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Mykotoxin-Analytik Gefahr durch Schimmelpilze bei Cannabisprodukten

Autor / Redakteur: Dr. Stefan Vosskötter und Dr. Stephan Schröder* / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Zahlreiche pflanzliche Produkte wie Nüsse, Mais oder andere Getreidesorten können mit Schimmelpilzen kontaminiert sein. Cannabis-Pflanzen bilden hier keine Ausnahme. Daher ist vor der Verarbeitung ein Myktoxin-Screening hilfreich. Wie dies durchgeführt werden kann, beschreibt dieser Beitrag.

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Abb.1: Struktur des Aflatoxins B1, eines der Schimmelpilzgifte, die im vorliegenden Fall analysiert wurden.
Abb.1: Struktur des Aflatoxins B1, eines der Schimmelpilzgifte, die im vorliegenden Fall analysiert wurden.
(Bild: molekuul.be)

Nicht alle der Millionen Arten von Schimmelpilzen sind gefährlich für den Menschen, etwa das Penicillium notatum mit seiner antibiotischen und lebensrettenden Wirkung. Neben diesen nützlichen Varianten gibt es auch unglaublich schädliche Vertreter. Diese Stoffwechselprodukte werden Mykotoxine genannt, wie sie z. B. Arten der Gattung Aspergillus produzieren. Sie können auf sehr unterschiedliche Weise gesundheitsgefährdend wirken.

Schimmelpilze fühlen sich in feuchtwarmer Umgebung wohl. Stehende Luft ist für einige Vertreter eine besondere Einladung. Viele benötigen pflanzliches Material zur Bildung, wie z.B. das Cannabis Sativa L. In Gewächshäusern ohne eine professionelle Lüftungsanlage und falschen Umgebungsbedingungen herrschen daher ideale Bedingungen für die Ausbreitung von Schimmelpilzen. Schon während der Anzucht können ganze Aufzuchten unbrauchbar werden. Daher ist die Überwachung der Umgebungsbedingungen wichtig.

Cannabis-Produkte: Qualität des Ausgangsmaterials ist entscheidend

Egal ob CBD-Öl oder medizinisches Cannabis: Entscheidend für die Güteklasse des Endprodukts ist die Qualität der Ausgangsstoffe. Als Naturstoff ist Cannabis Sativa L direkt nach der Ernte in unverarbeiteter Form nicht lagerfähig, da es mit seinem hohen Feuchtigkeitsgehalt anfällig für Schimmelpilze ist. Daher erfolgt in der Regel direkt im Anschluss die Trocknung der Pflanzen bis zu einem bestimmten Restfeuchtegehalt.

Die Einhaltung dieses Grenzwerts kann z. B. mit einer Feuchtigkeitswaage bestimmt werden. Die Probe wird dazu unter Hitze getrocknet und gravimetrisch die Differenz an Wasser bestimmt. Ist die Restfeuchte zu hoch, kann es zum Verlust der kompletten Ernte und großen finanziellen Einbußen kommen.

Im Rahmen der Qualitätskontrolle sollte zusätzlich neben der aktiven Vermeidung von Schimmelpilzen auch die Bestimmung der Mykotoxine erfolgen. Speziell bei der Herstellung von CBD-Ölen geschieht das am besten schon vor der Weiterverarbeitung, da die Extraktion der Cannabis-Blüten zur Anreicherung der Mykotoxine führen kann. Werden die Grenzwerte überschritten, sind schwerwiegende Nebenwirkungen bei der Anwendung der CBD-Öle möglich.

HPLC: die Methode der Wahl

Für die Bestimmung der Mykotoxine empfiehlt sich die Flüssigkeitschromatographie (HPLC). Falls vorhanden, kann auch die massenspektrometrische Detektion mit einem LC-MS erfolgen. Dies ist wirtschaftlich aber nur im Hochdurchsatz rentabel oder um die Auslastung des LC-MS zu erhöhen. Daher hat sich als Standardmethode die HPLC mit UV und Fluoreszenzdetektion durchgesetzt, da zumeist schon eine HPLC für die Wirkstoffprüfung vorhanden ist. Mit einer integrierten Säulenschaltung und mehreren Eluentenkanälen lässt sich der Wechsel zwischen den Methoden erheblich vereinfachen.

Abb.2: Messung von 10 Mykotoxinen. In der Probe enthalten waren Aflatoxin (AF) M1, B1, B2, G1 und G2 sowie Zearalenon (ZON) und Ochratoxin A (OTA)
Abb.2: Messung von 10 Mykotoxinen. In der Probe enthalten waren Aflatoxin (AF) M1, B1, B2, G1 und G2 sowie Zearalenon (ZON) und Ochratoxin A (OTA)
(Bild: Shimadzu)

Für die Probenvorbereitung gilt es zunächst, das Pflanzenmaterial zu homogenisieren und extrahieren. Das Extrakt wird mit speziellen Ausreinigungssäulen gereinigt und gemessen. Zum Einsatz kam das Mycotoxin Screening Kit von Shimadzu, bestehend aus der kompakten HPLC i-Series Plus, Methoden, Probenvorbereitungsvorschrift und Messreports. Die Trennung erfolgte auf einer Standard-C18-Phase mit einem tertiären Gradienten. Abbildung 2 zeigt exemplarisch die Messung von sieben der zehn im Kit enthaltenen Mykotoxine. Vor allem die erhöhte Konzentration an Aflatoxinen kann zu schweren Krankheitsverläufen führen und deutet auf eine falsche Lagerung oder Anbauweise hin. In solch einem Fall muss der bestehende Prozess des Anbaus und der Trocknung kritisch betrachtet und optimiert werden und die aktuelle Charge entsorgt werden.

Fazit: Screening auf Mykotxine hilfreich

Das schnelle Screening der Mykotoxine in unter 15 Minuten kann die Qualitätskontrolle im Herstellungs- und Verarbeitungsprozess entscheidend verbessern und eine gleichbleibende Produktqualität garantieren. Durch das Monitoring vor und während der Lagerung wird zusätzlich zur Überwachung der Umgebungsbedingungen die optimale Qualität der Ausgangsstoffe gewährleistet. Auf diese Weise lassen sich Nebenwirkungen durch Mykotoxine vermeiden und schwere Krankheitsverläufe verhindern.

* Dr. S. Vosskötter und Dr. S. Schröder, Shimadzu Deutschland, 47269 Duisburg

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