Analyse von Chinolizidinalkaloiden in Lebens- und Futtermitteln 

Chinolizidinalkaloide in Lebens- und Futtermitteln

Chinolizidinalkaloide sind sekundäre Stoffwechselprodukte, die Pflanzen zur Abwehr und als Fraßschutz dienen. Sie werden insbesondere in Lupinen aus der Aminosäure Lysin synthetisiert und in allen Pflanzenteilen, einschließlich der Samen, gespeichert. Derzeit sind insgesamt etwa 170 Chinolizidin-Alkaloide bekannt. Zu den toxikologisch relevantesten zählen Spartein, Lupanin und dessen Derivate (z. B. 13-Hydroxylupanin), Lupin und Angustifolin, Cytisin und Multiflorin. (Studie zur Belastung von Lupinenmehl und Lupinen mit Chinolizidinalkaloiden in Produkten aus dem deutschen Einzelhandel)

Andere Lebensmittel, die nicht aus Lupinensamen hergestellt werden, können ebenfalls belastet sein. So konnte bewiesen werden, dass Chinolizidinalkaloide in Kuhmilch und damit in Molkereiprodukte unterschiedlichster Art übergehen, wenn Futter mit hohen Konzentrationen an Chinolizidinalkaloiden verfüttert wird.

Lupinen, ein Trendprodukt veganer Ernährung

Auf Grund des hochwertigen Eiweißes, seiner essenziellen Aminosäuren und ungesättigten Fettsäuren sind Lupinensamen ein wertvoller Bestandteil vegetarischer Ernährungskonzepte. Sie haben sich zu einem beliebten Trend-Lebensmittel entwickelt. Neben dem Einsatz in der Lebensmittelproduktion, z.B. als Mehl, in Fleisch- und Milchersatzprodukten, Aufstrichen, Teigwaren u.v.m., werden Lupinen zudem als Futtermittel verwendet.

Es wird zwischen wild wachsenden „Bitterlupinen“ (höherer Alkaloidgehalt) und gezüchteten „Süßlupinen“ (niedrigerer Alkaloidgehalt) unterschieden. Ein bitterer Geschmack von Lupinensamen oder aus ihnen hergestellte Erzeugnisse kann als Indikator für Chinolizidinalkaloide herangezogen werden. Durch eine Vorbehandlung der Samen („Entbitterung“) kann der Gehalt an Chinolizidinalkaloiden in der Lupine gesenkt werden. 

Chinolizidinalkaloide in Lupinen – ein zunehmendes Lebensmittelsicherheitsrisiko

Chinolizidinalkaloide in Lupinen stellen vor dem Hintergrund der zunehmenden Verwendung von Pflanzenproteinen ein aufkommendes Risiko für die Lebensmittelsicherheit dar.

In den letzten Jahren hat die Verwendung von Lupinen und deren Derivaten im Lebensmittelsektor erheblich zugenommen, wodurch das Vorhandensein dieser natürlichen Kontaminanten stärker in den Fokus gerückt ist. Gleichzeitig ist eine Zunahme der Meldungen an das RASFF-System und der Produktrückrufe im Zusammenhang mit erhöhten Alkaloidkonzentrationen zu verzeichnen.

Die Aufnahme großer Mengen an Chinolizidinalkaloiden kann beim Menschen Vergiftungssymptome hervorrufen. Diese betreffen das Nerven-, Kreislauf- und Verdauungssystem. Zu den häufigsten Symptomen zählen Übelkeit, Erbrechen, Schwindel und Magen-Darm-Beschwerden, die mit einer Beeinträchtigung der motorischen Koordination und Tachykardie einhergehen können.

Für Lebensmittelunternehmen ist es angesichts dieser Situation unerlässlich, Risiken entlang der gesamten Lieferkette – vom Rohstoff bis zum Endprodukt – zu bewerten und zu managen.

Risikoabschätzung der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit

Im September 2019 hat die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) in einem wissenschaftlichen Gutachten das Risiko bewertet, das von Chinolizidinalkaloiden in Lebens- und Futtermitteln ausgeht. Dementsprechend wurde eine niedrigste orale wirksame Einzeldosis von 0,16 mg Spartein/kg Körpergewicht als Referenzwert für die Beschreibung des Risikos nach akuter Exposition gegenüber Chinolizidinalkaloiden festgelegt. Aufgrund fehlender Daten konnte noch kein gesundheitsbasierter Richtwert für die chronische Exposition abgeleitet werden. Folglich konnten auch keine Höchstgehalte für Chinolizidinalkaloide festgelegt werden.

Gemäß der Verordnung (EG) Nr. 178/2002 müssen in Verkehr gebrachte Lebensmittel sicher sein; daher sind Unternehmen verpflichtet, eine Risikobewertung durchzuführen, die Kontrolle der Rohstoffe sicherzustellen und den gesamten Produktionsprozess zu überwachen.

EU nimmt Entwurf einer Überwachungsempfehlung für Chinolizidinalkaloide in Lupinen und daraus hergestellten Lebensmitteln an

Ende 2024 hat die EU-Kommission den Entwurf einer Empfehlung für das Monitoring von Lupinen und daraus hergestellten Lebensmitteln auf Chinolizidinalkaloide angenommen. Ziel ist es, Lupinen (Samen) und aus Lupinen hergestellte Lebensmittel zu untersuchen. Da Chinolizidinalkaloide über lupinenhaltige Futtermittel in die tierische Nahrungskette gelangen können (Carry-over-Effekt), stehen neben pflanzlichen Produkten auch tierische Lebensmittel, insbesondere Milch und Molkereiprodukte, im Fokus der Überwachungsempfehlung. Zu den Lebensmittelgruppen in der geplanten Überwachungsempfehlung gehören getrocknete Lupinensamen, Lupinenmehl, Lupinen in Dosen oder Gläsern, (Mischungen für) (glutenfreies) Brot und Feingebäck mit Lupinen, Eiersatzprodukte auf Lupinenbasis, Kaffeeimitate auf Lupinenbasis sowie Proteinpulver für Shakes und Smoothies.

Unsere Methode zur Analyse von Chinolizidinalkaloiden

Wir, Mérieux NutriSciences | Institut Kirchhoff Berlin, haben eine hoch spezifische LC-MS/MS-Methode zur Bestimmung von 10 Chinolizidinalkaloiden (Spartein, Lupinin, Lupanin, Hydroxylupanin, Isolupanin, Angustifolin, Anagyrin, Cytisin und Multiflorin) validiert und etabliert – in zahlreichen Futtermittel- und Lebensmittelmatrizes.

Für die genannten Zielanalyten umfasst unser Analysespektrum folgende Matrices: 

• Lebensmittel mit hohem Gehalt an Lupinenbestandteilen (z. B. Mehl, Cerealien, Fleischersatz)
• feuchte Lebensmittel mit einem niedrigeren Anteil an Lupinenbestandteilen (z. B. Milch, Milchprodukte, Milchersatzprodukte)
• Futtermittel (Lupinenschrot, Lupinensamen, Lupinenmehl, Mischfuttermittel)

Weitere Dienstleistungen

• Stufenkontrolle von Produktionsprozessen und Entbitterungsphasen
• Technisch-wissenschaftliche Beratung und Risikobewertung

Unser wissenschaftliches Poster zu Chinolizidinalkaloiden