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URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-47289
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2007/4728/


Nachweis der Fusarientoxine Deoxynivalenol und Zearalenon in Lebensmitteln

Seidler, Caroline


Originalveröffentlichung: (2007) Giessen : VVB Laufersweiler 2007
pdf-Format: Dokument 1.pdf (757 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Tierärztliche Nahrungsmittelkunde, Prof. für Milchwissenschaften der Justus-Liebig-Universität Gießen
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5157-0
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 25.04.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 27.06.2007
Kurzfassung auf Deutsch: Die vorliegende Arbeit beschäftigte sich mit der Erarbeitung geeigneter enzymimmunchemischer (EIA) Methoden zur Untersuchung von getreidehaltigen Lebensmitteln auf die Mykotoxine Deoxynivalenol (DON) und Zearalenon (ZEA), sowie mit der Bestimmung der Gehalte dieser Toxine in Lebensmitteln des deutschen Marktes in den Jahren 2001 bis 2004. Es wurden insgesamt 1154 Lebensmittelproben auf Getreidebasis untersucht. Ein Teil der Proben wurde zur Überprüfung der EIA-Systeme zusätzlich mittels zweier HPLC-Methoden untersucht.


Komplexere Matrices wie Säuglingsnahrung, Müsli, Kekse und Chips konnten im EIA für DON durch Verwendung einer Flüssig-Flüssig-Partitionierung zur Extraktreinigung untersucht werden. Für den Nachweis von ZEA war eine Verdünnung des Rohextraktes ausreichend zur Untersuchung mittels EIA. Die erzielten Nachweisgrenzen im EIA für DON (15 µg/kg in Getreide und Getreideprodukten, 2 µg/l in Bier) und ZEA (6 µg/kg in Getreide und Getreideprodukten, 2 µg/l in Bier) lagen deutlich unterhalb der bis vor kurzem geltenden nationalen Höchstmengen (DON: 100 µg/kg Säuglingsnahrung, 350 µg/kg Brot/Brötchen, 500 µg/kg Getreide/Getreideerzeugnisse, ZEA: 20 µg/kg Säuglingsnahrung, 50 µg/kg Getreide/Getreideerzeugnisse) für diese Toxine. Wiederfindungsraten von 80 % - 112 % für DON sowie 86 % - 129 % für ZEA in künstlich im relevanten Konzentrationsbereich kontaminierten Proben sowie Variationskoeffizienten unterhalb der Anforderungen der VO EG 401/2006 belegten die Einsetzbarkeit der EIA-Methoden auch für komplexere Matrices. Die durchgeführten Vergleichsuntersuchungen zeigten ebenfalls eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse der EIA-Methoden und der HPLC-Methoden.


DON war in getreidehaltigen Lebensmitteln sehr häufig nachweisbar (81 %), dagegen waren Lebensmittel deutlich seltener mit ZEA belastet (14 %). Die Belastungshöhe der Lebensmittel mit DON und ZEA lag aber mit wenigen Ausnahmen unterhalb der Höchstmengen. In den Jahren 2001 und 2002 waren Säuglingsnahrungsmittel relativ häufig mit DON kontaminiert, in 2003 deutlich seltener. Erzeugnisse aus Hartweizen (Teigwaren, Grieß) sowie Speisekleie waren im Untersuchungszeitraum höher mit DON belastet und konnten bei Hochverzehrern zur Überschreitung der tolerierbaren Tagesdosis für DON (TDI 1 µg/kg Körpergewicht und Tag) führen. Mit ZEA waren vor allem Mais und Maiserzeugnisse kontaminiert, obwohl auch hier die Höchstmengen nicht erreicht wurden.


In Konsummilch konnte weder DON noch ZEA sowie ihre Analoga oberhalb der Nachweisgrenzen nachgewiesen werden.


Die Ergebnisse zeigten in Bezug auf die nunmehr gültigen europäischen Regelungen, dass die Belastung der Lebensmittel zwar durchschnittlich weit unterhalb der zulässigen Höchstmengen lag, dass allerdings die DON-Aufnahme des deutschen Verbrauchers durchaus im Bereich nahe des toxikologisch begründeten TDI lag. Dagegen war die abgeschätzte Belastung des Verbrauchers mit ZEA durch getreidehaltige Lebensmittel in der Regel vernachlässigbar gering.
Kurzfassung auf Englisch: This thesis describes the development of enzyme immunassays (EIA) suitable for the routine analysis of cereal based foods for the mycotoxins deoxynivalenol (DON) and zearalenone (ZEA). These methods were used to determine the levels of these toxins in foods from the German retail market in a time period from 2001 to 2004. A total of 1154 food samples were analysed for DON and ZEA by EIA. Additionally, a representative percentage of these samples were also analysed using two HPLC methods for evaluation purposes.

Cereals, flour, but also complex sample matrices such as infant formulae, muesli, cookies and snacks were successfully analysed by the DON-EIA after liquid-liquid partitioning of aqueous raw extracts with ethyl acetate. For analysis of ZEA by EIA, dilution of raw extracts (acetonitrile/water) with buffer solution was sufficient to eliminate matrix effects. The detection limits of the DON-EIA (15 µg/kg for cereals and cereal products, 2 µg/l for beer) and the ZEA-EIA (6 µg/kg for cereals and cereal products, 2 µg/l for beer) were all well below the (recently replaced by European Union regulations) German maximum permitted limits (DON: 100 µg/kg in cereals for infant food; 350 µg/kg for bread and rolls, 500 µg/kg for cereals and other cereal products; ZEA: 20 µg/kg in cereals for infant foods, 50 µg/kg in cereals and cereal products). Recoveries obtained for spiked samples in a range of 80 %-120 % for DON and 86 % - 129 % for ZEA and relative standard deviations well below the requirements stated in European Union regulation 401/2006 demonstrated the suitability of the EIA-Methods for general routine analysis. Comparison studies with HPLC also showed good agreement between the results.

DON was frequently found in all cereal-based foods (81 %), while frequency of ZEA was much lower (14 %). However, the levels of DON and ZEA were in most cases below the maximum permitted levels. In samples purchased in the years 2001 and 2002, cereal-containing infant foods were frequently contaminated with DON, but less frequently in 2003. Products made from durum wheat (pasta, wheat grits) and from wheat bran showed higher levels of DON and could have resulted in an excess over the tolerable daily intake of DON (TDI 1 µg/kg body weight and day) in high consumers of these products. Elevated contamination with ZEA was mostly found in maize and products thereof, but in most cases well below the maximum permitted level.

Consumers’ milk was essentially free of DON and ZEA and their respective metabolites.

Considering the new regulations for DON and ZEA as set according to European Union regulation 466/2001, the contamination of foods from the German market was on average far below the maximum permitted levels. However, the overall DON intake of the German consumer was estimated to be near the toxicology-based TDI value. In contrast, the estimated ZEA intake through cereal-based foods was found to be negligible in most cases.