Grenzwerte für Ergotalkaloide

Mutterkörner auf Roggenähren. Foto: R. Vanselow.  

Zusammenfassung

Wer nach Grenzwerten für Gehalte der Mutterkorngifte (Ergotalkaloide) in Futter- und Lebensmitteln in der Fachliteratur sucht, der wird mit verwirrenden Angaben konfrontiert. Das betrifft sowohl die Grenzwerte selbst, als auch die Maßeinheiten. Dieser kurze Text soll einen Überblick geben und helfen, Befunde oder Angaben in der Fachliteratur besser zu verstehen. Was ist erlaubt? Was ist schädlich? Werden geeignete Analysen durchgeführt, um Gesetzen zu entsprechen und Schaden abzuwenden? Oder wird durch ungeeignete Analysen ein globaler Handel mit fragwürdigen Abfällen aus der Saatgutproduktion vorbei an europäischen Gesetzen zum Schutze der Gesundheit von Mensch und Tier erst ermöglicht?

Einleitung

Immer mehr Pferdehalter begreifen, dass Gräsergifte in Deutschland eine ganz normale Begleiterscheinung unserer Weidewirtschaft sind. Doch weder Tierärzte noch der Landhandel oder Futtermittelfirmen machen einen gut informierten Eindruck. Viele können mit dem Wort Endophyt nichts anfangen. Noch schwieriger wird es bei der Suche nach Möglichkeiten, das eigene Futter oder die eigene Weide auf die Gifte der Endophyten unserer Gräser untersuchen zu lassen. Und wenn es gelingt, dann steht der Pferdehalter da mit Messwerten, die er in den meisten Fällen gar nicht interpretieren kann.

Ungewohnte Maßeinheiten

Das erste Hindernis zum Verständnis sind die seltsamen Maßeinheiten, in denen Gräsergifte angegeben werden. Die übliche Angabe für Wirkstoffe in der Medizin sind Gramm reiner Wirkstoff pro Körpergewicht pro Zeiteinheit (zumeist pro Tag). Die Gräsergifte aus den Gruppen der Ergotalkaloide und der Lolitreme werden dagegen in der Einheit „ppb“, seltener „ppm“  angegeben. Diese Einheiten kennen wir aus der Zusammensetzung unserer Atmosphäre: Kohlendioxid ist in unserer Atemluft im Bereich von ppm enthalten, Spurengase wie Lachgas, Stickoxide, Ozon oder Schwefelgase dagegen im Bereich von ppb. Doch was ist die Bedeutung dieser Abkürzungen?

Ein ppm ist ein „part per million“, also englisch für ein Millionstel Teil. Es geht um Verdünnung. Genauer:

1 ppm = 1 mg Gift pro kg Futter = 1 Gramm Gift pro Tonne Futter.
Das bedeutet, ein ppm ist ein Verdünnungsfaktor von eins durch zehn hoch sechs (1 : 1000.000).

Während im deutschsprachigen Raum nach der Million die Milliarde kommt, bevor es zur Billion geht, kennt der englische Sprachraum die Milliarde nicht. Nach der Million kommt gleich die Billion. Daher versteht man international unter der Maßeinheit ppb folgendes:

1 ppb = 1 µg Gift pro kg Futter = 1 mg Gift pro Tonne Futter = 1 Gramm Gift pro 1000 Tonnen Futter.
Der heißt, ein ppb ist ein Verdünnungsfaktor von eins durch zehn hoch neun (1 : 1000.000.000) und 1000 ppb = 1 ppm.

Es mag sein, dass diese Maßeinheit für die Futtermittelindustrie praktikabel ist. Für Tierbesitzer und Tierärzte ergeben diese Angaben eine große Unsicherheit in der Abschätzung, ob ein Futtermittel noch vertragen wird oder schon Symptome auslöst. Denn auf das Tier wirken ja die Gifte in Gramm reiner Wirkstoff pro Lebendgewicht und pro Zeiteinheit. Zudem macht es einen großen Unterschied, ob es sich bei dem Futter um einen Zusatz (Kraftfutter) oder um ein Grundfutter (Gras, Heu) handelt. Kraftfutter frisst ein Pferd pro Tag nur wenig, je nach Arbeitsleistung. Ein Weidepferd frisst dagegen etwa 10 kg frisches Gras pro 100 kg Körpergewicht. Der Heubedarf eines Pferdes liegt bei etwa 1,5-2 kg Heu pro 100 kg Körpergewicht.

Wieviel Gift enthält ein Mutterkorn?

Wenn im Folgenden die Rede ist von Mutterkorn, dann ist auch Mutterkorn gemeint und nicht etwa Mutterkorngifte, also Ergotalkaloide.

So ein schwarzes „Korn“, wie wir es auf mit dem Mutterkornpilz infizierten Gräserblüten, meistens Getreide oder Weidelgras, finden, enthält nur wenig Mutterkorngifte.

 

 

 

 

Echtes Mutterkorn auf Glatthafer, Quecke und Ruchgras. Foto: R. Vanselow.

 

 

Der Gesamt-Ergotalkaloidgehalt  der schwarzen Dauerform (Sklerotium) des Mutterkornpilzes (Claviceps purpurea) liegt zwischen 0-1% der Trockenmasse (TM), meistens aber unter 0,2% (Mühle & Breuel 1977). Diese Information ist für Berechnungen des tatsächlichen Giftgehalts verunreinigter Futtermittel wichtig.

Höchstgehalte, Grenzwerte, Empfehlungen

In der „Richtlinie 2002/32/EG des europäischen Parlaments und des Rates vom 7. Mai 2002“ über unerwünschte Stoffe in der Tierernährung wird für Mutterkorn (Sklerotien von Claviceps purpurea) in allen Futtermitteln, die ungemahlenes Getreide enthalten, ein Höchstgehalt in mg/kg (ppm) bezogen auf ein Futtermittel mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 12 % von 1000 mg/kg (ppm) festgelegt.

Mit anderen Worten: Dort, wo ganze Getreidekörner im Futter verwendet werden, dürfen 1000 mg schwarze (Mutter-) Körner pro kg Futter vorhanden sein. Und diese schwarzen Körner (Sklerotien) bestehen keinesfalls zu 100% aus Gift, sondern nur etwa zu 0,2%.

Die folgende Tabelle 1 soll einen Überblick geben:

	ppb = µg/kg KörperG./Tag	ppm = mg/kg Futter bzw. Lebensmittel	Quelle
Ergotalkaloide, tolerierbar in Lebensmittel, täglich lebenslang	0,6		BMEL: EFSA 2012 (2012/154/EU)
Akute Wirkung Ergotalkaloide Lebensmittel	1		BMEL: EFSA 2012(2012/154/EU)
Höchstgehalt Mutterkorn (Sklerotien) in ungemahlenen Getreide-Futtermittel, 88% TM		1000	§ 23 Abs. 1 Futtermittelverordnung, Anhang I Abschnitt II der Richtlinie 2002/32/EG
Höchstgehalt Mutterkorn-Sklerotien in unverarbeitetem Getreide Lebensmittel		500	Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 zur Festsetzung der Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln vom 28.10.2015
Grenzwert Intervention für Mutterkorn		0,05 % = 500 mg/kg	Verordnung (EG) Nr. 687/2008 über das Verfahren und die Bedingungen für die Übernahme von Getreide durch die Interventionsstellen

Tab. 1: Empfehlungen, Höchstgehalte und Grenzwerte für Mutterkorn und seine Giftstoffe in Futter- und Lebensmitteln innerhalb der Europäischen Union bzw. in Deutschland.

Bieten die europäischen Grenzwerte uns Sicherheit?

Angenommen, wir kaufen in der Mühle einen Sack Futter, in dem ungemahlene Getreide enthalten sind. Dann darf der Sack 1 g Sklerotien pro kg Futter enthalten. Bei einem mittleren Gehalt von 0,2 % Ergotalkaloiden in Sklerotien wären das 2 mg reine Ergotalkaloide pro kg Futter. 2 mg/kg sind nichts anderes als 2 ppm oder 2000 ppb.

Getreidefutter sind keine Alleinfutter, sondern Kraftfutter, die durch die Aufnahme von Grundfutter (Heu, Silage, Gras) in der Tagesration verdünnt werden. Die European Food Safety Authority (EFSA 2005) geht davon aus, dass Rinder 1000 - 2000 ppb tolerieren. Damit scheinen wir mit einem Grenzwert von 2000 ppb Mutterkorngifte im Futter auf der sicheren Seite zu sein. Aber stimmt das?

Ab 150 ppb Ergovalin ist bei Pferden mit subklinischen Vergiftungsreaktionen zu rechnen (Smith et al. 2009), oberhalb von 300 ppb mit klinischen Erkrankungen (Craig et al. 2014). Besonders empfindlich sind Zuchtstuten. Die European Food Safety Authority gibt an, dass Zuchtstuten bereits ab einem Wert von 50 – 100 ppb Ergovalin im Futter klinische Symptome wie z. B. Unfruchtbarkeit, Aborte, Milchlosigkeit, schwache bzw. totgeborene Fohlen, verlängerte Tragzeit oder verdickte, ödematöse Plazentas zeigen können (EFSA 2005). Craig et al. (2014) geben den Grenzwert für Ergovalin-Vergiftung beim Rind genau wie beim Pferd oberhalb von 300 ppb an und warnen davor, Grassamenstroh oder Spelzen aus der Grassamenproduktion als (Winter-) Futter zu verwenden, ohne zuvor den Giftgehalt analysiert zu haben.

Damit wird klar, dass wir mit einem Grenzwert von 2000 ppb Mutterkorngifte im Futter keineswegs auf der sicheren Seite sind.

Analysen und Handelsabkommen

„In den 90er Jahren stellte man das Abbrennen von Feldern mit Grassamenproduktion im Willamette Valley in Oregon ein, was zur Folge hatte, dass mehr Grassamenstroh als Tierfutter zu Ballen gepresst wurde, sowohl für die lokale Verwendung als auch für den Export nach Japan, Korea und Taiwan. (…) Diesen Untersuchungsservice nutzen Strohexporteure aus Oregon, die jede 200-Tonnen-Charge Grassamenstroh vor der Verschiffung nach Japan, Korea oder Taiwan testen lassen. Diese Länder verlangen eine Bescheinigung, dass die Ergovalin- und Lolitrem B-Gehalte unterhalb der Schwellenwerte liegen, die Tiererkrankungen verursachen.“ (Zitat aus: Aldrich-Markham et al. 2007).

Europa scheint derartige Zertifikate für Grassamenstroh und Grassamenspreu (Spelzen), beides Abfallprodukte der Grassamen-Erzeugung, als Tierfutter nicht zu verlangen. Bedeutet das, dass giftige Abfälle aus der Grassamenproduktion in Übersee in Europa preisgünstig als Tierfutter vermarktet werden können? Können in Europa vielleicht sogar Chargen auf den Markt gelangen, die von Japan, Korea und Taiwan als zu giftig abgelehnt wurden?

Das Gift Ergovalin wird von deutschen bzw. europäischen Laboren nicht gemessen, Lolitrem B ebenfalls nicht. Analysiert werden nur Ergotalkaloide, die typisch sind für den Mutterkornpilz Claviceps purpurea. Dieser produziert nur zu ca. 4% Ergovalin, aber zu ca. 80% Ergotamin.

Für Futtermittel, die durch Mutterkorn verseucht sind, besteht ein „Verschneidungsverbot“ (§ 23 Absatz 1 Nr. 3 Futtermittelverordnung). Eine Entgiftung ist erlaubt. Es besteht eine Meldepflicht. Da Ergovalin, das bei Gräserendophyten der Gattung Neotyphodium als Haupt-Alkaloid etwa 80% der produzierten Ergotalkaloide ausmacht, nicht erfasst wird, fehlt hier möglicherweise der Kläger und folglich auch der Richter.

Rein statistisch verhält sich in Deutschem Weidelgras übrigens der Gehalt an Ergovalin linear zum Gehalt an Lolitrem B (Hovermale & Craig 2001):

Ergovalingehalt [ppb] = Lolitrem B-Gehalt [ppb] * 0,0824 + 17,1

Die Streuung liegt allerdings derart hoch, dass eine Messung der einzelnen Giftgehalte pro Charge unverzichtbar ist.

Es bleibt festzuhalten: Aufgrund lückenhafter Analysemöglichkeiten insbesondere auf die Haupt-Giftstoffe Ergovalin und Lolitrem B ist Europas Futtermittelmarkt trotz eindeutiger Gesetze nicht sicher vor dem Handel mit giftigsten Abfallprodukten aus der Grassamenproduktion.

Irreführende Angaben auf Befundbögen

Bei verdächtigen Symptomen möchten Pferdehalter den Verdacht einer Vergiftung durch Mutterkorngifte (Ergotalkaloide, siehe Vanselow 2015) abklären und suchen geeignete Analyselabore. Ein Labor in Deutschland, das Messungen von Ergotalkaloiden in Futtermitteln anbietet, ist das Labor Biocheck in Leipzig.
Die Laborinformation von Biocheck vom 17.9.2013 bzw. vom 15.08.2016 (dort S. 8, "Methode") gibt über Messung der Ergotalkaloide folgende Auskunft: 

„Quantifizierung der 6 häufigsten Mutterkornalkaloide Ergometrin, Ergosin, Ergotamin, Ergocornin, Ergocryptin, Ergochristin sowie auch Ergovalin. Untersuchung der Futtermittel auf das Hauptspektrum der über 30 verschiedenen Ergotalkaloide.“

Dies entspricht den Empfehlungen der europäischen Kommission vom 15. März 2012 zum „Monitoring von Mutterkorn-Alkaloiden in Futtermitteln und Lebensmitteln (Text von Bedeutung für den EWR) (2012/154/EU)“. Auch wenn in der Laborinformation von Biocheck das Gift Ergovalin aufgeführt wird, in den Befunden dieses Labors aus den Jahren 2015 und 2016 taucht dieser Giftstoff nicht auf und wurde laut Befunden auch nicht gemessen.

Beispielsweise setzt sich der gemessene Wert eines Befundes über „545,9 ppb Ergotalkaloide“ in einer Probe aus frischem, jungen Gras ohne Blüten aus dem Jahr 2015 nach Angaben von Biocheck wie folgt zusammen: 71 ppb (=µg/kg) Ergometrin, 408 ppb Ergosin und 67 ppb Ergotamin.

Die Befundbögen von Biocheck geben die Auskunft:

Achtung: Laien interpretieren diese Angaben oft so, dass sie glauben, das Labor würde im Befund den Gesamt-Ergotalkaloidgehalt messen, und weiter, dass 1000 ppm Ergotalkaloide der gesetzliche Höchstgehalt sei. Beide Annahmen sind falsch, entstanden aus einer zu flüchtigen Lektüre der Angaben des Labors. Die Materie ist, wie wir gesehen haben (Tabelle 1), nicht so einfach und die Hinweise des Labors führen Laien leider eher in die Irre.

Die Laborinformation von Biocheck wird konkreter.

Über Mutterkornpilze schreibt die Laborinformation:

Über die zu untersuchenden Proben finden wir in der Laborinformation:

Wenn Gras und Graskonserven (Heu, Silage) untersucht werden – warum wird dann nicht auf Ergovalin und Lolitrem B analysiert?

Fazit

Die Fakten sind allgemein bekannt, aber die Erklärung auf den Befundbögen des Labors Biocheck ist nicht sehr hilfreich, sondern eher irreführend. Die in Europa fehlenden Messungen der wichtigsten Gräsergifte Ergovalin und Lolitrem B öffnen (gewollt oder ungewollt?) trotz eindeutiger Gesetze dem globalen Handel mit giftigen Abfällen aus der Grassamenproduktion Tor und Tür nach Europa.

Warum messen wir nicht einfach?

Oft werde ich gefragt, wo man die Messung von Ergovalin und Lolitrem B in Auftrag geben kann. In Übersee (USA, Australien) bieten Labore (z. B. das Endophyte Service Laboratory) derartige Messungen an, bei uns nicht. Labore mit geeigneten Analyseverfahren gibt es in Europa und Deutschland genug. Das Problem ist ein anderes: Eine Analytik auf Ergovalin bzw. Lolitrem B ist aktuell nicht möglich, da der entsprechende Standard fehlt.

D. h. es fehlt die reine Substanz (hier: Ergovalin, Lolitrem B), um Messgeräte zu kalibrieren. Ohne Kalibrierung kann nicht sicher gesagt werden, welche Stoffe gemessen werden (qualitativ) und wieviel davon (quantitativ).

Nun könnte man sich von Standards aus Übersee frei machen, in dem man selber welche herstellt. Das mag Zeit, Geld und Mühe kosten, aber dann hätte man die begehrte reine Substanz. Es fehlt offensichtlich am Willen. Entweder, weil man keine Notwendigkeit dafür sieht. Oder aber, weil andere Interessen dagegen sprechen. Solange kein Druck auf Politik, Wissenschaft und Labore entsteht, wird sich daran wohl auch nichts ändern.

Dr. Renate Vanselow, Dipl.-Biologin

Literatur

Aldrich-Markham, S.; Pirelli, G. & A.M. Craig (2007): Endophyte Toxins in Grass Seed Fields and Straw. Effects on Livestock. Oregon State University, EM 8598-E, 4 S.

Craig, A.M.; Blythe, L.L. & J.M. Duringer (2014): The Role of the Oregon State University Endophyte Service Laboratory in Diagnosing Clinical Cases of Endophyte Toxicoses. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62(30): 7376-7381.

EFSA, EUROPEAN FOOD SAFETY AUTHORITY (2005): Opinion of the scientific panel on contaminants in the food chain on request from the commission related to ergot as undesirable substance in animal feed EFSA J. 225, 1-27.

Hovermale, J.T. & A.M. Craig (2001): Correlation of ergovaline and lolitrem B levels in endophyte-infected perennial ryegras (Lolium perenne). – J. Vet. Diagn. Invest 13: 323-327.

Mühle, E. & K. Breuel (1977): Das Mutterkorn. Ein Gräserparasit als Gift- und Heilpflanze. - Westarp Wissenschaften (Die Neue Brehm-Bücherei), Hohenwarsleben, 50 S.

Smith S.R., L. Schwer, T.C. Keene (2009): Tall fescue toxicity for horses: Literature review and Kentucky´s successful pasture evaluation program. - Plant Management Network: Forage and grazinglands. Online: 02.11.2009.

Vanselow, R. (2015) Ergotismus – Antoniusfeuer: Ein historisches Problem hoch aktuell / Ergotism – St. Antony´s Fire: a historical problem of topical interest. Tierärztliche Umschau, 70(5): 176-182.