Erhebung des Kontaminationsstatus und Untersuchung von Sicherheitsaspekten für eine intensivierte Nutzung essbarer Insekten in Kenia

Das Projekt ContamInsect befasst sich mit der Nutzung von Insekten als proteinreiche Lebens- und Futtermittelquelle in afrikanischen Ländern, insbesondere in Kenia. Im Fokus steht die Untersuchung der Sicherheit und Effizienz der Insektennutzung, wobei spezielle Aufmerksamkeit auf die Kontaminationsrisiken durch Mykotoxine, Polychlorierte Dibenzo-p-dioxine und Dibenzofurane (PCDD/F), Polychlorierte Biphenyle (PCBs) und Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) gelegt wird. Das Vorkommen von Mykotoxinen ist eines der größten Probleme für die weltweite Lebens- und Futtermittelsicherheit. Es besteht die Möglichkeit, dass belastetes Getreide oder belastete Marktabfälle durch Biokonversion wieder in die Nahrungskette gelangen. Larven der Schwarzen Soldatenfliege (BSF) werden als Proteinquelle in Tierfutter verwendet. Sollten die Insekten in der Lage sein, auf kontaminierten Futtermitteln effizient wachsen, ohne dass sich Mykotoxine in ihnen ansammeln, könnten die Larven mit minimalen Risiken für die Futtermittelsicherheit als Tierfutter verwendet werden. Um dies zu testen, wurden BSF-Larven Mischungen aus sauberem und natürlich Mykotoxin-belastetem Mais sowie Marktabfällen in bestimmten Verhältnissen ausgesetzt und im Anschluss die Mykotoxinbelastung quantifiziert. Da in Kenia der Wildfang von Insekten eine signifikante Rolle für die Ernährung der Bevölkerung spielt, sollen orientierende Proben auf Belastungen bezüglich PCDD/F, PAK und PCB überprüft werden. Es soll geprüft werden, ob Insekten als sichere und nachhaltige Proteinquelle genutzt werden können, ohne dass gesundheitliche Bedenken durch Biokon-versation kontaminierter Futtermittel auftreten. Methoden zur sicheren Nut-zung stark Mykotoxin-belasteten Getreides durch dessen Verarbeitung mit-tels Larven der schwarzen Soldatenfliege sollen erarbeitet werden. Öffentli-che Aufklärung und Verfahrensanweisungen sollen die Akzeptanz und Nut-zung von essbaren Insekten als nachhaltige Proteinquelle fördern.

Im Rahmen dieses Projekts wurden Insekten- und Futtermittelproben auf 16 Mykotoxine untersucht, die in Mengen oberhalb der BestimmungsgrenzeDialog schließenBestimmungsgrenzeLimit of quantificationZum Glossareintrag in Futtermittelproben gefunden wurden, die zuvor auf 76 Mykotoxine untersucht worden waren. Von den 16 mittels LC-MS/MS gemessenen Mykotoxinen waren Beauvericin (BEA), Deoxynivalenol (DON) und Zearalenon (ZEN) die drei häufigsten Mykotoxine, die in allen Futtermittelverhältnissen und in allen Insektenproben, die Mykotoxin-haltigen Futtermittelmischungen ausgesetzt waren, gefunden wurden. Die am häufigsten vorkommenden korrespondierenden modifizierten Formen und Metaboliten waren Deoxynivalenol-3-Acetat (DON-3-Ac), Deoxynivalenol-15-Acetat (DON-15-Ac) und Zearalenol-alpha (ZEL α). In unkontaminiertem Mais und reinen Marktabfällen konnte kaum eine Mykotoxinkontamination festgestellt werden. Aber kontaminierter Mais, der mit Marktabfällen vermischt war, wies deutlich höhere Mykotoxinkonzentrationen auf als Mischungen mit sauberem Mais. Somit könnten die Marktabfälle ein Substrat für das Pilzwachstum bieten, das zur Mykotoxinbildung führt, während der kontaminierte Mais verschiedene Sporen oder Pilze der Gattungen Beauveria und Fusarium enthalten könnte. Als zentrales Ergebnis für DON, DON-3-Ac, DON-15-Ac und ZEN zeigten die BSF-Larven eine signifikante Verringerung des Toxingehalts im Vergleich zum Futter, während für die lipophilere Verbindung BEA eine Anreicherung beobachtet wurde. Interessanterweise führte eine Mischung aus 75 % Marktabfällen und 25 % kontaminiertem Mais zu einer Akkumulation des Metaboliten ZEL-α in BSF. Dieser Befund könnte durch die Metabolisierung der entsprechenden Mutterverbindung in den Insekten oder durch Übertragung aus dem Futter in die Insekten verursacht worden sein.
 Zusätzlich dazu wurden Proben von wildgefangenen Termiten, Grillen, Mistkäfern, Heuschrecken und Schwarzen Soldatenfliegen, zum Teil auch bereits zubereitet, auf 17 relevante PCDD/F und 12 dioxinähnlichen PCB (dl-PCB) sowie auf 6 nicht-dioxinähnlichen PCB (ndl-PCB) mittels hochauflösender Gaschromatographie gekoppelt mit hochauflösender Massenspektrometrie (HRGC-HRMS) untersucht. In der EU sind keine Höchstgehalte für Dioxine und PCB in Insekten festgelegt. Um die Ergebnisse besser einordnen zu können, wurden die ermittelten Gehalte mit den Höchstgehalten für Fischereiprodukte und Kleinkind- bzw. Säuglingsnahrung verglichen. Eine tatsächliche Bewertung der Gehalte kann darüber jedoch nicht erfolgen. Hierfür müssten weitere Untersuchungen, in Bezug auf den Anteil solcher Insekten in der täglichen Ernährung über unterschiedliche Bevölkerungsgruppen hinweg, erfolgen.
Die Gehalte für die Summe WHO-PCDD/F-PCB-TEQ ub lagen bei < 1 pg/g Frischgewicht (FG). Damit liegen sie weit unter dem Höchstgehalt für Fischereiprodukte. Die Gehalte der ndl-PCB liegen nach Zubereitung nahe oder unterhalb der analytisch bestimmbaren Konzentration (LOQkurz fürLimit of quantification (Grenze der Quantifizierbarkeit)). Proben, welche nicht zubereitet wurden, zeigen vereinzelt höhere Gehalte an ndl-PCB (bis zu 10 ng/g FG). Diese liegen jedoch auch weit unterhalb der Höchstgehalte für Fischereiprodukte.
Für Säuglings- und Kleinkindnahrung ist ein Höchstgehalt für WHO-PCDD/F-PCB-TEQ ub von 0,2 pg/g FG festgelegt, der von einigen der untersuchten Proben überschritten wurde. Dies gilt vor allem für Termiten, welche, bereits zubereitet, auf lokalen Märkten gekauft wurden. Hier konnten Gehalte für WHO-PCDD/F-PCB-TEQ ub bis 0,3 pg/g FG nachgewiesen werden.
Für die Analyse der PAK-Gehalte wurden Insektenproben priorisiert, deren Zubereitungsart eine vermehrte Bildung dieser Kontaminanten erwarten ließ. Die Ergebnisse der Gehaltsbestimmungen ergaben für zwei Proben von geräucherten Heuschrecken höhere PAK-Gehalte (Summe der 16 EPA PAK: 912 bzw. 1114 µgkurz fürMikrogramm/kgkurz fürKilogramm, Summe der EFSAkurz fürEuropean Food Safety Authority (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) PAK 4: 62 bzw. 113 µgkurz fürMikrogramm/kgkurz fürKilogramm), welche europäische Höchstgehalte für andere geräucherte Lebensmittel um das Zwei- bis Dreifache übersteigen. Gebratene Heuschrecken waren mit EFSAkurz fürEuropean Food Safety Authority (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) PAK 4-Gehalten im einstelligen oder unteren zweistelligen µgkurz fürMikrogramm/kgkurz fürKilogramm-Bereich weniger belastet. Nur in einer der Proben von gebratenen Termiten konnten EFSAkurz fürEuropean Food Safety Authority (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) PAK 4 quantifiziert werden (5 µgkurz fürMikrogramm/kgkurz fürKilogramm). Die Kontamination mit den 16 EPA PAK war hier ebenfalls am geringsten. Der deutlich geringere PAK 4 Höchstgehalt für Lebensmittel für besondere medizinische Zwecke, die für Säuglinge und Kleinkinder bestimmt sind (1 µgkurz fürMikrogramm/kgkurz fürKilogramm), wurde von allen untersuchten Heuschreckenproben überschritten. Es gilt zu beachten, dass die erhobenen Daten zu PAK-Gehalten nicht repräsentativ und daher nur eingeschränkt aussagekräftig sind.