ttz Bremerhaven schließt EU-Projekt zu Schimmelpilzgiften in Milch und Kaffee ab
Mykotoxine, die von Schimmelpilzen wie Penicillium oder Aspergillus freigesetzt werden, müssen frühzeitig von der Lebensmittelindustrie in Kaffee, Getreide oder anderen Nahrungsmitteln erkannt werden, um den Verbraucher zu schützen. Im Projekt MYCOPLEX am ttz Bremerhaven, das von der EU im Rahmen des CRAFT-Programms teilweise gefördert wurde, entwickelten die Projektpartner ein neuartiges Verfahren zur Früherkennung von Schimmelpilzgiften. Der erste Prototyp wurde im September vorgestellt.
Bei dem Projekt ging es insbesondere um die Erkennung von Schimmelpilzgiften in Milch und Kaffee. Beide Produkte sind sehr anfällig für die Kontamination mit Mykotoxinen. Kühe können die Mykotoxine schon über kontaminiertes Futter aufnehmen und übertragen sie so in die Milch. Das stellt besonders für Kleinkinder eine Gefahr dar. Dieser Risiken für Verbraucher sind sich auch die Verantwortlichen in der Europäischen Union bewusst und legten daher erst 2002 neue Grenzwerte für die Konzentration von Mykotoxinen in Lebensmitteln fest. Somit wurden unter anderen Kaffee- und Milchproduzenten zu verstärkten Kontrollen für den Verbraucherschutz verpflichtet.
"Wir haben in diesem Projekt über einen Zeitraum von zwei Jahren mit acht europäischen Industrie- und Forschungspartnern an einem Verfahren gearbeitet, das der Industrie eine schnelle, unkomplizierte, sensitivere und im Vergleich zu bisherigen Untersuchungen kostengünstigere Möglichkeit gibt, die Schimmelpilzgifte frühzeitig zu erkennen," erläutert Projektleiterin Maria Bunke vom ttz Bremerhaven, die die Gesamtkoordination des Projekts übernommen hat. Frühzeitige Erkennung bedeutet in diesem Fall, dass die Projektpartner ein Verfahren entwickelt haben, das schon geringste Mengen des Giftes erkennen kann: Konzentrationen von unter 0,01µg/kg, ein Wert, der unter der von der EU vorgegebenen Schwelle liegt. "Diese Detektierung äußerst geringer Konzentrationen von Mykotoxinen hat entscheidende Vorteile: Die Sicherheit für den Verbraucher steigt. Hinzu kommt, dass die Industrie größere Verluste in der Produktion vermeiden kann, wenn Kontaminationen mit Schimmelpilzgiften frühzeitig erkannt werden. Entsprechend können rechtzeitig Gegenmaßnahmen eingeleitet werden," erklärt Bunke und ergänzt, dass es sehr wahrscheinlich sei, dass die EU demnächst die Richtlinien zur Verbesserung der Verbrauchersicherheit erneut verschärfen werde.
Die bisherige Standardmethode zur Untersuchung auf Schimmelpilzgifte ist das HPLC(High Performance Liquid Chromatography)-Verfahren, das ein gut ausgestattetes Labor, teure Geräte, Chemikalien und entsprechend ausgebildetes Personal benötigt. Eine einfachere Methode ist das ELISA(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)-Testverfahren. Die bisher auf dem Markt erhältlichen ELISA-Tests sind allerdings nicht in der Lage, sehr geringe Konzentrationen an Mykotoxin nachzuweisen. Die Entwicklung eines neuen, optimierten ELISA-Verfahrens sollte ein Testkit mit entsprechend niedriger Nachweisgrenze hervorbringen.
Auf dem Weg zum praktischen Testkit mussten aber noch weitere Probleme bewältigt werden: Die vielfältigen, in Kaffee und Milch vorkommenden Substanzen stellten ein großes Problem bei der Entwicklung des Kits dar: Insbesondere Koffein, Polyphenole (Aromastoffe) wie z. B. Tannine (Bitterstoffe) des Kaffees sowie die Proteine bzw. Enzyme in der Milch störten das Messverfahren. Die verwendeten Antikörper, welche die Giftstoffe "aufspüren" sollten, zeigten eine geringe Bindungskraft oder verbanden sich mit ungiftigen Substanzen.
Die MYCOPLEX Partner entwickelten daher ein einfach handhabbares Aufreinigungsverfahren, welches die störenden Substanzen effektiv entfernt. Zusätzlich stellten sie neue Antikörper her, die sich spezifisch und mit hoher Affinität an die jeweiligen Mykotoxine binden und andere Substanzen "ignorieren" können. Diese hohe Spezialisierung erlaubt es, sehr geringe Konzentrationen der Toxine durch eine Farbreaktion nachzuweisen Mit einem Spektrometer kann dann die Farbveränderung gemessen und die Konzentration der Toxine sehr genau berechnet werden. Alternativ kann der Anwender auch die nutzerfreundliche Farbskala zur Hilfe nehmen, mit der sich die ungefähre Konzentration ohne Einsatz teurer Laborgeräte bestimmen lässt.
Die Forscher stellten am Ende der zweijährigen Projektlaufzeit einen Prototyp vor, der nach eigenen Angaben alle Anforderungen erfüllt:
- einfache Handhabung;
- zur Messung sind keine teueren Laborgeräte notwendig;
- Mykotoxinkonzentrationen liegen weit unter dem EU-Grenzwert, können erkannt und quantifiziert werden;
- der Zeitaufwand für Probenvorbereitung und Analyse beträgt weniger als 90 Minuten;
- die Kosten des Testkits liegen unter 50 EUR (für bis zu 48 Proben in Doppelbestimmung).
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