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2025-12-17T13:48:00Z

Aflatoxine als biologischer Kampfstoff: Verlinkung Kampfstoff

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[[Datei:(–)-Aflatoxin B1 Structural Formulae V.1.svg|mini|Strukturformel von (−)-Aflatoxin B1]]
[[Datei:(–)-Aflatoxin G1 Structural Formula V.2.svg|mini|Strukturformel von Aflatoxin G1]]

'''Aflatoxine''' sind natürlich vorkommende Schimmelpilzgifte ([[Mykotoxin]]e), die erstmals beim [[Schimmelpilz]] ''[[Aspergillus flavus]]'' nachgewiesen wurden. Sie wurden entsprechend nach dieser Art benannt („A-fla-toxin“). Aflatoxine können jedoch auch von anderen Arten der Gattung ''[[Aspergillus]]'' wie ''[[Aspergillus parasiticus]]'', ''[[Aspergillus tamarii]]'', ''[[Aspergillus nomius]]'' und weiteren Arten gebildet werden.

Man unterscheidet mindestens 20 natürlich vorkommende Aflatoxine, von denen [[Aflatoxin B1|Aflatoxin B1]] als das für den Menschen gefährlichste gilt.<ref name="Gossauer">[[Albert Gossauer]]: ''Struktur und Reaktivität der Biomoleküle.'' Verlag Helvetica Chimica Acta, Zürich 2006, ISBN 3-906390-29-2, S. 422–423.</ref> Neben Aflatoxin B1 haben vor allem die Toxine B2, G1 und G2 sowie die in Milch vorkommenden Metaboliten [[Aflatoxin M1|M1]] und M2 eine größere Bedeutung.

== Merkmale ==
Aflatoxine haben bei Konzentrationen um 10 µg/kg Körpergewicht akut [[hepatotoxisch]]e Wirkung ([[Leberdystrophie]]), wirken jedoch schon bei geringeren Konzentrationen und vor allem bei wiederholter Aufnahme [[karzinogen]] auf [[Säugetiere]], [[Vögel]] und [[Fische]].<ref name="frisvad">{{Literatur |Autor=J. C. Frisvad, U. Thrane, R. A. Samson, J. I. Pitt |Titel=Important mycotoxins and the fungi which produce them |Sammelwerk=Advances in Food Mycology |Reihe=Advances in Experimental Medicine and Biology |BandReihe=571 |Verlag=Springer |Datum=2006 |ISBN=0-387-28391-9 |Seiten=3–31 |DOI=10.1007/0-387-28391-9_1 |PMID=16408591 |Sprache=en}}</ref> Die [[letal]]e Dosis von Aflatoxin B1 beträgt bei Erwachsenen 1 bis 10 mg/kg Körpergewicht bei [[Peroral|oraler]] Aufnahme. Im Tierversuch mit Ratten (letale Dosis 7,2 mg/kg Körpergewicht) wurde die Karzinogenität einer Tagesdosis von 10 µg/kg Körpergewicht nachgewiesen.<ref name="Verbraucherschutzbericht2000">{{Webarchiv |url=http://edok.ahb.niedersachsen.de/07/364654406/2000.pdf |text=''Verbraucherschutz-Jahresbericht 2000''. |wayback=20150921184123 }} (PDF; 1,5 MB). Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten.</ref> Aflatoxin B1 ist damit eine der am stärksten krebserzeugenden Verbindungen überhaupt.

Die karzinogene Wirkung der Aflatoxine beruht darauf, dass sie nach Aufnahme in [[Hepatozyt]]en oxidativ in ein sehr reaktionsfähiges [[Epoxide|Epoxid]] wie z. B. [[Aflatoxin-B1-8,9-epoxid|Aflatoxin-B1-8,9-epoxid]], umgewandelt werden (Phase I der Biotransformation). Dies geschieht mithilfe von [[Cytochrom P450]]. Das Epoxid kann zwar als [[Glutathion]]-S-Konjugat löslich gemacht (Phase II der Biotransformation) und anschließend durch entsprechende Transportsysteme (MRP2-Transporter, ATP-abhängig) ausgeschieden werden (Phase III der Biotransformation), allerdings kann das Epoxid auch in den Nucleus eindringen, dort mit der [[Desoxyribonukleinsäure|DNA]] [[DNA-Addukt|Addukte]] bilden und so Mutationen bzw. [[Tumor]]e verursachen.<ref>Georg Löffler, Petro E. Petrides: ''Biochemie & Pathobiochemie.'' 8. Auflage. Springer-Verlag, 2007, ISBN 978-3-540-32680-9.</ref>

Die [[Neoplasie]] tritt bei oraler Aufnahme besonders häufig in Leber und Magen auf. Da auch die Schimmelpilz-[[Sporen]] Aflatoxine enthalten, kann beim Arbeiten mit aflatoxinhaltigen Produkten das Einatmen der Stäube zu Lungenkrebs führen.<ref name="Verbraucherschutzbericht2000" /> Daher werden seit 1976 Höchstmengen für Aflatoxine in bestimmten Lebensmitteln festgesetzt.

Im Lebensmittel-Monitoring-Bericht 2008 wurden in 6 von 88 [[Reis]]proben quantifizierbare Mengen von Aflatoxin B1 gefunden, eine Probe überschritt den zulässigen Höchstgehalt.<ref>{{Webarchiv|url=http://www.bvl.bund.de/SharedDocs/Downloads/01_Lebensmittel/01_lm_mon_dokumente/01_Monitoring_Berichte/archiv/lmm_bericht_2008.html?nn=1401286 |wayback=20141205073201 |text=''Lebensmittel-Monitoring Bericht 2008''. }} Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, S. 42.</ref>

Aflatoxine sind [[thermostabil]], d. h., sie können durch Erhitzen (Kochen, Braten etc.) nicht zerstört werden.

== Vorkommen ==
Schimmelpilze wie ''Aspergillus flavus'' kommen in Erde, verrottender Vegetation sowie [[Heu]] und [[Getreide]] vor, das mikrobiellem Verderb ausgesetzt ist. Sie befallen organische Substrate jeden Typs, wenn die Bedingungen ihr Wachstum begünstigen. Solche wachstumsbegünstigenden Bedingungen sind z. B. hohe Temperatur und Feuchtigkeit wie in tropischen Regionen. Das Vorhandensein von ''Aspergillus flavus'' allein ist jedoch nicht hinreichend für die Entstehung schädlicher Mengen von Aflatoxinen.

Die in (pflanzlichen) Nahrungsmitteln auftretenden Aflatoxine sind das Aflatoxin B1, B2, G1 und G2.<ref name="frisvad" /> In Milch kommen Aflatoxin M1 und M2 vor.

=== ''Aspergillus flavus'' ===
''[[Aspergillus flavus]]'' ist in der Natur häufig und weit verbreitet. Man findet ihn meist, wenn das Wachstum von [[Erdnuss|Erdnüssen]], [[Mohn]] oder bestimmten Getreidesorten unter schlechten (Stress auslösenden) Bedingungen, wie z. B. Dürre, erfolgt, oder die Produkte bei Ernte oder Lagerung kontaminiert werden. In einer Vielzahl von Fällen wurde der Pilz auf [[Pistazie]]n festgestellt. Die Belastung schwankt dabei stark je nach Herkunftsland und Erntemethode. Auch produzieren nur 40 Prozent der untersuchten Pilzstämme Aflatoxine.<ref name="Verbraucherschutzbericht2000" /><ref name="frisvad" />

=== ''Aspergillus parasiticus'' ===
''[[Aspergillus parasiticus]]'' ist häufig in Erdnüssen zu finden und kommt nur in bestimmten Regionen vor. Alle untersuchten Pilzstämme können B- und G-Aflatoxine produzieren.<ref name="frisvad" />

=== Weitere ''Aspergillus''- und ''Emericella''-Arten ===
Es wurden weitere Schimmelpilzarten gefunden, die Aflatoxine produzieren. Diese sind aber selten bis sehr selten anzutreffen. B- und G-Aflatoxine werden von ''A. nomius'', ''A. toxicarius'', ''A. parvisclerotigenus'' und ''A. bombycis'' hergestellt. B-Aflatoxine wurden weiterhin in ''A. pseudotamarii'', ''A. ochraceoroseus'', ''A. rambelli'' sowie ''[[Emericella astellata]]'' und ''E. venezuelensis'' festgestellt.<ref name="frisvad" />

== Synthese ==
Von vielen Aflatoxinen sind [[Totalsynthese]]n bekannt. Eine Forschergruppe um [[George Büchi]] veröffentlichte bereits 1966 eine [[Synthesevorschrift]] für (±)-Aflatoxin B1 und darauf folgend von weiteren Aflatoxinen.<ref>{{Literatur |Autor=Liyan Yang, Zhonglei Wang |Titel=Advances in the Total Synthesis of Aflatoxins |Sammelwerk=Frontiers in Chemistry |Band=9 |Verlag= |Datum=2021 |Seiten= |DOI=10.3389/fchem.2021.779765 |PMID=34917589 |Sprache=en}}</ref>

[[Datei:Aflatoxin B2 total synthesis de.svg|mini|hochkant=2|zentriert|Totalsynthese von Aflatoxin B2 (Tf=[[Triflylgruppe]])]]

== Analytik ==
Zur zuverlässigen Identifizierung und Quantifizierung in Lebensmitteln und anderen komplexen Untersuchungsgütern werden [[Chromatographie|chromatographische]] Methoden mit [[Fluoreszenzdetektion]] oder die Kopplung der [[Hochleistungsflüssigkeitschromatographie]] (HPLC) mit der [[Massenspektrometrie]] nach angemessener [[Probenvorbereitung]] eingesetzt.<ref>{{Literatur |Autor=Natalia Arroyo-Manzanares, Ana M. García-Campaña, Laura Gámiz-Gracia |Titel=Multiclass mycotoxin analysis in Silybum marianum by ultra high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry using a procedure based on QuEChERS and dispersive liquid-liquid microextraction |Sammelwerk=Journal of Chromatography A |Datum=2013-03-22 |Seiten=11–19 |DOI=10.1016/j.chroma.2013.01.072 |PMID=23415469 |Sprache=en}}</ref> Ergebnisse sogenannter [[Schnelltest]]s sollten stets mit HPLC/MS-Methoden überprüft werden, um Fehlinterpretationen mit erheblichen gesundheitlichen oder ökonomischen Konsequenzen zu vermeiden.<ref>{{Literatur |Autor=Robert Salter, David Douglas, Mark Tess, Bob Markovsky, Steven J. Saul |Titel=Interlaboratory study of the Charm ROSA Safe Level Aflatoxin M1 Quantitative lateral flow test for raw bovine milk |Sammelwerk=[[Journal of AOAC International]] |Band=89 |Nummer=5 |Datum=2006 |Seiten=1327–1334 |PMID=17042183 |Sprache=en}}</ref>
Zur [[Qualitätssicherung]] der eingesetzten analytischen Verfahren können [[Referenzmaterial]]ien eingesetzt werden.<ref>{{Literatur |Autor=R. D. Josephs, F. Ulberth, H. P. Van Egmond, H. Emons |Titel=Aflatoxin M1 in milk powders: processing, homogeneity and stability testing of certified reference materials |Sammelwerk=Food Additives & Contaminants |Band=22 |Nummer=9 |Datum=2005-09 |Seiten=864–874 |DOI=10.1080/02652030500166537 |PMID=16192073 |Sprache=en}}</ref>

== Belastung von Lebens- und Futtermitteln ==
=== Lebensmittel ===
Aflatoxine in gesundheitsschädlichen Mengen werden am häufigsten in Trockenprodukten wie [[Pistazie]]n, [[Erdnüsse]]n, [[Haselnüsse]]n, [[Paranuss|Paranüssen]], Trocken[[feige]]n und [[Gewürz]]en nachgewiesen.<ref>Sendung „Forschung aktuell“ des [[Deutschlandfunk]]s vom 1. März 2013, moderiert von [[Ulrich Blumenthal]].</ref><ref>{{CELEX|32003D0493|2003/493/EG: Entscheidung der Kommission vom 4. Juli 2003 zum Erlass von Sondervorschriften für die Einfuhr von Paranüssen in Schale, deren Ursprung oder Herkunft Brasilien ist|abruf=2015-02-25}}.</ref> In [[Guatemala]] ernähren sich viele [[Maya]] von mit Aflatoxinen belastetem Mais.<ref>{{Internetquelle |autor=Thomas Kruchem |url=https://www.deutschlandfunkkultur.de/mangelernaehrung-in-guatemala-die-verhaengnisvolle.979.de.html?dram:article_id=361972 |titel=Mangelernährung in Guatemala – Die verhängnisvolle Tradition der Maya |werk=Deutschlandfunk Kultur |hrsg= |datum=2016-08-04 |sprache=de-DE |abruf=2021-01-23}}</ref>

=== Futtermittel ===
Am 1. März 2013 wurde in Deutschland mit bis zu 0,204 Milligramm Aflatoxin B1 pro Kilogramm verunreinigter Mais gefunden, nachdem 57 Nanogramm Aflatoxin M1 pro Kilogramm Milch eines Hofes festgestellt wurden und die Maislieferung aus Serbien als Futterbestandteil ermittelt worden war. Futter aus der Maislieferung war an mehrere Tausend weitere Betriebe in Niedersachsen und einige Betriebe in weiteren Bundesländern geliefert worden. Bereits in den vorausgegangenen Monaten wurden erhöhte Aflatoxin-Gehalte in Mais aus verschiedenen europäischen Staaten gemeldet. In Serbien war ein Großteil der Ernte des Jahres 2012 belastet.<ref>[http://www.ml.niedersachsen.de/portal/live.php?navigation_id=1810&article_id=113249&_psmand=7 ''Futtermittelkontamination mit Aflatoxin B 1 festgestellt''.] Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Pressemitteilung, 1. März 2013.</ref><ref>[http://www.ml.niedersachsen.de/portal/live.php?navigation_id=27751&article_id=113258&_psmand=7 ''Aflatoxin B1 in Futtermais – Aktueller Sachstand''.] Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz.</ref><ref>{{Webarchiv |url=http://www.bmel.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/2013/073-Aflatoxin.html |text=''Erhöhte Gehalte an Aflatoxin in Futtermais aus Serbien'' |wayback=20151220100644}} Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Pressemitteilung Nr. 73, 1. März 2013.</ref><ref>[http://www.aerztezeitung.at/archiv/oeaez-2013/oeaez-12-25012013/politische-kurzmeldungen-aflatoxin-gratis-kondome-medizinstudium-pflegegeld-handy-app.html ''Politische Kurzmeldungen (25. Januar 2013) Serbien: Aflatoxin in Mais''.] In: ''Österreichische Ärztezeitung.''</ref>

Die Affäre um mit Schimmelpilz-belastete Tierfutterimporte wird – nach Pressemeldungen – keine strengeren Kontrollen auf Bundesebene nach sich ziehen.<ref>{{Webarchiv |url=http://www.agrarheute.com/schimmelpilz-gruenenanfrage |text=''Pilzbelastete Futtermittel: Keine Kontrollen auf Bundesebene.'' |wayback=20130527085617}} vom 5. April 2013.</ref> Im Juni und November 2015 wurde ein ähnlicher Fall in Äthiopien dokumentiert.<ref>[http://allafrica.com/stories/201511162216.html ''Ethiopia: Milk Malaise (14. November 2015)''.] allafrica.com</ref>

=== Zulässige Höchstwerte ===
In der Europäischen Union gelten durch die [[Verordnung (EU) 2023/915]] (Vorgänger: [[Verordnung (EG) Nr. 1881/2006]]) verschiedene (auch von der Verarbeitung abhängige) Grenzwerte zwischen 2 und 12 μg·kg−1 für Aflatoxin B1 sowie zwischen 4 und 15 μg·kg−1 für die Summe der Aflatoxine B1, B2, G1, G2 in verschiedenen [[Getreide]]n und Getreideprodukten, Gewürzen, [[Schalenfrucht|Schalenfrüchten]], [[Ölsaat]]en, Trockenfrüchten, [[Mais]] und Reis. Ausgenommen werden Raffinierte Pflanzenöle und deren Ausgangsprodukte, da ein Entfernen der Aflatoxine bei der Raffination vorausgesetzt wird. Für Aflatoxin M1 gilt ein Grenzwert von 50 [[Nanogramm]] pro Kilogramm (50 [[ppb]]) [[Rohmilch]], wärmebehandelte [[Milch]] und [[Werkmilch]] sowie 25 Nanogramm pro kg in Säuglingsnahrung. Lebensmittel für Säuglinge (und Kleinkinder) dürfen nur 0,1 μg·kg−1 Aflatoxin B1 enthalten.<ref>{{EU-Verordnung|2023|915|titel=Verordnung (EU) 2023/915 der Kommission vom 25. April 2023 über Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln und zur Aufhebung der Verordnung (EG) Nr. 1881/2006}}</ref>

Es gibt zahlreiche national unterschiedliche Regelungen dazu.<ref>L. L. Charmley, H. L. Trenholm: {{Webarchiv |url=http://www.inspection.gc.ca/english/anima/feebet/pol/mycoe.shtml |text=''Fact Sheet – Mycotoxins.'' |wayback=20100507031048}} Canadian Food Inspection Agency.</ref>

{| class="wikitable sortable"
|+ Tabelle. Toleranzniveau für Aflatoxin B1 im internationalen Vergleich
|-
! Staat
! Maximal zulässige Menge [μg·kg−1]
!Produkt
|-
| Kanada
| 15
| Nüsse
|-
| Vereinigtes Königreich
| 20
| Lebensmittel
|-
| Europäische Union
| 2
| Nüsse, Trockenfrüchte, Getreide
|-
|Vereinigte Staaten
|20
|Lebensmittel<ref>{{Internetquelle |autor=Center for Food Safety and Applied Nutrition |url=https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/guidance-industry-action-levels-poisonous-or-deleterious-substances-human-food-and-animal-feed |titel=Guidance for Industry: Action Levels for Poisonous or Deleterious Substances in Human Food and Animal Feed |datum=2022-09-28 |sprache=en |abruf=2022-11-06}}</ref>
|-
| Schweiz
| 8
| Mandeln, Pistazien und Aprikosenkerne<ref>[https://www.fedlex.admin.ch/eli/cc/2017/156/de Verordnung des EDI über die Höchstgehalte für Kontaminanten] In: ''[[admin.ch]]'', abgerufen am 12. Februar 2020.</ref>
|-
| Argentinien
| 0 (i.e unterhalb der [[Nachweisgrenze]])
| Erdnüsse, Mais und Maisprodukte
|-
| Brasilien
| 15
| Lebensmittel
|-
| China
| 10
| Reis und Tafelöle
|-
| Tschechien
| 5
| Lebensmittel
|-
| Ungarn
| 5
| Lebensmittel
|-
| Indien
| 30
| Lebensmittel
|-
| Japan
| 10
| Lebensmittel
|-
| Nigeria
| 20
| Lebensmittel
|-
| Polen
| 0 (i.e unterhalb der [[Nachweisgrenze]])
| Lebensmittel
|-
| Südafrika
| 5
| Lebensmittel
|-
| Zimbabwe
| 5
| Lebensmittel
|}

Da Aflatoxine [[thermostabil]] sind, setzt die Lebensmittelindustrie zur Reinigung bestimmter [[Verarbeitungsmaschine]]n [[Natriumhypochlorit]] oder vergleichbare Verfahren ein. Der Reinigungserfolg wird dann per [[Hochleistungsflüssigkeitschromatographie]] mit [[Fluoreszenz]]detektion nachgewiesen.<ref>{{Literatur |Autor=Hamed K. Abbas |Online={{Google Buch |BuchID=HhJx2NQGivoC |Seite=543 }} |Titel=Aflatoxin and food safety |Datum=2005 |ISBN=0824723031 |Seiten=543ff. |Sprache=en}}</ref>

== Aflatoxine als biologischer Kampfstoff ==
Aflatoxine stehen aufgrund ihrer vergleichsweise einfachen Produktionsmethode und der niedrigen letalen Dosis im Verdacht, als [[Kampfstoff]] bevorratet zu werden. So wurden beispielsweise im [[Irak]] zwischen 1985 und 1991 etwa 2200 Liter Aflatoxin als Kampfstoff hergestellt, mit dem [[R-17 (Rakete)|R-17]]-Raketen bestückt werden sollten.<ref>T. Vasek: [https://www.zeit.de/2002/40/Wahrheitssucher_beim_Vater_aller_Taeuscher ''Wahrheitssucher beim Vater aller Täuscher.''] In: ''Die Zeit.'' 40, 2002.</ref>

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=Giancarlo Perrone, Antonia Gallo |Titel=Aspergillus Species and Their Associated Mycotoxins |Sammelwerk=Mycotoxigenic Fungi |Reihe=Methods in Molecular Biology |BandReihe=1542 |Datum=2017 |ISBN=978-1-4939-6707-0 |Seiten=33–49 |DOI=10.1007/978-1-4939-6707-0_3 |PMID=27924530 |Sprache=en}}

== Weblinks ==
{{Commonscat|Aflatoxins|Aflatoxine}}
* {{EU-Verordnung|2023|915|titel=der Kommission vom 25. April 2023 über Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln und zur Aufhebung der Verordnung (EG) Nr. 1881/2006}}, regelt zulässige Höchstgehalte für Aflatoxine
* [https://www.lgl.bayern.de/lebensmittel/chemie/schimmelpilzgifte/aflatoxine/index.htm Aflatoxine], Übersicht des Bayerischen Landesamts für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit
* [https://www.mycotoxins.info/mycotoxins/aflatoxins Aflatoxins] Informationen für Getreidebauern, Viehhalter, Futtermühlen, Wissenschaftler, Tiermediziner und Konsumenten. mycotoxins.info (englisch)
* ''[https://www.bfr.bund.de/de/fragen_und_antworten_zu_aflatoxinen_in_lebensmitteln_und_futtermitteln-132923.html Fragen und Antworten zu Aflatoxinen in Lebensmitteln und Futtermitteln]'' – [[Bundesinstitut für Risikobewertung|Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR)]]. 4. März 2013.

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4000690-6}}

[[Kategorie:Stoffgruppe]]
[[Kategorie:Mykotoxin]]
[[Kategorie:Biologische Waffe]]

Aflatoxine - Versionsgeschichte

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