Untersuchungen zum Nachweis und Vorkommen von Mykotoxinen in verschimmeltem Brot und Käse

In der vorliegenden Arbeit wurden „natürlich“ verschimmelte Brote und Käse enzymimmunologisch sowie chromatographisch auf eine Mykotoxinbelastung hin untersucht. Ergänzend wurden schimmelbefallene Produkte aus Privathaushalten in die Studie miteinbezogen. Die Lagerung von Brotproben erfolgte unter verschiedenen Temperaturbedingungen. Des Weiteren wurden Schmelzkäseproben, die keinen sichtbaren Hinweis auf einen Schimmelbefall aufwiesen, auf eine mögliche Mykotoxinbelastung untersucht. Als Markertoxine für eine Belastung mit Mykotoxinen wurden Fumonisin B2 (gebildet von Aspergillus niger) sowie Isofumigaclavin A (gebildet von Penicillium roqueforti) herangezogen.

Insgesamt wurden im Zeitraum 2010/2011 30 Brote bei einer Umgebungstemperatur von jeweils 7 °C, 21 °C und 24 °C gelagert. Bei 24 °C entwickelte sich nach nur wenigen Tagen auf 78 % der Proben der schwarze Brotschimmel Aspergillus niger. Mit einer relativen Häufigkeit von 18 % kam es ab der ersten Woche zum Wachstum von Penicillium roqueforti in Form eines blaugrünen Mycelgeflechts. Des Weiteren trat bei 24 °C innerhalb von vier Wochen zu 4 % ein gelborangefarbener Schimmelbefall auf, der sich aus den Pilzen Neurospora tetrasperma und Aspergillus niger zusammensetzte. Bei Raumtemperatur (21 °C) wiesen die Brote innerhalb von zehn Wochen eine deutliche Schimmelbildung auf. Den Hauptanteil bildete hier mit 46 % Penicillium roqueforti, der ab der ersten Woche ein deutliches Wachstum zeigte. Hingegen kam es frühestens nach drei Wochen mit einem Anteil von 38 % zur Entwicklung schwarzer Schimmelpilzkolonien, die auf eine Aspergillus niger-Kontamination zurückzuführen waren. Zusätzlich war bei 21 °C ab der zweiten Woche bei 16 % der Proben ein Befall von Aspergillus niger und Neurospora tetrasperma in Form von gelborangefarbenem Mycel zu vermerken. Bei Kühlschranktemperatur (7 °C) wurde bei 17 % der Proben ab der zweiten Woche ein Penicillium roqueforti-Befall sichtbar. Aspergillus niger sowie Neurospora tetrasperma zeigten hingegen kein Wachstum. Aufgrund der Aspergillus niger-Kontamination erfolgte eine Untersuchung mittels EIA und HPLC auf Fumonisin B2 (FB2). Zusätzlich wurden die Proben mittels EIA auf eine Isofumigaclavin A-Belastung (IsoFuA) durch Penicillium roqueforti überprüft.

FB2 konnte mittels FB1-EIA überwiegend in schwarzem (0,04-81,3 µg/g, MW: 12,9 µg/g) sowie in gelborangefarbenem Mycel (0,1-2,32 µg/g, MW: 0,99 µg/g) nachgewiesen werden, wobei deutlich höhere Fumonisingehalte bei 24 °C (xmax = 81,3 µg/g) als bei 21 °C (xmax = 16,9 µg/g) gemessen wurden. Die HPLC-Analyse bestätigte eine FB2-Belastung der Proben. Brote mit Penicillium roqueforti-Befall wiesen überwiegend Messwerte für Fumonisin unter der Nachweisgrenze von 2 ng/g auf. Diese waren jedoch größtenteils positiv für IsoFuA (8,11-108,3 ng/g, MW: 59,6 ng/g). Eine orientierend durchgeführte Untersuchung auf Citrinin mittels EIA ergab keine positiven Befunde. Es ließ sich keine Toxindiffusion in schimmelfreie Brotabschnitte nachweisen, dass heißt bereits in wenigen Zentimetern Abstand zu den verschimmelten Stellen war kein Toxin mehr nachweisbar.

Die mykotoxikologische Untersuchung von Käse erfolgte anhand von insgesamt 51 Proben unterschiedlicher Sorten. Davon wurden 46 Käseproben unter praxisnahen Bedingungen mit geöffneter Vakuumverpackung im Kühlschrank (7 °C) gelagert. Die restlichen fünf schimmelbefallenen Proben stammten aus Privathaushalten. In der Regel kam es innerhalb der ersten vier Wochen zu einem sichtbaren Schimmelbefall. Am häufigsten kam es mit einem Anteil von 44 % zum Wachstum von durch typisch blaues Mycelwachstum charakterisiertem Penicillium roqueforti. Zu 26 % entwickelten die Proben einen schwarzgrauen Pilzrasen, der ebenfalls auf Penicillium roqueforti sowie Aspergillus spp., insbesondere Aspergillus niger zurückgeführt werden konnte. Vereinzelt kam es bei 4 % der Käse in Form von braunbeigefarbenem Mycel zum Wachstum von Scopulariopsis brevicaulis, der auch als „Arsenpilz“ bekannt ist. Die Quantifizierung von IsoFuA erfolgte rechnerisch anhand der relativen Kreuzreaktion dieses Toxins im Enzymimmuntest für Ergonovin. IsoFuA wurde in Käse mit grauem Mycel (4,53-1.110 ng/g, MW: 102 ng/g) sowie blaugrünem Mycel (4,53-237 ng/g, MW: 58,5 ng/g) nachgewiesen. Käse mit einem Scopulariopsis brevicaulis- sowie mit geringem Penicillium roqueforti-Befall wiesen überwiegend IsoFuA-Gehalte unter der Nachweisgrenze auf. Weder FB2 noch das Isomer Fumigaclavin A waren in schimmelbefallenem Käse nachweisbar. Eine relevante Toxindiffusion beziehungsweise eine Toxinbelastung in nicht verschimmelten Bereichen konnte auch bei Käse nicht beobachtet werden.

Schmelzkäse wiesen zu 39 % eine IsoFuA-Belastung (5,3-17,1 ng/g, MW: 9,56 ng/g) auf. Dieser Befund ließe sich durch die Verwendung von Blauschimmelkäse als Ausgangsprodukt für die Schmelzkäseherstellung erklären.