Safe Food and Feed through an Integrated ToolBox for Mycotoxin Management (MyToolBox)

In diesem EU-Projekt galt es Maßnahmen, Handlungsempfehlungen und Leitlinien zusammenzustellen und zu erarbeiten, die das Ziel verfolgen, Mykotoxinkontaminationen in der Lebensmittelkette zu reduzieren bzw. zu vermeiden. Sogenannte „Pre-Harvest“-Maßnahmen umfassen dabei Möglichkeiten während des Anbaus, wohingegen „Post-Harvest“-Maßnahmen u. a. verbesserte Lagerung sowie besondere Sortierungs- oder Verarbeitungsschritte beinhalten. MyToolBox berücksichtigt darüber hinaus sichere Nutzungsmöglichkeiten stark kontaminierter Chargen, wie die effiziente Produktion von Biokraftstoffen. Die Werkzeuge sollten den Anwendern (Bauern, verarbeitende Betriebe) in einem Portal einer App bereitgestellt werden. Das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung war an dem Arbeitspaket zur Standardisierung und Gesetzgebung beteiligt und hatte hier einen Bericht zu Verarbeitungsfaktoren bei Höchstmengenregelungen in Lebensmittelketten, insbesondere bei Getreide, zu erstellen. Das MyToolBox-Konsortium umfasste 23 Projektpartner aus 11 Ländern (www.mytoolbox.eu).

Die MyToolBox-Projektpartner testeten verschiedene „Pre-Harvest“-Strategien zur Mykotoxinreduzierung im Hinblick auf ihre WirksamkeitDialog schließenWirksamkeitPositiver prädiktiver WertZum Glossareintrag. Diese Maßnahmen umfassten: Biopestizide und Biofumigationstechniken, die in Feld- und Gewächshausversuchen mit Weizen und Hafer in Großbritannien und Norwegen getestet wurden; Resistenz von Maissorten gegenüber Aspergillus flavus-Infektionen, die auf Feldern in Italien und Serbien getestet wurden; sowie neue atoxigene Aspergillus flavus-Isolate, die auf Feldern in Serbien getestet wurden. Die Strategien zur Mykotoxinreduktion bei Mais, der in Südeuropa angebaut wird, zeigten sehr vielversprechende Ergebnisse: Die Verwendung resistenter Sorten führte bei normalen Erträgen zu einer bis zu 98%igen Reduktion von Aflatoxin B1, während der Einsatz eines atoxigenen Stammes eine Aflatoxin-B1-Reduktion von bis zu 73% zeigte. Die Biokontrollstrategien für Weizen und Hafer in Großbritannien und Norwegen wurden optimiert. Diese Bemühungen wurden durch die Entwicklung europäischer Modelle ergänzt, die die Kontamination mit Deoxynivalenol in Weizen sowie die Fumonisin- und Aflatoxin-Kontamination in Mais bis zu 4 Tage im Voraus vorhersagen. Für die Biokraftstoffproduktion wurden rekombinante Enzyme zur Bioethanolproduktion hinzugefügt. Damit konnten Fumonisin B1 und Zearalenon in Labortests zeitgleich bis zu 99% bzw. 89% abgebaut werden. Die Bildung von hydrolysiertem Fumonisin B1 und hydrolysiertem Zearalenon als Abbauprodukte bestätigte die Biotransformation. Um „Post-Harvest“-Kontaminationen mit Mykotoxinen während der Lagerung vorzubeugen, wurden Sensoren entwickelt, um das potenzielle Pilzwachstum – und damit die Mykotoxinkontamination – in Weizen und Mais, die in europäischen Silos gelagert werden, vorherzusagen. Ihre Funktionalität und die zugrundeliegenden Algorithmen wurden in Silos im Pilotmaßstab getestet und verbessert. Durch die Einbeziehung von CO­2 als Frühwarnparameter konnte die Zearalenon-Kontamination in Weizen und die Aflatoxin-B1-Kontamination in Mais 3–5 Tage früher vorhergesagt werden, als wenn nur temperaturempfindliche Sensoren verwendet würden. Diese Bemühungen wurden durch die Entwicklung ähnlicher Vorhersagemodelle für Erdnüsse ergänzt, die in großen Silos in China gelagert werden. Die Evaluierung von Mahl- und Backtechniken lieferte ermutigende Ergebnisse für Lebensmittelhersteller und Aufsichtsbehörden: Verschiedene Sortier-, Mahl- und Mikronisierungstechniken wurden untersucht und kombiniert, um die Deoxynivalenol(DON)-Kontamination im Endprodukt zu reduzieren. Das optimale Gleichgewicht von niedrigem DON bei hohem Fasergehalt wurde durch die Verwendung der mittleren Kleiefraktion in Kombination mit Hammermahlen und Sieben erreicht, was zu einem Endprodukt führte, in dem die DON-Gehalte deutlich unter den Höchstwerten liegen und der Gesamtballaststoffgehalt weit höher ist als in herkömmlichen Vollkornprodukten. Die DON-Umwandlung während des Backens wurde mit Hilfe eines LC-HRMS-Metabolomics-Ansatzes mit 12C/13C-Markierung bewertet, der eine vollständige Massenbilanz des DON-Abbaus während der thermischen Verarbeitung ermöglichte. Dabei zeigte sich, dass DON in Crackern um 6%, in Keksen um 5% und in Brot um 2% abgebaut wurde, wobei isoDON (1,3–3,9%) das Hauptabbauprodukt war. In-vitro-Translationsexperimente zeigten, dass isoDON weniger toxisch ist als DON. Die Projektergebnisse bei der Optimierung von Verarbeitungsverfahren zur Mykotoxinminderung wurden im Bericht des BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung über Verarbeitungsfaktoren in Getreidenahrungsmittelketten und Empfehlungen für Regulierungsbehörden berücksichtigt. Im Rahmen von MyToolBox wurde auch ein neuartiges Sortiersystem für getrocknete Feigen entwickelt, das auf einer Kombination von optischen Sortiertechnologien und Algorithmen basiert. Der Prototyp wurde im Oktober 2019 den Endanwendern demonstriert und erreichte eine erhöhte GenauigkeitDialog schließenGenauigkeitPositiver prädiktiver WertZum Glossareintrag von bis zu 80 % unter UV-Licht. Die E-Plattform MyToolBox wurde am 28. Februar 2020 offiziell eingeführt: Neben der Echtzeit-Prognose von Mykotoxinen auf Feldern und in Silos wurden verfügbare Informationen, wie gute landwirtschaftliche Praxis, Probenahmepläne, Szenarien für Anbausaisonen, Rechtsvorschriften usw. analysiert, kombiniert und in leicht verständlichen Text umgewandelt, um sicherzustellen, dass Endbenutzer entlang der gesamten Lebens- und Futtermittelkette geeignete Informationen finden. In Fokusgruppensitzungen mit potenziellen Endbenutzern, welche in den Niederlanden, Großbritannien, Serbien, Italien, Norwegen und China stattfanden, wurden die Anwender die App informiert und diese getestet.