Untersuchungen über Vorkommen und Wanderung von Aflatoxin B₁ und seine Veränderungen bei einigen lebensmitteltechnologischen Prozessen

Summary

• 1. Using the described analytical method, the presence of aflatoxin in a range of and below 5 \gmg/kg can be determined and confirmed.

• 2. Aflatoxin is produced by a mould calledAspergillus flavus on common foods if they are kept under bad storage conditions. BesidesA. flavus other kinds of Aspergillus as well asPenicillium andMucor are able to produce aflatoxin B₁. Aflatoxins are carcinogens.

• 3. The different strains ofA. flavus vary between practically no production of aflatoxin and high toxic ones which produce up to 100 \gmg aflatoxin B₁ per gram mycelium.

• 4. Even in the spores ofA. flavus aflatoxin was found. This observation is important because spores have a tendency to become airborne, especially since they are not wet by water. Mycelia and media can be readily treated to destroy aflatoxin, and would not constitute a health hazard when properly handled. Precautions must be taken to prevent spores ofA. flavus strains producing aflatoxin from getting out in the atmosphere before they are treated to destroy the toxin.

  Aflatoxin is excreted by the mycelium and may diffuse in a few days deeply into the foodstuffs (apple juice, coconut, dough, whole rye bread, cheese). In case of a whole rye bread we found 7 cm below the mycelium 45000 μg aflatoxin B₁ per kg. Our results show a possible danger for consumers who eat foodstuffs with closely cut-off mould.

• 5. The heat resistance of aflatoxin is the reason for its stability against the normal heat treatments in the food industry.

• 6. Regarding detoxification of food stuff containing aflatoxin some general considerations are first outlined and the special problems of each type of product indicated. Results are given on literature and own experimental work as exposure to ultraviolet radiation and heat. These and other treatments (solvent extraction, reactive gases, reduction by microorganisms) were practically unsuccessful. It is included that detoxification has little potentiality and that the emphasis must be on the prevention of aflatoxin contamination.

• 7. The Food and Agriculture Organization and the World Health Organization established a level of 30 \gmg/kg aflatoxin for foodstuffs. Aflatoxin is 1000\2-1500 times more virulent than butter yellow, a butter additive which is prohibited all over the world.

  In Great Britain, Canada, and the Netherlands the highest level is 5 μg/kg aflatoxin in food-stuffs. In the USA, Switzerland and the German Federal Republic no tolerance can be set for these substances as demonstrable concentration of aflatoxins is proof of excessive contamination with toxins of fungal origin.

Zusammenfassung

• 1. Chemische Struktur, physiologische Wirkungen und eine Nachweismethode zur Bestimmung von Aflatoxin B₁ werden mitgeteilt. AußerA. flavus vermögen zahlreiche andere Aspergillen, aber auch Penicillien undMucor, dieses Toxin zu bilden.

• 2. Die Toxicität der Stämme vonA. flavus ist sehr unterschiedlich und reicht von „ungiftigen”, d. h. kein Toxin abscheidenden, bis zu hochtoxischen mit Bildung bis zu 100 μg Aflatoxin B₁ je g Pilzmycel.

• 3. Aflatoxin B₁ kommt nicht nur im Pilzmycel, sondern auch in den Sporen vor, weshalb beim Arbeiten besondere Vorsicht angeraten wird. Aus dem Mycel vermag dieses Toxin durch Diffusion innerhalb weniger Tage in Lebensmittel (Apfelsaft, Kokosnuß, Teig, Vollkornbrot, Käse) einzudringen. Wir fanden z. B. nach 9 Tagen Wachstum vonA. flavus Link auf Vollkornbrot 7 cm unter dem Mycel 45000 μg/kg Aflatoxin B₁. Die Meinung, daß ein oberflächlich von Schimmel befallenes Lebensmittel nach Ausschneiden des Mycels ungefährdet genossen werden dürfe, trifft also nicht generell zu.

• 4. Die Hitzestabilität des Aflatoxins ist die Ursache dafür, daß dieser Giftstoff in der Milch durch Hochkurz- (72–77° C) oder Langzeiterhitzung (63–66° C) oder bei der Walzentrocknung (130° C kurzzeitig) nicht zerstört wird. Bei der lebensmitteltechnologischen Erhitzung in heißem Öl („Olröstung”, um 160° C) oder heißer Luft („Trockenrösten”, um 130° C) oder beim sonstigen Erhitzen von aflatoxinhaltigen Rohstoffen und Fertigerzeugnissen kommt es infolge der längeren Einwirkungszeit und in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt des Gutes zu recht weitgehendem, wenn auch nicht vollständigem Abbau des Toxins.

• 5. Im gepreßten oder nach dem klassischen Druckextraktionsverfahren gewonnenen Rohöl können im Falle der Verwendung aflatoxinhaltiger Ölsaaten nur etwa 5% der ursprünglichen Toxinmenge enthalten sein; durch die alkalische Raffination und die nachfolgende Behandlung mit Bleicherde werden die Aflatoxine aus dem Öl ausgeschieden. — Im Gegensatz zu den Befunden an der Milch von Schafen und Kühen sollen sieh nach Verfütterung aflatoxinhaltigen Futters in Hühnereiern, der Muskulatur und der Leber dieser Tiere oder der von Rindern toxisch wirkenden Stoffwechselprodukte nicht nachweisen lassen.

• 6. Zahlreiche Verfahren zur Entgiftung aflatoxinhaltiger Lebensmittel werden beschrieben: Extraktion mit organischen Lösungsmitteln, Erhitzen, Bestrahlung, Alkali-, Säurebehandlung, Einwirkung von Propylenoxid und Oxydationsmitteln wie Cl₂, SO₂, H₂O₂, mikrobiologischer Abbau des Toxins. Keines derselben hat praktische Bedeutung erlangt, weil entweder deren Wirksamkeit nicht ausreichte oder sensorische oder physiologische Beeinträchtigungen erfolgten. — Der Bildung von Aflatoxin in Rohstoffen und Fertigwaren kann nur durch besonders gründliche Hygienemaßnahmen bei Gewinnung, Herstellung, Lagerung und Transport zwecks Verhinderung von Schimmelpilzbefall und -wuchs entgegengewirkt werden. Eine wesentliche Voraussetzung für Pilzwachstum und Toxinbildung ist darüber hinaus das Vorhandensein einer relativen Luftfeuchte über 65%; Temperatur und osmotischer Wert des Substrates spielen gegenüber der relativen Luftfeuchte eine untergeordnete Rolle, denn Schimmelpilzwachstum und Mycotoxinabscheidung können zwischen −3 und +58° C und bei pH-Werten zwischen 1,5 und 8,5 erfolgen. Das Auskeimen der Schimmelpilzsporen und das Wachstum des Schimmelmycels werden erst bei osmotischen Weiten, die einer Saccharosekonzentration von mehr als 50% entsprechen, gehemmt.

• 7. FAO und WHO haben 30 μg/kg als Grenzwert für den Aflatoxingehalt in Lebensmitteln festgelegt. In Großbritannien, Kanada und den Niederlanden dürfen Mengen von 5 μg Aflatoxin B₁ je kg Lebensmittel nicht überschritten werden. In den USA, der Schweiz und der Bundesrepublik Deutschland sollen keinerlei duldbare Höchstmengen dieses Giftstoffes in Betracht gezogen werden.