykotoxin-Studie 2014

Um ausreichende Daten über die Auswirkungen exotischer und neu auftauchender Mykotoxine auf die Gesundheit und Leistung von Nutztieren zu erhalten, sind weitere Toxizitätsstudien erforderlich

8

maßen Tremor zeigten. Schwarze Flecken an der Gerste im Futter ließen den Verdacht auf eine Kontamination mit Aspergillus aufkommen. Der Farmer führte die Routineanalysen durch und fand nur geringe Konzentrationen von Fumonisinen, was das Tremorproblem nicht erklären konnte. Die multiple Mykotoxinanalyse mit Spectrum 380® zeigte ein ganz anderes Bild, nämlich das Vorliegen anderer Mykotoxine in hohen Konzentrationen, einschließlich 7 ppm Cytochalasin E und 500 ppb Patulin, einem Mykotoxin mit neurotoxischer Wirkung.

Obwohl dies nur ein Beispiel ist, wissen wir aus jahrzehntelanger Forschung, dass Mykotoxine dazu neigen, in Gruppen aufzutreten. Dieses Phänomen, bekannt als Co-Exposition, tritt - wie neuere Daten belegen - ziemlich häufig auf.

Zum ersten Mal sind nun die mit Spectrum 380® durchgeführten Analysen von 814 Proben von Futterrohstoffen und Fertigfutter aus den verschiedensten Ländern der Welt in der BIOMIN Mykotoxinstudie 2014 enthalten. Basierend auf den Daten aller Regionen außer Asien wurden im Durchschnitt 30 verschiedene Metaboliten pro Probe entdeckt (Abbildung 1). Die Anzahl von Mykotoxinen pro Probe schwankte zwischen 4 und 75. In 90 % der Proben wurden mehr als 10 Metaboliten gefunden.

(Bei Verwendung älterer Nachweisverfahren für Mykotoxine wären für den Nachweis von 380 Metaboliten in 814 Proben 309

320 separate Analysen notwendig gewesen, während es mit Spectrum 380® 814 Analysen waren.

Synergistische Effekte Ein brasilianischer Schweinefarmer beobachtete bei seinen Tieren Ohrrandnekrose, ein gut bekanntes Symptom der Deoxynivalenol-Kontamination. Mykotoxinanalysen mittels ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay) zeigten in den drei untersuchten Proben nur sehr geringe Konzentrationen von Deoxynivalenol, jedenfalls zu geringe Konzentrationen, um eine Ohrrandnekrose auszulösen. Die multiple Mykotoxinanalyse mit Spectrum 380® zeigte hingegen, dass die Realität ganz anders aussah: Die Schweine des Farmers waren mit einer Gesamtkonzentration von Mykotoxinen belastet, die zehn Mal höher war als mit ELISA bestimmt. Zusätzlich zum Deoxynivalenol enthielten die Futterproben auch andere Typ-B-Trichothecene wie Nivalenol und die glukosylierte Form von Deoxynivalenol (DON-3-Glukosid) und Toxine der Culmorin-Familie, die die Wirkungen von Deoxynivalenol bekannterweise verstärken.

Dieser Fall spiegelt die Erkenntnis wider, dass nämlich Mykotoxine synergistische Wirkung besitzen: Die schädlichen Wirkungen jedes einzelnen Mykotoxins (also oft wie im Labor einzeln getestet) werden durch das gleichzeitige Vorliegen multipler Mykotoxine im Feld verstärkt und führen zu einer insgesamt schwerwiegenderen Gesundheitsschädigung der Tiere.

Informationen für die Forschungsvorhaben Die Spectrum 380®-Analyse deckt auf, dass die wichtigsten, in mehr als 40 % der Fälle vorhandenen Mykotoxine nur sechs der 32 häufigsten Mykotoxinen ausmachen, die in den 814 analysierten Proben nachgewiesen wurden (Abbildung 2). Das Wissen über die anderen Mykotoxine, oft als neu auftauchende Mykotoxine oder exotische Metabolite bezeichnet, ist deutlich geringer, was teilweise daran liegt, dass die Datenlage für die Durchführung toxikologischer Studien nicht ausreicht.

Abbildung 2 zeigt auch, dass 95 % der 814 getesteten Futterproben auch positiv für die strukturell verwandte Gruppe von Beauvericin und Ennatinen waren.

Science & Solutions • Sonderausgabe MTX 02

Christina Schwab Paula Kovalsky Produktmanagerinnen, Mykotoxin-Risikomanagement

Abbildung 2. – Die 32 häufigsten Metaboliten, die weltweit in insgesamt 814 Proben von Futter und Futterausgangsmaterialien gefunden wurden (in mehr als 40 % der Proben vorhanden). Rote Balken stellen gut bekannte Mykotoxine dar. Zum Zweck der Datenanalyse wurde für jedes Mykotoxin ein Quantifizierungslimit (LOQ) angenommen, um positive Proben zu ermitteln.

Beauvericin Emodin

Enniatin B

Enniatin B1 Zearalenone

Enniatin A1 Equisetin Alternariolmethylether Culmorin Moniliformin

Enniatin A Deoxynivalenol

Tenuazonic acid Tryptophol Aurofusarin Alternariol 15-Hydroxyculmorin Apicidin Epiequisetin Tentoxin 3-Nitropropionic acid DON-3-glucoside Rugulusovin Infectopyron

Enniatin B2 Macrosporin Nivalenol

Fumonisin B1

Fusarinolic acid

Fumonisin B2 Zearalenone-sulfate

Kojic acid

Average [ppb]

Max. [ppb]

26 59 43 52 186 19 18 6 528 66 4 1.003 241 617 2.043 17 755 8 5 8 23 114 92 2.398 3 11 128 587 556 248 43 407

1.610 4.155 2.668 5.507 11.192 1.917 1.302 567 23.928 1.367 471 28.864 4.791 35.808 319.920 1.005 19.320 150 190 108 1.558 3.204 1.326 101.408 122 1.081 11.232 31.784 6.757 12.968 4.318 18.104

40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Positive Proben [%] Quelle: 2014, BIOMIN Mykotoxin-Studie

Im Dezember 2014 hat die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit EFSA eine neue wissenschaftliche Stellungnahme zu diesen Toxinen in Lebensmitteln und Tierfutter veröffentlicht, in der die Notwendigkeit für größere Datenmengen hervorgehoben wurde, und zwar insbesondere bezüglich einer Co-Kontamination und möglicher kombinierter Effekte mit Fusarium-Toxinen.

Schlussfolgerung Die Verfügbarkeit der LC—MS/ MS-Technologie und der dadurch möglichen multiplen Mykotoxinanalyse wird erhebliche neue Erkenntnisse zur Mykotoxinsituation im Feld bringen. Diese Technologien, die einen Nachweis multipler Mykotoxine Ein Magazin von BIOMIN

ermöglichen, machen aufgrund einiger Fakten, die wir über Mykotoxine kennen, Sinn. Erstens ist eine Co-Kontamination ziemlich häufig. Zweitens bestehen zwischen bestimmten Mykotoxinen synergistische Effekte. Um ausreichende Daten über die Auswirkungen exotischer und neu auftauchender Mykotoxine auf die Gesundheit und Leistung von Nutztieren zu erhalten, sind weitere Toxizitätsstudien erforderlich.

Angesichts der Diversität an Mykotoxinen, die vermehrt bekannt werden, muss ein wirksames Mykotoxin-Risikomanagement auf den allerneuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen und den multiplen Wirkmechanismen aufbauen, um gegen die in der Landwirtschaft relevanten Mykotoxine schützen zu können.

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