Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVDForschungsanstalt Agroscope Liebefeld-Posieux ALP
ALP gehört zur Einheit ALP-Haras
Pyrrolizidin Alkaloide (PA) im Honig und PollenDr. Christina Kast, Zentrum für Bienenforschung
2
Pflanzengiftstoffe – Abwehr gegen Fressfeinde• Viele Pflanzen schützen sich durch Stoffwechselprodukte (chemische Abwehr)• Es handelt sich um Repellentien (Vergrämungsmittel) oder Gifte, welche gegen Fressfeinde (Insekten oder Wirbeltiere) gerichtet sindBetriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
3
Pyrrolizidin Alkaloide (PA) in Honig?• 2007• BfR No. 028/2007 (Deutschland)• 2011• BfR No. 038/2011• EFSA • 2013• BfR No. 018/2013• 2016 • BfR No. 030/2016• EFSA • 2017• EFSA
• Salat mit Kreuzkraut• Gesundheitsrisiko von Kleinkindern, welche viel Honig konsumieren.• PA in Tee• v.a. Tee als Hauptquelle für PA in Lebensmitteln, aber auch Honig• Berechnung neuer Referenzpunkt Ref: doi: 10.2903/j.efsa.2016.4572doi: 10.2903/j.efsa.2017.4908Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
4
Pyrrolizidin Alkaloide (PA)• 3% Blütenpflanzen• >350 PA-Typen• Toxizität:• akut: Leberversagen• chronisch:• Leberschäden• krebserregendRef: Wiedenfeld et al., 2011, Food Additives and Contaminants 28(3), 282.Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
5Christina KastWasserdost NatterkopfVergissmeinnicht
Huflattich BorretschJakobs-kreuzkraut
BeinwellBetriebsprüferausbildung | 2018
6
Empfehlung für LebensmittelBis heute gibt es noch keinen Höchstwert für PA in LebensmittelnEFSA 2017: < 0.024 µg PA/Tag/kg Körpergewicht
Ref.: EFSA 2017; doi: 10.2903/j.efsa.2017.4908max. [PA] < 36 µg/kg < 144 µg/kg
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
½ der Tagesmenge
1.44 µg/TagTagesportion
7
Wichtige europäische PA-Pflanzen• Boraginaceae• Natterkopf
(Echium vulgare) • Asteraceae• Jakobskreuzkraut Greiskraut-Arten(Senecio spp.)• Wasserdost(Eupatorium cannabinum ) Jakobskreuzkraut WasserdostFotos: O. Zoller
Natterkopf
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
8
Unsere Untersuchungen• Welche PA Konzentrationen finden wir im Schweizer Honig und Pollen?• Ist Nektar oder Pollen für die PA im Honig verantwortlich?• Zu welchem Zeitpunkt sammeln Bienen PyrrolizidinAlkaloid-haltigen Pollen?
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
9
Honige von fünf verschiedenen geographischen Regionen• Honige (n = 71) • 2009 – 2011• Blüten-, Bergblüten-, Honigtau-Honige, wenige Sortenhonige
JuraMittellandN. AlpenZ. AlpenS. Alpen
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
10
PA positive Honige
0102030405060
JuraMidland NorthernAlps Central Alps South ofAlps
PA (µg/kg)
Ref.: Kast et al., 2014, J. ofApicultural Research 53 (1): 75.
Die Hälfte der Honige enthielt PA, normalerweise unproblematische Konzentrationen PA waren vor allem Natterkopf-typ PABetriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
11
Honig Bienenstände Tessin
Grosse Unterschiede zwischen den Standorten und Produktionsjahren, vermutlich abhängig von andern gleichzeitig blühenden Trachtquellen.Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
050
100150200
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2012 2013 2014 2015Bienenstand 1 Bienenstand 2
PA (µg/kg)
NatterkopfWasserdostGreiskraut-Arten36
12
32 Marktpollenproben
19% der Pollenproben enthielten PA über EmpfehlungBetriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
Positive ProbenRef.: Kast et al., 2018, Food Add. Contam. Part A. 35(2): 316.
NatterkopfWasserdostGreiskraut-Arten
13
Pollen Bienenstand Basel
Grosse Unterschiede zwischen Produktionsjahren, vermutlich abhängig von andern gleichzeitig blühenden Pollenpflanzen.Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
0200400600
2010 2011 2012 2013 2014
PA (µg/kg)
NatterkopfWasserdost144
14
Standorte mit viel NatterkopfBienenstand in Basel
Zwei Bienenständeim TessinBetriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
15
Bienenstand in Basel
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
16
Welche PA Konzentrationen finden wir im Schweizer Honig und Pollen?• Schweizer Honig: normalerweise kaum ein Risiko für den Konsumenten• Natterkopf = Hauptquelle für PA in Honig und Pollen und ist bei grossflächigem Vorkommen problematisch für Imker• Wasserdost = wichtige Quelle für PA in Pollen • Honig: • 46% enthielten Natterkopf-Typ Alkaloide; fast immer < Empfehlungen• Pollen Marktproben:• 16% enthielten Natterkopf-Typ Alkaloide; fast alle > Empfehlungen• 9% der Proben enthielten Wasserdost-Typ Alkaloide; 2 > EmpfehlungenRef: Kast et al., 2014, J. of Apicultural Research 53 (1): 75. Kast et al., 2018, Food Add. Contam. Part A 35(2): 316.Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
17
Vermeiden von PAs im Pollen und HonigNatterkopf (Echium vulgare)• frühes Abmähen, Entfernen • keine Samenmischungen mit Natterkopf als Bienenweide• Pollensammeln aussetzenWasserdost (Eupatorium cannabinum)• Pollensammeln Mitte Juli beendenJakobskreuzkraut (Senecio sp.)• Ausbreitung verhindern Fotos: O. ZollerBetriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
18
Ist Nektar oder Pollen für die PAs im Honig verantwortlich?• Pollen enthält hohe Konzentrationen an PA (Ref: Edgar et al. 2011; Boppré et al. 2005) U..und Nektar?Dissertation von M. Lucchetti
PollenNektar PAPAEchium vulgareNatterkopf
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
19
Nektar und Pflanzenpollen von NatterkopfBasel:Nektar,Pflanzenpollen
Tessin:Nektar, PflanzenpollenBetriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
20Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
Pflanzenpollen NektarDurchschnitt = 13551 µg/g Durchschnitt = 25 µg/g500-facher Gehalt
21Verdünnung ~5000x
Nektar = 25 µg/g PA Konzentration ~4xPflanzenpollen = 13551 µg/g PA
< 0.2 g/kgH2O 68% 17%H2O
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
< 1/30
22
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%
nectar nectarBasel Verzasca
PA Profilnectar
Echivulgarine Acetylechimidine EchimidineAcetylvulgarine Vulgarinen=20 n=16
Total PA (%)
Nektar
n=14
Honig
Total PA (µg/kg)
020406080100120140160
2012 2013 2012 2012 2013 2013 2014 2014Basel Verzasca
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
Basel Basel TessinTessin
23
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%
nectar nectarBasel Verzasca
PA Profilnectar
Echivulgarine Acetylechimidine EchimidineAcetylvulgarine Vulgarinen=20 n=16
Total PA (%)
Pflanzenpollen
n=140%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%
plant pollen plant pollenBasel Verzasca
honey
Total PAs (µg/kg)
020406080100120140160
2012 2013 2012 2012 2013 2013 2014 2014Basel Verzasca
Pollen aus Pollenfallen050010001500200025003000
18.06.2012
18.06.2012
15.07.2013
09.07.2012
09.07.2012
12.07.2013
12.07.2013
14.07.2013
03.08.2013
Basel VerzascaTotal PA
(µg/kg)Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
Basel Tessin Basel Tessin
24
EchimidineEchivulgarine Pflanzenpollen
Pollen in PollenfallenNektarHonig
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
25
PA im Honig stammt aus Nektar• Der PA Gehalt im Nektar bestimmt den PA Gehalt im Honig.• Die im Honig enthaltene Pollenmenge ist viel zu klein, um die PA Gehalte im Honig deutlich zu erhöhen. • Ausserdem gleicht das PA Profil von Honig dem Profil von Nektar und unterscheidet sich deutlich von Profil von Pollen.• Beide Untersuchungen zusammen zeigen, dass NatterkopfPA im Honig hauptsächlich aus dem Pflanzennektar stammen. Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
26
Zu welchem Zeitpunkt sammeln Bienen PA-haltigen Pollen?
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
27
TagespollenprobenBasel:Tagespollenproben
Tessin:TagespollenprobenBetriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
28
Eintrag von PA-haltigem Pollen am Standort Basel
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
29
Standorte Tessin
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
30
Bienen sammeln PA-Pollen wenn keine andern Pollenpflanzen blühenBienenstand 1 Bienenstand 2
Pollen PollenRosenblütlerEichenartenEdelkastanieAhornarten RosenblütlerApfel- und BirnenartenAhornartenEdelkastanieBesenheideWegerichartenRispengräserEfeu BesenheideWegerichartenRispengräserEfeu
31
Schlussfolgerung• Natterkopf blüht ab Mitte Mai• Pollen sammeln aussetzen • Wasserdost blüht ab Mitte Juli• anfangs Juli das Pollensammeln beenden • Bienen sammeln Pollen von Natterkopf und Wasserdost hauptsächlich, wenn gleichzeitig keine anderen attraktiven Pollenpflanzen vorhanden sind. Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
32
Bienenzeitungsartikel Dezember bis März 2017/2018Unerwünschte Pflanzeninhaltsstoffe in Bienenprodukten• Teil 1: Untersuchungen von Schweizer Honig auf Pyrrolizidin Alkaloide• Teil 2: Wie gelangen Pyrrolizidine Alkaloide vom Natterkopf in den Honig? Stammen sie von Nektar oder Pollen der Pflanzen?• Teil 3: Untersuchungen von Schweizer Pollen auf Pyrrolizidin Alkaloide• Teil 4: Zu welchem Zeitpunkt sammeln Bienen Pyrrolizidin Alkaloid-haltigen Pollen?www.apis.admin.ch>Bienenprodukte>Honig>Schadstoffe im Honig>PyrrolizidinAlkaloideBetriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
33Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung
Danke für Ihre Aufmerksamkeit
34
Zu welchem Zeitpunkt sammeln Bienen PA-haltigen Pollen?
Betriebsprüferausbildung | 2018C. Kast, Zentrum für Bienenforschung