Vorkommen und thermische Stabilität des Mykotoxins Citrinin

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Ulrich Humpf
• Fachliche Zuordnung: Lebensmittelchemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465450389

Citrinin ist ein Mykotoxin, das von Aspergillus-, Penicillium- und Monascus-Arten produziert wird und überwiegend im unteren µg/kg-Bereich in Getreide und in wesentlich geringeren Konzentrationen in verarbeiteten Getreideproben zu finden ist. Dies zeigt deutlich, dass die Lebensmittelverarbeitung einen starken Einfluss auf den Citrininkonzentration hat. Darüber hinaus zeigen neuere Daten zum Biomonitoring beim Menschen, dass Citrinin in der Mehrzahl der analysierten europäischen Urinproben im unteren ng/ml-Bereich nachweisbar ist. Somit besteht eine große Diskrepanz zwischen der Expositionsabschätzung basierend auf den humanen Biomonitoring-Daten und der Abschätzung basierend auf den niedrigen Citrininkonzentrationen in verarbeiteten Lebensmitteln. Es wurde gezeigt, dass Citrinin ein reaktives Mykotoxin darstellt, das beim Erhitzen in reinen Lösungen oder als Feststoff zu Abbauprodukten umgewandelt werden kann. Untersuchungen zur thermischen Stabilität von Citrinin in komplexen Lebensmittelmatrices sowie die mögliche Bindung von Citrinin an Matrixkomponenten wurden jedoch noch nicht durchgeführt und sind Gegenstand des vorliegenden Antrages. Anhand von Modellverbindungen, die Lebensmittelbestandteile wie Kohlenhydrate, Zucker und Proteine imitieren, wird die Bildung von Abbau- und Reaktionsprodukten von Citrinin untersucht. Im zweiten Schritt wird der thermische Abbau von Citrinin in komplexen Matrices während klassischer thermischer Verarbeitungsprozesse wie Backen und Extrudieren analysiert. Die Identifizierung von Abbauprodukten erfolgt zunächst mittels HPLC-HRMS-Techniken sowie nach Isolierung mittels NMR-Spektroskopie. Zum Nachweis von matrixgebundenen Formen von Citrinin werden Proben, die beim Backen und Extrudieren eine hohe Reduktionsrate von Citrinin aufweisen, enzymatisch oder chemisch hydrolysiert und auf Monomere von matrixgebundenen Formen von Citrinin analysiert. Darüber hinaus werden die Freisetzung von Citrinin aus matrixgebundenen Formen sowie deren Metabolismus im Magen-Darm-Trakt unter Verwendung des Schweine-Caecum-Modells untersucht. Die Zytotoxizität gebildeter Abbauprodukte wird schließlich in Zellkulturexperimenten untersucht. Abschließend werden Citrinin, potenzielle thermische Abbauprodukte sowie matrixgebundene Formen von Citrinin in handelsüblichen Lebensmittelproben quantifiziert, um die Relevanz für die Exposition des Menschen abzuschätzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen