Über die Bedeutung der Schimmelpilzgattung Alternaria im Lebensmittelsektor: Pflanzenpathogene und Mykotoxine | About the significance of the fungal genus Alternaria for the food sector: plant pathogens and mycotoxins | Sul significato del genere fungino Alternaria per il settore alimentare: fitopatogeni e micotossine

German. Pilzkrankheiten verursachen alljährlich bedeutende ökonomische Einbußen in verschiedensten landwirtschaftlichen Kulturen weltweit. Darüber hinaus produzieren bestimmte Pflanzenpathogene wie Alternaria-Spezies schädliche Sekundärmetaboliten, sogenannte Mykotoxine, die Lebensmittel kontaminieren und damit ein mögliches Gesundheitsrisiko für Konsumenten bedeuten können. Bisher sind nur wenige Studien zum Vorkommen und dem toxikologischen Potential von Alternaria-Toxinen verfügbar, was umfassende Risikobewertungen deutlich einschränkt. In dieser Arbeit präsentieren wir eine Zusammenfassung aktueller Alternaria-Forschung mit dem Fokus auf die Entwicklung von innovativen analytischen Methoden, um Kontaminationsmuster in verschiedenen Lebensmittelprodukten effizient zu erfassen und biologische Abwehrstrategien im pflanzlichen und tierischen Fremdstoffmetabolismus (Biotransformation) zu untersuchen. Durch die Anwendung leistungsstarker LC-MS-basierender Multi-Toxin-Methoden konnte gezeigt werden, dass auch bisher kaum untersuchte Toxine sowie biologisch modifizierte Toxine einen nicht unwesentlichen Beitrag zur Gesamtexposition leisten. Außerdem lieferten in-vivo-Studien hoch interessante erste Einblicke zur Bioverfügbarkeit, dem Metabolismus und den Ausscheidungsraten von Alternaria-Toxinen in Ratten. Die aussagekräftigen Ergebnisse zeigen, dass weitere Studien ratsam und notwendig sind, um der Frage nachzugehen, ob eine gesetzliche Regulierung von Alternaria-Toxinen zur Gewährleistung der Lebensmittelsicherheit angemessen wäre.

English. The fungal infestation of agricultural crops worldwide leads to considerable economic losses every year. Moreover, certain major plant pathogens like Alternaria species produce harmful secondary metabolites, so-called mycotoxins, which may result in food contamination and therefore a potential health risk for consumers. Data on the occurrence and the toxicological potential of the “emerging” Alternaria toxins are still scarce, which limits comprehensive risk assessments. Here, we present a summary of current Alternaria research focusing on the development of innovative analytical tools to determine contamination patterns in various food products and the investigations of metabolic defense strategies in plants and mammals (biotransformation). By the application of sophisticated LC-MS-based multi-toxin quantitation methods, barely studied toxins and even biologically modified toxins were revealed to contribute considerable concentrations to the overall exposure. Furthermore, in vivo studies gave intriguing first insights in bioavailability, metabolism, and excretion rates of Alternaria toxins in rats. These valuable data set demonstrates the necessity for further studies to approach the question, whether legal regulations of Alternaria toxins would be appropriate to continuously ensure and increase food safety.

Italian. L'infestazione fungina delle colture agricole provoca notevoli perdite economiche ogni anno. Inoltre, certi agenti fitopatogeni come le specie di Alternaria producono metaboliti secondari dannosi, le cosiddette micotossine, che in caso di contaminazione di prodotti alimentari possono risultare in un potenziale rischio per la salute dei consumatori. I dati sulla presenza e sul potenziale tossicologico delle tossine di Alternaria sono ancora scarsi e quindi le valutazioni del rischio rimangono limitati. In questo rapporto presentiamo un riassunto di ricerca attuale focalizzata sullo sviluppo di metodi analitici innovativi per determinare contaminazioni in vari prodotti alimentari e per studiare le strategie di difesa metabolica nelle piante e nei mammiferi (biotrasformazione). Con l'applicazione di sofisticati metodi di quantificazione basati su LC-MS, è stato dimostrato che tossine poco conosciute e perfino tossine biologicamente modificate contribuiscono concentrazioni considerevoli all'esposizione complessiva. Inoltre, studi in vivo hanno fornito interessanti nuove conoscenze sulla biodisponibilità, sul metabolismo e sulle escrezioni delle tossine di Alternaria in ratti. I risultati significativi dimostrano la necessità di ulteriori studi per affrontare la questione se eventuali normative legali per queste tossine sarebbero appropriate per garantire e aumentare continuamente la sicurezza alimentare.