Mykotoxin Risiko Management. Karin Nährer Technical Manager, BIOMIN Holding GmbH

Transkript

1 Mykotoxin Risiko Management Karin Nährer Technical Manager, BIOMIN Holding GmbH

2 Überblick Mykotoxine Mykotoxinproblematik Mykotoxikosen Bekämpfungsmaßnahmen

3 Mykotoxine Fusarium sp. sind toxische, sekundäre Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen. Aspergillus sp. Penicillium sp. Alternaria sp. Claviceps sp., etc. werden auf landwirtschaftlichen Produkten, während des Schimmelpilzwachstums gebildet. > verschiedene Pilzarten > 400 verschiedene Mykotoxine sind sehr stabil. Gegenüber hohen Temperaturen Verarbeitungs- und Lagerbedingungen

4 Woher kommen Mykotoxine? Feldpilze Fusarium sp. Aspergillus sp. Penicillium sp.

5 Woher kommen Mykotoxine? Fusarium sp. Aspergillus sp. Lagerpilze Penicillium sp.

6 Vorkommen Mykotoxine 2010 Nordamerika Afla 8%; ZON 52%; DON 87%; FUM 49%; OTA 12% Südamerika Afla 22%; ZON 57%; DON 27%; FUM 88%; OTA 6% Nordeuropa Afla 0%; ZON 3%; Mitteleuropa DON 62%; Afla 14%; ZON 26%; DON 60%; FUM FUM 40%; 32%; OTA 28% 25% Nordeuropa Afla 0%; ZON 3%; DON 62%; FUM 40%; OTA 25% Südeuropa Afla 50%; Mitteleuropa ZON 19%; DON 41%; FUM 83%.; OTA 29% Afla 14%; ZON 26%; DON 60%; FUM 32%; OTA 28% Mittlerer Osten Afla 8%; ZON 29%; DON 40%; FUM 65%; OTA 22% Südeuropa Afla 50%; ZON 19%; DON 41%; FUM 83%; OTA 29% Nordasien Afla 13%; ZON 56%; DON 71%; FUM 44%; OTA 22% Südostasien Afla 65%; ZON 49%; DON 41%; FUM 57%; OTA 32% Südasien Afla 88%; ZON 30%; DON 30%; FUM 58%; OTA 71% Ozeanien Afla 11%; ZON 18%; DON 26%; FUM 9%; OTA 15% * % Anteil positiver Proben (>LOD)

7 Mycotoxin Survey - Österreich 2010 Afla ZON DON FUM OTA Probenanzahl % Positive 8% 25% 61% 36% 55% Mittelwert (µg/kg) Maximum (µg/kg) 1,

8 Mykotoxinproblematik Sicherheitslevels existieren nicht! Nicht detektier baren Konzentrationsbereich Bereits Mykotoxinkonzentrationen < Nachweisgrenze können Mykotoxikosen verursachen Maskierte Mykotoxine Mykotoxine + z.b. Zuckerreste Synergistische Effekte

9 Mykotoxinproblematik Toxin + Interaktion Tod Konsequenzen einer Immunsuppression: klinische Symptome Risiko T o x i n erhöhtes Infektionsrisiko stärkerer Krankheitsverlauf erschwerte Diagnostik u/o Therapie Erkrankungsgefahr nach Impfung mit Lebendvaccinen Stoffwechsel störungen Aktivierung von Tumorbildung Leistungsdepression etc. Immunsuppression Wirtschaftliche Verluste Mykotoxin Hamilton, 1984

10 Mykotoxinproblematik Sicherheitslevels existieren nicht! Nicht detektierbarer Konzentrationsbereich Bereits Mykotoxinkonzentrationen < Nachweisgrenze können Mykotoxikosen verursachen Maskierte Mykotoxine Mykotoxine + z.b. Zuckerreste Synergistische Effekte

11 Mykotoxinproblematik Mykotoxikosen auch im nicht-detektierbaren Konzentrationsbereich möglich Was bedeutet 1 ppm oder 1000 µg/kg? 1 Teil in Minuten in 32 Jahren 1 Meter in 1000 km

12 Mykotoxinproblematik Sicherheitslevels existieren nicht! Nicht detektierbarer Konzentrationsbereich Bereits Mykotoxinkonzentrationen < Nachweisgrenze können Mykotoxikosen verursachen Maskierte Mykotoxine Mykotoxine + z.b. Zuckerreste Synergistische Effekte

13 Maskierte Mykotoxine Produktion Konjugierte und transformierte Produkte von Mykotoxinen (z.b. mit Zucker) Detoxifizierung von Mykotoxinen in Pflanzen Eigenschaften mit herkömmlichen Analysenmethoden nicht detektierbar Mykotoxine im Duodenum wieder frei gesetzt giftig! Mykotoxin: Zearalenon Zucker: Glukose Beispiel: Zearalenon-Glucosid

14 Mykotoxinproblematik Sicherheitslevels existieren nicht! Nicht detektierbarer Konzentrationsbereich Bereits Mykotoxinkonzentrationen < Nachweisgrenze können Mykotoxikosen verursachen Maskierte Mykotoxine Mykotoxine + z.b. Zuckerreste Synergistische Effekte

15 Mykotoxinproblematik 42% der Proben waren mit mehr als einem Mykotoxin kontaminiert!

16 Synergismus Auswirkungen eines Mykotoxins können durch die Anwesenheit anderer Mykotoxine verstärkt werden = Synergismus Synergistische oder Additive Effekte von Mykotoxinen in Geflügel Schwein AFB 1 Aflatoxin B 1, FB 1 Fumonisin B 1, DON Deoxynivalenol, OTA Ochratoxin A, ZON Zearalenone, FA Fusaric acid, DAS Diacetoxyscirpenol, CPA Cyclopiazonic acid, MON Moniliformin

17 Mykotoxinproblematik Sicherheitslevels existieren nicht! Mykotoxikosen auch im nicht-detektierbaren Konzentrationsbereich möglich Maskierte Mykotoxine Synergistische Effekte Vielfalt möglicher Krankheitssymptome systemisch lokal organspezifisch, oft nicht spezifisch (geringere Produktivität)

18 Krankheitssymptome sind abhängig von Mykotoxin, Tier und Umwelt Betriebsmanagement (Hygiene, Feuchtigkeit, Temperatur ) Alter, Geschlecht, Tierart Dauer der Belastung Art und Niveau der Mykotoxinkontamination Andere toxische Einflüsse Ernährungs- und Gesundheitszustand der Tiere

19 Mykotoxin - Symptome Aspergillus spp. Penicillium spp. Fusarium spp. Claviceps spp. Afla OTA OTA FUM Trichos (DON ) ZON Ergot Alkaloide Immunsuppression Verdauungsstörungen Verminderte Leistung krebserregend Leberschäden Nierenschäden Blutungen

20 Empfindlichkeit verschiedener Tierarten gegenüber Mykotoxinen

21 ZON, T-2, DON, Ergots unregelmäßige Brunst Aborte Scheinträchtigkeit hohe Umrauschrate Ovarzysten Embryonaltod Schwanznekrosen Nymphomanie geschrumpfte Euter/ Agalaktie Todgeburten Mykotoxikosen beim Schwein T-2, DON, AFB 1, OTA, FUM, Endotoxine Darmblutungen Schädigung der Nieren Fettleber Lungenödem (PPE) erhöhter Wasserkonsum Fieber* T-2, DON, Ergots verminderte Futteraufnahme Dermale und orale Läsionen Futterverweigerung Erbrechen AFB 1, T-2, OTA Durchfall Blut in Kot und Urin Entzündungen der Harnblase und Nieren T-2, DON, AFB 1, OTA, FUM verminderte Leistung Immunsuppression Pankreasnekrosen *mit Endotoxinen in Verbindung stehende Krankheiten T-2, Ergots dermale und orale Läsionen Gefäßverengung (Nekrosen)

22 Mykotoxikosen beim Geflügel ZON, DON, T-2, DAS, Ergots schlechte Schlupfleistung verringerte Legeleistung Ovarzysten Embryonaltod verspätete Geschlechtsreife OTA Nierenschäden erhöhte Wasseraufnahme T-2, HT-2, NIV, DAS, DON, AFB 1, Ergots Orale und dermale Läsionen Mundschleimhautschäden Atembeschwerden T-2, DON, Ergots Muskelmagenläsionen Futterverweigerung Verminderte Futteraufnahme Durchfall Gefäßverengung (Nekrosen) Ei: AFB 1, OTA, T2, DON, ZON Rückstände Verschlechterte Eischalenqualität Blut- und Fleischflecken cremiger Dotter AFB 1, T-2, DON, DAS, NIV, OTA Fettleber inhomogene Herde schlechtes Federkleid

23 Mykotoxikosen beim Rind ZON, Ergots Unregelmäßige Brunst Verringerte Konzeptionsrate Ovarzysten Embryonaltod Fehlgeburten Verringerte Spermienproduktion T-2 Toxin, DON, AFB 1 Gastroenteritis (Magen-Darm-Katarrh) Intestinale Schäden Verringerte Pansenfunktion Durchfall Ketose Ergots Beeinflusste Thermoregulation Krämpfe AFB 1, T-2 Toxin, DON Belastung der Milch Verringerte Milchproduktion Mastitis T-2 Toxin, DON, Ergots Verringerte Futteraufnahme Niedrigere Milchproduktion Verringerte Futterausnutzung DON, Ergots, Endotoxine Lahmheit Klauenschäden

24 Bekämpfungsstrategien 1. Vorbeugung während der Futterproduktion Feld: pilzresistente Sorten, Fruchtfolgegestaltung, ausgewogene Düngung Ernte: richtiger Erntezeitpunkt, geeignete Erntetechnik, Bodenbearbeitung (pflügen) Lagerung: geeignete Lagerbedingungen, Feuchtigkeitskontrolle, Schädlingskontrolle Vorbeugende Maßnahmen reduzieren zwar das Mykotoxinrisiko, eliminieren es aber NICHT vollständig!

25 Bekämpfungsstrategien 2. Dekontamination während der Futterverarbeitung physikalische Maßnahmen: Hitze, mechanische Sortierung, Separation Chemische Maßnahmen: Ozon, Ammoniak, Salzsäure, Formaldehyd Nur begrenzte bzw. keine praktische Anwendung!

26 Bekämpfungsstrategien 3. Inaktivierung während der Futterverdauung Adsorption Biologische Detoxifizierung (Bakterien, Pilze, Enzyme) = Biotransformation

27 Inaktivierung 2 Hauptstrategien: ADSORPTION BIOTRANSFORMATION Elimination des Toxins Elimination der Toxizität Bentonit Reduktion der Mykotoxinverfügbarkeit Enzym Mykotoxin-Entgiftung vor Resorption

28 Elimination des Toxins Adsorption erfordert Polarität (funktionelle Gruppen) geeignete Position der funktionellen Gruppen Mykotoxine Adsorption Aflatoxine +++ Ergot Alkaloide ++ Fumonisine ++/- Ochratoxine +/- Zearalenon +/- Desoxynivalenol -- T-2 toxin -- Andere Trichothecene -- Friend et al. (1984), Kubena et al. (1990, 1991, 1993), Bursian et al. (1992), Williams et al. (1994), Phillips et al. (1995), Ramos et al. (1996), Scott (1998)

29 Bindung von Aflatoxin kommerzielle Produkte am Markt

30 Bindung von DON kommerzielle Produkte am Markt

31 Elimination der Toxizität Enzyme Trichothecene (DON, T-2,...), ZON Ungiftiger Metabolit Mikroorganismen

32 Elimination der Toxizität Vorteile Spezifisch Irreversibel keine toxischen Rückstände Wirksamkeit: NICHT auf adsorbierbare Mykotoxine beschränkt

33 Elimination der Toxizität Trichothecene Epoxidase Ungiftiger Metabolit

34 Elimination der Toxizität Zearalenon Esterase Ungiftiger Metabolit

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!