mycotoxin risk management - · ein temperaturanstieg von +2° c kann die aflatoxin risikozone für...
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Die Mykotoxinproduktion hängt von den klimatischen Bedingungen ab
Die Fähigkeit der Pilze Mykotoxine zu produzieren wird beinflußt von:
Temperatur
Relative Luftfeuchtigkeit
Insektenbefall
Stress der Pflanzen
Zusammenfassung der Bedingungen für Feldfrüchte in Bezug auf Mykotoxinkontaminationen, deren
Bedeutung aufgrund des Klimawandels vorhergesagt werden kann
Source: Paterson and Lima, 2011
Ein Temperaturanstieg von +2° C kann die Aflatoxin Risikozone für Mais Richtung Norden ausweiten, das in einem hohen Aflatoxin Risiko in den südlichen EU-Ländern und niedrigem bis mittlerem Aflatoxin Risiko in den vier, hauptsächlich Mais produzierenden, südlichen EU Ländern (Ungarn, Rumänien, Frankreich und nordöstliches Italien) resultiert. Der Einfluß des Klimawandels auf die Nahrungs-und Futtermittelsicherheit ist als ernstzunehmendes Thema erkannt worden. EFSA, 2012
Warum geschieht das?
BIOMIN‘s Mykotoxin Studie
Seit 2004/05 -
Weltweite Studie über das Vorkommen von Mykotoxinen –detaillierte Information über deren weltweite Verteilung gemäß Region und Rohstoffen
Referenzen Borutova et al. Co-occurrence of mycotoxins from the Asian-Oceanian region Animal Feed Science and
Technology (Anim. Feed Sci. Tech 2012)
Rodrigues I. and Naehrer K. A Three-Year Survey on the Worldwide Occurrence of Mycotoxins in Feedstuffs and Feed. Toxins 2012, 4, 663-675
Rodrigues I. and Naehrer K. Prevalence of mycotoxins in feedstuffs and feed surveyed worldwide in 2009 and 2010. Phytopathol. Mediterr. (2012) 51, Special Issue, 175-192
I. Rodrigues and L.J. Chin A comprehensive survey on the occurrence of mycotoxins in maize dried distillers’ grain and solubles sourced worldwide. World Mycotoxin Journal, February 2012; 5 (1): 83-88
Rodrigues et al. Mycotoxin occurrence in commodities, feeds and feed ingredients sourced in Middle East and African countries. Food Additives and Contaminants: Part B, 2011, 1–12, iFirst
Acosta Aragon et al. Mycotoxins in Silages: Occurrence and Prevention. Iranian Journal of Animal Science (2011) 1(1), 1-10
Griessler et al. Occurrence of mycotoxins in Southern Europe World Mycotoxin Journal, August 2010; 3 (3): 301-309
…
• Beginn Ende 2004
• > 19 000 Proben analysiert
• > 64 000 individuelle Analysen
• Proben analysiert auf Aflatoxine (Afla), Zearalenone (ZEN),
Deoxynivalenol (DON), Fumonisine (FUM) and Ochratoxin A
(OTA)
• Proben analysiert mittels HPLC oder ELISA
BIOMIN‘s Mykotoxin Studie
Weltweite Mykotoxinkontamination im Jahr 2012
% refers to percentage of positive samples (>LOQ)
© Copyright 2012 by Erber AG. Austria. All rights reserved.
Auftreten der Mykotoxine in Europa(2012)
Nordeuropa
Zentraleuropa Südeuropa
Osteuropa
© Copyright 2012 by Erber AG. Austria. All rights reserved.
BIOMIN’s Mykotoxin Studie 2012 Mais, weltweit
Afla ZEN DON FUM OTA
Number samples tested 788 780 820 754 564
Average of positive (ppb) 42 467 1,204 1,993 9
Maximum (ppb) 1,224 9,854 30,200 42,120 170
BIOMIN’s Mykotoxin Studie 2012 Fertigfutter, weltweit
Afla ZEN DON FUM OTA
Number samples tested 908 1109 1201 894 804
Average of positive (ppb) 15 209 969 835 5
Maximum (ppb) 350 2968 18233 7219 71
Mykotoxikosen beim Rind
ZEN, Ergots • Unregelmäßige Brunst • Verringerte Konzeptionsrate • Ovarzysten • Embryonaltod • Fehlgeburten • Verringerte Spermienproduktion
T-2 Toxin, DON, AFB1
• Gastroenteritis (Magen-Darm-Katarrh) • Intestinale Schäden • Verringerte Pansenfunktion • Durchfall • Ketose
DON, Ergots, Endotoxine
• Lahmheit • Klauenschäden
T-2 Toxin, DON, Ergots
• Verringerte Futteraufnahme • Niedriger Milchproduktion • Verringerte Futterausnutzung
AFB1, T-2 Toxin, DON
• Milk contamination • Decreased milk
production • Mastitis
Ergots
• Beeinflusste Thermoregulation • Krämpfe
Ja,…. Einige Pansenmikroben detoxifizieren Mykotoxine (Bakterien, Protozoen)
…..aber
Detoxifikation im Pansen ?
Pansenabbaurate Im Pansen nicht
abgebaut
Aflatoxin 0-42 % 58 – 100 %
Zearalenon 90 %
-Zearalenol
10 x mehr östrogen
10 %
ABER östrogene
Metaboliten
Deoxynivalenol 35 %
Pansen-pH empfindlich 65 %
Ochratoxin A komplett? ?
Natürlicher Abbau von Mykotoxinen im Pansen
Doerr 2003
Jouany and Diaz 2005
Bedenke !
Nach dem Pansen stoppt nichts mehr
die Mykotoxine !!
Folgen:
Immunsuppression
Lebervergiftung
Zellvergiftung
Leistungsrückgang (Milch, Lebensleistung,…)
Fruchtbarkeitsstörungen
Niederproduzierende Kuh
Futteraufnahme: 12-15 kg TS
Zeit für Detoxifikation: 24 h
120 min/kg Futter
Hochproduzierende Kuh
Futteraufnahme: 26 kg TS
Zeit für Detoxifikation: 24 h
55 min/kg Futter
EUroparecht
Alle Futtermittel-Ausgangserzeugnisse
20 µg/kg Aflatoxin B1
Alleinfutter für Milchkühe 5 µg/kg
Aflatoxin B1
Milch (Rohmilch, milk for the manufacture of milk-based products and heat-treated milk as defined by Council Directive 92/46/EEC, as last amended by Council Directive 94/71/EC)
0.05 µg/kg
Aflatoxin M1 (Stoffwechselprodukt
von AfB1)
Alle Futterarten, die unzermahlenes Getreide enthalten
1 g/kg Roggen ergot (Claviceps purpurea )
Das Verhältnis zwischen aufgenommenen und in die
Milch übertragenem Aflatoxin (AfM1) bei Rindern ist
gewöhnlich zwischen 1% - 3%, aber kann auch 6%
erreichen, wenn man worst-case scenarios annimmt.
(EFSA, 2004)
Aflatoxine: übertragen in Milch
3,6 µg/kg x 40 kg TMR = 144 µg Futteraufnahme/Tag 2% (carry-over) x 144 µg/Tag = 2,88 µg übertragen in Milch/Tag Produktion 30 kg, 2,88 µg Milch/Tag = 0,096 µg/kg = ppb (legal limit: 0.05 µg/Kg)
Der Aflatoxin B1 Eintrag in eine Herde muß unter 40 μg per Kuh sein, um eine Milch mit weniger
als 0.05 μg/kg AfM1 zu prodzieren.
(Veldman et al., 1992).
Gute landwirschaftliche Praxis Sortenwahl Fruchtwechsel (Mais nach Weizen) Pflugbearbeitung Späte Ernte vermeiden Verwendung von Insektiziden, Fungiziden, Dünger
Korrekte Lagerbedingungen (Temperatur, Feuchtigkeit) Einsatz von Fungiziden
Feld
Wie die Entstehung von Mykotoxinen verhindern ?
Lag
er
Erntezeitpunkt beeinflusst die ZON-Kontamination
0
200
400
600
800
1000
1200
20 25 30 35 40 45
Trocken-Substanz (%) - Maissilage (ganze Pflanze)
Zeara
lenone (
ppb/k
g T
S)
Oldenburg et al. 1996
Verspätete Ernte erhöht die
Fusarium-Toxine
Was kann gegen Mykotoxine getan werden?
Vorbeugung „Gute landwirtschaftliche Praxis“, Sortenwahl,
Bodenbearbeitung, Erntezeitpunkt… … während der Futterproduktion
Dekontamination physikalische/chemische Behandlung
(Reinigung, Aussortierung, Bestrahlung, Extrahierung; Ammoniak, Natriumhydroxyd, oxidizing- and reducing agents...)
… während der Futteraufbereitung
Deaktivierung durch Zusatzstoffe Adsorption
Biotransformation … während der Futterverdauung
zweifelhafte Ergebnisse, oft verbunden mit hohem Futterverlust
teuer
zeitaufwendig
Änderung der Schmackhaftigkeit und Nährwert
Verminderte Futterqualität
giftige Nebenprodukte möglich
…
Adsorption Wirksamkeit
“Eine spezielle Mischung von Mineralien ermöglicht die Entfernung des Toxins durch Adsorption”
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)
Aflatoxins
Ergot Alkaloids
Ochratoxins
Fumonisins
Zearalenone
T-2 Toxin
DON
1. Hohe Adsorptionsfähigkeit (µg Toxin/mg Binder)
2. Starke Bindung
Keine oder nur geringe Desorption von bereits adsorbierten Toxinen
3. Hohe Affinität zu dem Toxin
Keine / geringe Adsorption von essentiellen Nährstoffen und Vitaminen
4. Fehlenden Toxizität des Bindematerials
Labortests und in vivo Studien
Auswahl eines geeigneten Binders sollte basieren auf:
Adsorption ... für die Entfernung des Toxins
“Mehr als 300 Substanzen sind vom IFA und Christian Doppler Labor in einem sogenannten Binder Projekt auf ihre Adsorptionsfähigkeit getestet worden”
Unterschiedliche Bentonite haben unterschiedliche Eigenschaften (Nicht alle Bentonite sind dasselbe!)
Einige sind für die Tierernährung nicht geeignet (zum Beispiel hohe Dioxinwerte,...)
Aktivkohle ist ein sehr unspezifischer Binder
Material Anzahl Proben Bentonite 88
Organoclays 10 Diatomaceous earth 7
HSCAS 19 Kaolinite 7
Aktivkohle 3 MOS 13
Andere 150 Vekiru et al., 2009 Investigation of various adsorbents for their ability to bind aflatoxin B1
Adsorption von Aflatoxin B1 – handelsüblich verfügbare Produkte am Markt
pH 3.0 pH 6.5
Mean [%] 70 73
Median [%] 91 94
Minimum [%] 3,4 0,4
Maximum [%] 100 100
Number of products 117
Anorganische Binder Organoclays
Hoher Aschegehalt!
Organische Binder
Adsorption von Deoxynivalenol – handelsüblich verfügbare Produkte am Markt
Organoclays Anorganische Binder
pH 3.0 pH 6.5
Mean [%] 5 5
Median [%] 5 5
Minimum [%] 0 0
Maximum [%] 25 22
Number of products 78
Organische Binder
Bioprotection
… Elimination der toxischen Effekte
Adsorption … Elimination des Toxins
Biotransformation
… Elimination der Toxizität
Mycofix® – Naturally ahead in mycotoxin risk management!
... Durch Enzyme Deaktivierung der funktionalen Gruppen der Mykotoxine
Vorteile • spezifisch
• unumkehrbar
• Sehr wirksam gegen nicht adsorbierbare Mykotoxine
Mycotoxin Non-toxic metabolite
Non-toxic metabolite
Enzyme
O
H
O
CH3
O
OHHH
O
O
OH
OH
H
H3C
CH2
OH
Biotransformation …für die Entfernung der Giftigkeit