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Evaluierung und Anwendung neuartiger enzymimmunologischer Verfahren für Mutterkornalkaloide in Lebensmitteln

Roloff, Lydia


Originalveröffentlichung: (2010) Giessen : VVB Laufersweiler 2010
pdf-Format: Dokument 1.pdf (1.189 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Tierärztliche Nahrungsmittelkunde
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5591-2
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 20.04.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 08.06.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Diese Arbeit beschreibt den Nachweis von Mutterkornalkaloiden (Ergotalkaloiden) auf
immunchemischer Basis. Hierzu wurden polyklonale Antikörper gegen verschiedene
Ergotalkaloide eingesetzt bzw. hergestellt. Als Referenzmethode zur Methodenprüfung sowie
zur Prüfung des Toxinspektrums in Lebensmitteln wurde eine HPLC-Analytik für 14
Ergotalkaloide eingesetzt (Ergometrin, Ergotamin, Ergocristin, alpha-Ergocryptin, alpha-Ergocryptin,
Ergocornin, Ergosin sowie die sieben korrespondierenden -inin-Isomere). Unter Verwendung
von Antikörpern gegen Ergometrin (Ergonovin), Ergotamin, alpha-Ergocryptin und Ergocornin
wurden kompetitive Enzymimmuntests erstellt und charakterisiert. Die Nachweisgrenzen
dieser Tests für das entsprechende Alkaloid lagen bei 0,03 ng/ml (Ergometrin), 0,2 ng/ml
(Ergotamin), 1 ng/ml (alpha-Ergocryptin) bzw. 3 ng/ml (Ergocornin). Bezüglich der Testspezifität
zeigte sich, dass im Testsystem für Ergometrin alle 14 Ergotalkaloide erfassbar waren,
während die anderen drei Testsysteme jeweils nur mit Teilgruppen kreuzreagierten. Auf der
Basis der Antikörper gegen Ergometrin wurde ein gruppenspezifischer Nachweis für
Ergotalkaloide etabliert und validiert. Mit diesem „Generic Ergot Alkaloid“ Enzymimmuntest
konnte die Summenbelastung dieser Toxine in Getreide und Getreiderzeugnissen mit einer
Nachweisgrenze von 20 alpha g/kg (Brot 14 mü g/kg) bestimmt werden. Durch
Vergleichsuntersuchungen mit HPLC anhand natürlich kontaminierter Probenmaterialien
konnte die Anwendbarkeit dieses Testsystems demonstriert werden. Unter Verwendung des
Generic Ergot Alkaloid Enzymimmuntests wurden 223 getreidehaltige Lebensmittel des
deutschen Marktes untersucht. Roggen und daraus hergestellte Lebensmittel waren am
häufigsten belastet (77-91 %), die Medianwerte des Gesamtergotalkaloidgehalts lagen
zwischen 45 mü g/kg und 152 mü g/kg. Weizen und daraus hergestellte Erzeugnisse waren
seltener und in niedrigeren Konzentrationen belastet (9-28 %, Medianwerte
jedoch in geringen Konzentrationen. Das in dieser Arbeit entwickelte Verfahren (Generic
Ergot Alkaloid Enzymimmuntest) eignet sich somit zum einfachen, schnellen und
empfindlichen Routinenachweis von Ergotalkaloiden in Getreide und verarbeiteten
Lebensmitteln.
Kurzfassung auf Englisch: This thesis describes the detection of ergotalkaloids based on immunochemical methods using
polyclonal antibodies against ergot alkaloids.
A high performance liquid chromatography procedure for 14 ergot alkaloids (ergometrine,
ergotamine, ergocristine, alpha-ergocryptine, mü-ergocryptine, ergocornine, ergosine as well as
their corresponding inine-epimers) was used as the reference method to validate the
immunochemical method and to test the toxin spectrum in foods.
Using antibodies against ergometrine (ergonovine), ergotamine, alpha-ergocryptine and
ergocornine competitive enzyme immunoassays were established and validated.
The limit of detection of these assays was 0.03 ng/ml for ergometrine, 0.2 ng/ml for
ergotamine, 1 ng/ml for alpha-ergocryptine and 3 ng/ml for ergocornine, respectively.
Concerning the specificity of the immunoassays, the results demonstrated that the testing
system for ergometrine could detect all of the 14 ergot alkaloids, whereas the other three
systems cross reacted only with some of the 13 other ergot alkaloids.
Adapted from the antibodies against ergometrine, a group specific method for the
determination of ergot alkaloids was established and validated.
Using this “Generic Ergot Alkaloid” enzyme immunoassay the exposure of the alkaloid
toxines in cereals and products of cereals could be determined at a limit of detection of
20 mü g/kg (in bread: 14 müg/kg).
The applicability of this immunochemical method could be demonstrated by comparative tests
using high performance liquid chromatography with naturally contaminated samples.
Furthermore, the Generic Ergot Alkaloid enzyme immunoassay was applied to analyze 223
grain-containing foods of the German market. Rye and products from rye were found to be
contaminated most frequently (77-91 %), the medians of the total amount of ergot alkaloids
were arranged between 45 mü g/kg and 152 mü g/kg. Wheat and products from wheat were found
to be contaminated rarely, namely both quantitative (9-28 %) and qualitative (medians < the
limit of detection). In spelt and in flour from spelt ergot alkaloids could be detected, but the
concentration of these alkaloids was very low.
Therefore, the Generic Ergot Alkaloid enzyme immunoassay is suitable for a simple, quick
and sensitive every day analysis of ergot alkaloids in cereals and grain-containing foods.