Citrininfreiheit, ein Qualitätsmerkmal hochwertigen roten Reismehls
Blutfettregulierende Arzneimittel aus rotem Reismehl sind Resultate eines Fermentationsprozesses. Der Schlauchhefepilz Monascus purpureus Went wächst auf Reis und erzeugt neben diversen färbenden Pigmenten u.a. auch verschiedene blutfettsenkende Monacoline. Wie bei vielen anderen Hefe- und Schimmelpilzarten, so produzieren Monascusstämme nicht nur Substanzen, die dem Menschen wohl tun. Sie erzeugen auch Abwehrstoffe gegen Fressfeinde. Dazu gehört Citrinin (C13H14O5).
Es ist gelb, kristallin und geruchlos {+++}(Frank 1992). Es hat ein Molekulargewicht von 250.25, einen Schmelzpunkt von 170-173 Grad Celsius und ist in Wasser praktisch nicht löslich. Es vermischt sich aber mit Ethanol, Dioxan, Aceton oder Chloroform.
Citrinin ist ein Pilzgift (= Mycotoxin), das auch von Schimmelpilzen produziert wird: von Aspergillus- Stämmen (A. candidus, A. carneus, A. egypticus, A. flavipes, A. niveus, A. terreus) und Penicillium-Stämmen (P. canescens, P. citreoviride, P. citrinum, P. claviforme, P. cyclopium, P. expansum, P. fellutanum, P. implicatum, P. janthinellum, P. jenseni, P. lividum, P. notatum, P. palitans, P. purpurrescens, P. roqueforti, P. spinulosum, P. steckii, P. velutinum und P. viridicatum).
Citrinin ist einer von vielen Kampfstoffen, die von Schimmelpilzen u.a. zur Verteidigung gegen Bakterien gebildet werden. Da gibt es z.B. Aflatoxin, Deoxynivalenol, T-2 Toxin, Zearaleone und andere Gifte, die von Schimmelpilzen wie Aspergillus, Fusarium und Penicillium zu diesem Zweck hergestellt werden. Art und Menge der gebildeten Toxine hängt von den Lebensbedingungen der Schimmelpilze ab. Optimal für die Erzeugung sind warme, feuchte Umgebungsbedingungen und vorhandenes Substrat, z.B. Reis, von dem sich die Pilze ernähren können (Whitlow und Habler 1996).
Citrinin selbst wirkt offenbar direkt auf Mitochondrien in den Zielzellen/-bakterien. In den Kraftwerken der Zelle beeinträchtigt es die Energieproduktion und führt so mit steigender Konzentration zu einem Absterben der Zelle, weil diese keine Sauerstoffverbrennung mehr durchführen kann. Wie dieser Prozess der Citrininvergiftung genau funktioniert, ist heute noch unbekannt (Ribeiro et al. 1998).
Offensichtlich scheint, dass dabei aber eine Komplexbildung von Citrinin mit Fe3+-Ionen eine Rolle spielt. Ein dem Citrinin sehr ähnliches Mykotoxin, das Ochratoxin A, liegt im organischen Milieu in dissoziierter Form vor und kann mit Fe3+ einen Komplex bilden (Stormer und Hoiby 1996). Dieser Komplex ist in der Lage, Hydroxyl-Radikale zu bilden. Der resultierende Fe2+-haltige Komplex setzt aus Wasserstoffsuperoxyd (H2O2) diese Radikale frei und diese wiederum führen zu einer direkten Zellwandschädigung. Nach Stormer und Hoiby (1996) ist ein ähnlicher Mechanismus für Citrinin denkbar, was dessen nierenepithelschädigende Wirkung erklären könnte.
Wo liegt die Grenze der Giftigkeit von Citrinin?
Da es bisher kaum Regularien gibt, die eine Grenzwertziehung für die Belastung von Lebensmitteln oder Futterstoffen für Schimmelpilzgifte festlegen, fehlt eine solche Grenze. Die US-Food and Drug Administration (FDA) hat bisher nur für Aflatoxin (nicht aber für andere Gifte wie Citrinin) Grenzwerte vorgeschrieben. Nach Park (1995) dürfen 20 µg pro Kilogramm (20 ppb = parts per billion) Aflatoxin in Nahrungsmitteln enthalten sein, die für den menschlichen Verzehr gedacht sind. Milch hingegen darf nur zwischen 0-5 ppb enthalten. Im Bereich der EU gilt hinsichtlich Aflatoxin ein Grenzwert von maximal 4 ppb. Da Aflatoxin ein besonders giftiges, krebserregendes Schimmelpilzgift ist, sollte man der Frage nachgehen, ob es Studien gibt, die zeigen, ab welchen Dosen Citrinin wirklich schädlich wirkt.
Hunde, deren Nierensystem nach Krejci et al. (1996) dem menschlichen System physiologisch eng verwandt ist, erleiden signifikante Veränderungen ab i.v.-Dosen von 20 mg Citrinin/kg Körpergewicht. Eine Dosis von 5 mg/kg hingegen erzeugt keinerlei Veränderung der Nierenfunktion (Krejci et al. 1996). Im Zellkulturversuch führten Citrinindosen oberhalb von 20 µMol (= 5 mg Citrinin/kg Lösung) zu einer konzentrationsabhängigen Hemmung der Zellteilung 3-12 Stunden nach Auftragen auf einen Zellrasen (Pfeiffer et al. 1998). Die LD50-Dosis, also jene Dosis, bei der 50% der Zellen sterben, von diversen Zellkulturen lag bei Citrinin zwischen 6 ppm (MDCK-Linie) bis 67 ppm (Zelllinie von Ratten) (Kitabatake et al. 1993). Ein ppm bedeutet 1 part per million (1 Teil pro Million). In Knochenmarkstammzellen von Mäusen führte Citrinin zu Chromosomenveränderungen in Dosen ab 10-20 ppm (Jeswal 1996). Im Zellkulturversuch an Nierenzellen von Baby-Hamstern ergaben sich elektronenmikroskopisch feststellbare Zellschäden ab Citrinindosen von 0,1-1,0 mMol. Im Rattenversuch (Sprague-Dawley-Tiere) verursachte Citrinin in einer Dosis von 150 µg pro ml Futter Veränderungen der gefütterten schwangeren Tiere, die auf eine fruchtschädigende Wirkung schließen ließen. Ab Dosen von 250 µg/ml Futter starben die Föten ab. Im Schwein hingegen erzeugte selbst eine 57tägige kombinierte orale Vergiftung mit 0,86 mg Ochratoxin A und 0,43 mg Citrinin keinerlei mikroskopisch feststellbare Veränderung des Nierengewebes (Sandor et al. 1991).
5 ppm als unterster Schwellenwert für Citrinin?
Es gibt bis heute keine Grenzwertziehungen für Citrinin beim Menschen. Deshalb bleibt nichts anderes übrig, als unter möglichst konservativer Annahme einen möglichst breiten Sicherheitsabstand zur mutmaßlichen Giftigkeitsschwelle zu definieren. Besieht man sich die Tierversuchsstudien, so liegt der niedrigste Wert, ab dem Citrinin Zellschäden verursacht, bei 5 mg/kg. Dies bedeutet 5 Teile auf 1.000.000 Teile (da 1 mg ein Tausendstel Gramm ist und 1.000 Gramm ein Kilo sind). Die mutmaßliche Wirkschwelle wäre demnach 5 ppm.
Es stellt sich die Frage, ob man diesen niedrigen Citriningehalt erreichen kann. Immerhin wurde in 12 Monascus-Produkten (Rotschimmelreis), die in Holland aus dem Handel entnommen und untersucht worden waren, Citrinin in Konzentrationen von 0,2 bis 17,1 µg/g Ware (also 0,2 mg/kg bis 17,1 mg/kg Ware) entdeckt (Sabater-Vilar et al. 1999). In Kanada wurden in tierischen Futterprodukten (Gerste für Jungrinder, Weizen für Vögel) Citriningehalte von 10 mg/kg (Gerste) bzw. 4.400 mg/kg (Weizen) gefunden (Abramson et al. 1997). In indischem Mais ergaben Stichproben aber nur geringe Konzentrationen von Citrinin (12 µg/kg) (Janardhana et al. 1999). In Nüssen und Sonnenblumensamen fanden Jiminez et al. (1991) ebenfalls Citrinin, jedoch gaben sie die gefundene Menge nicht an, sondern nur die Anzahl untersuchter und Citrinin-positiver Proben (4 Proben mit Penicillium steckii infiziert, davon einer mit Citrininnachweis). Auch in Cerealien konnte Citrinin nachgewiesen werden. Scudamore und Hetmanski (1995) wiesen in 26 von 46 Proben (Weizen, Gerste, Hafer) Citrinin nach. Dies entsprach 56,2%, wobei auch diesen Autoren keine Angabe zur Citrininmenge machten. Im internationalen Lebensmittelhandel befinden sich demnach schon lange Nahrungsmittel, die mit Citrininmengen oberhalb von 5 ppm belastet sind. Die Werte überschreiten ohne weiteres das 2-3fache der Menge, die im Zellkultur zur Hemmung der Zellteilung führt.
‘Null Toleranz’ ist besser!
Hersteller von Produkten, die als Heilmittel angewendet werden können, müssen bestrebt sein, jede vermeidbare Gesundheitsgefährdung zu reduzieren. Gerade bei Produkten, die dauerhaft zur Blutfettregulation eingenommen werden sollen, ist die Vermeidung zusätzlicher Gesundheitsrisiken besonders wichtig.
Aus diesem Grund war es den seriösen Herstellern von chinesischem Reismehl stets ein Anliegen, die Citrininbelastung ihrer Produkte so gering wie möglich zu halten. Bereits Anfang der 1990iger Jahre gelang es, die Citrininbelastung auf Werte deutlich unter 5 ppm zu senken. Mittlerweile ist es durch aufwendige Forschungs- und Entwicklungsarbeit gelungen, Reismehle unter die technische Nachweisgrenze von 20 ppb zu senken. Damit ist die Belastungsschwelle weniger als ein 200stel des niedrigsten, im Tierversuch sich als potentiell schädlich zeigenden Citriningehalts abgesenkt worden. Bei einer Belastung von weniger als 20 Teilen Citrinin pro 1 Milliarde Teilen Reismehl ist heute die maximal mögliche untere Nachweisgrenze erreicht.
Reismehlprodukte seriöser Hersteller sind citrininfrei!
Mit hochempfindlichen Methoden wie der HPLC (High Performance Liquid Chromatography) ist es heutzutage möglich, nachzuweisen, dass keine der auf dem Markt befindlichen, seriös und kontrolliert erzeugten Reismehlprodukte eine Citrininbelastung oberhalb von 20 ppb aufweist.
Citrinin-Analytik durch staatlich geprüfte deutsche Lebensmittelchemiker
Das Institut für Geschmacksforschung (Arotop Food Creation, www.arotop.de, Dekan-Laist-Str.9, D-55129 Mainz) hat in den letzten Jahren herausragende Arbeit im Bereich der HPLC-gestützten Citrininanalytik geleistet. Staatlich geprüfte Lebensmittelchemiker dieses Unternehmens, akkreditiert nach DIN EN ISO/IEC 17025, bieten für eine geringe Gebühr eine HPLC-Citrininanalytik mit einer unteren Nachweisgrenze von 20 ppb gemäß AHM 619 an. Auf diese Weise kann jederzeit eine Kontrolle des Reismehlprodukts sowohl anbieterseitig als auch kundenseitig erfolgen.
Die derzeit sinnvollste, allumfassende Analytik, kann bei der Kneipp Forschung beauftragt werden.
Die letzte Möglichkeit ist die Beauftragung eines Dienstleisters. Der monasan GmbH in Rosenheim oder Salzburg. Die Firma monasan hat gemeinsam mit der Firma Arotop, der TU München und der Kneipp Forschung alle notwendigen Analyseverfahren ausgearbeitet.
