Vom Feld bis auf den Teller: auf der Spur von Toxinen, die die Gesundheit von Mensch und Tier bedrohen

Mykotoxine sind Gifte aus der Familie der Pilze, die – insbesondere unter feuchten Bedingungen – Pflanzen befallen, die Nahrungskette infizieren und somit tödlich für Menschen und Tiere sein können. Man bringt sie in Verbindung mit einigen gesundheitlichen Problemen, darunter Krebs sowie Magen-Darm-, Urogenital-, Gefäß-, Nieren- und Nerven-Störungen. Man fand heraus, dass einige Mykotoxine das Immunsystem beeinträchtigen und die Resistenz gegen Infektionskrankheiten schwächen. Die Auswirkungen sind auch wirtschaftlich zu spüren, da die Produktivität der Tiere und der Handel zurückgehen.

Trotz langjähriger Forschung und der Einführung bestmöglicher Verfahren entlang der Lieferkette stellen Mykotoxine weiterhin ein Problem dar. Im breiteren Kontext wird dieses Problem durch die zunehmenden Auswirkungen des Klimawandels auf die landwirtschaftliche Produktion sowie die Nachfrage nach einem zuverlässigen Nahrungsangebot für eine wachsende Weltbevölkerung eingerahmt. Das EU-finanzierte Projekt MYCOKEY wurde ins Leben gerufen, um Mykotoxin in Nahrungs- und Futtermittelketten effektiv und nachhaltig bewältigen zu können. Das Projekt konzentriert sich auf Mais, Weizen und Gerste – jene Kulturen, die in der Regel betroffen sind – in Europa sowie in China, wo die Kontamination ebenfalls zunimmt und wo man daher auf der Suche nach Schutzmaßnahmen ist, die jenen der EU ähneln.

Frühe Versprechen für umweltfreundlichere Lösungen

Das Projekt MYCOKEY (Integrated and innovative key actions for mycotoxin management in the food and feed chain) konnte bereits einen bemerkenswerten Erfolg mit dem Mykotoxin Ochratoxin A (OTA) vermelden, wie kürzlich im Fachjournal „Molecules“ berichtet wurde.

Der Artikel weist darauf hin, dass OTA ein Mykotoxin ist, das von verschiedenen Arten der Aspergillus- und Penicillium-Pilze produziert wird. Es stellt eine Gefahr für die menschliche Gesundheit dar und wurde auf der ganzen Welt in Weizen und anderen Getreidearten (die Hauptquelle der menschlichen Belastung), in Kaffeebohnen, Bohnen, Hülsenfrüchten, Trockenfrüchten und Wein entdeckt. Als Reaktion auf die Bedrohung hat die EU gerade für 13 verschiedene Lebensmittelkategorien Obergrenzen für OTA festgesetzt. Darüber hinaus wurde von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) eine Grenze für die zulässige wöchentliche Aufnahme (Tolerable Weekly Intake, TWI) für OTA in Höhe von 120 ng/kg Körpergewicht bestimmt.

Im jüngst veröffentlichten Artikel wurde verkündet, dass das Team ein „beispielloses, umweltfreundliches und schnelles Verfahren zur Bestimmung von Ochratoxin A“ entwickelt habe. Das validierte Verfahren beruht auf dem Einsatz von stark eutektischen Lösungsmitteln (Deep Eutectic Solvents, DES) auf der Basis von Cholinchlorid (ChCl). DES sind Flüssigkeiten, die im Allgemeinen durch die Mischung von quartären Ammoniumsalzen mit Metallsalzen oder Wasserstoffbrückenbindungsdonoren erzeugt werden. Im Artikel wird berichtet, dass der Ansatz mit der Verwendung „konventioneller, gefährlicher und flüchtiger organischer Lösungsmittel vergleichbar ist, die für die üblichen und offiziellen Verfahren typisch sind“. Mit dem ChCl-Ansatz konnte man 89 % des OTA von dotierten Hartweizenproben rückgewinnen, während man mit traditionellen Acetonitril-Wasser-Mischungen einen Wert von 93 % erzielt.

Zudem ist der Ansatz umweltfreundlicher: ChCl ist biologisch abbaubar, recyclingfähig, weist eine geringe Flüchtigkeit auf und ist nur schwach giftig oder gar ungiftig. Wichtig ist auch, dass dies bedeutet, dass die Beschäftigten in geringerem Maße toxischen Chemikalien ausgesetzt sind.

Das Team weist darauf hin, dass der größte Vorteil des DES-Einsatzes darin besteht, dass die Lösungsmittel aufgrund ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften für weitere Optimierungen offen bleiben, wodurch sich ihr Nutzen für den Erhalt der Lebensmittelkontrolle und -hygiene noch vergrößert. Wenn man berücksichtigt, dass Mykotoxine die europäische Landwirtschaft Schätzungen zufolge rund 3 Milliarden EUR pro Jahr kosten, sind dies willkommene Neuigkeiten, ganz zu schweigen von den gesundheitlichen Vorteilen für Mensch und Tier.

Mehr Tools in der Pipeline

Ein Projektziel ist, eine innovative Lösung zu finden, um das Wissen zum Umgang mit Mykotoxin zu erfassen und zu verbreiten, was für politische Entscheidungsträger und Wissensnetzwerke gleichermaßen von Nutzen ist. Darum arbeitet das Team an einem IKT-Tool namens „MycoKey App“, das schnell praktische Vorschläge für Interventionen liefert sowie als allgemeine Entscheidungsunterstützung dient, indem es genaue Informationen über Kontaminationsrisiken und Prognosen zur Verfügung stellt. Es werden im Projekt auch alternative und sichere Wege zur Verwendung kontaminierter Chargen dargestellt. Diese Bemühungen werden durch die Auswahl und Verbesserung einer Reihe von Tools zur Mykotoxin-Überwachung ergänzt. Diese Tools werden für eine kostengünstige Feldanwendung während der Lagerung, der Verarbeitung und des Transports konzipiert.

MYCOKEY arbeitet zudem an der Identifizierung zuverlässiger, nachhaltiger und umweltfreundlicher Lösungen zur Prävention, Intervention und Sanierung.

Weitere Informationen:
Projektwebsite