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Aktuelle Neuigkeiten aus dem Unternehmen Biochem.

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Breites Mykotoxin-Bindungsspektrum in Studien nachgewiesen

vom 06.03.2018

B.I.O.Tox® ist der Mykotoxinbinder der deutschen Firma Biochem. Seit mehr als 30 Jahren entwickelt das Unternehmen Futtermittel-Additive für die Bereiche Tierernährung und Veterinärmedizin. Dazu gehören auch Mykotoxinbinder. Jetzt hat Biochem die Rezeptur seiner B.I.O.Tox® Range nach umfangreichen Laboruntersuchungen nochmals verfeinert und damit die Effektivität nachweislich deutlich gesteigert.

Effektive Mykotoxinbinder müssen unterschiedlichen Strukturen der Mykotoxine gerecht werden. Diese chemischen und physikalischen Eigenschaften der auf mehrere hundert geschätzten Mykotoxinen sind sehr heterogen. Zu den wichtigsten Mykotoxinen weltweit zählen die Aspergillustoxine Aflatoxin B1, B2, G1 und G2, das Penicilliumtoxin Ochratoxin A sowie die Fusariumtoxine Fumonisin B1 und B2, das Zearalenon, die Trichothecene Deoxynivalenol (Vomitoxin) und T-2/HT-2 Toxin [Zain M. E., 2010; Pleadin J., 2015].

Diese Mykotoxine bilden die Grundlage für die Biochem-Studien, die das Unternehmen gemeinsam mit international renommierten Instituten, Universitäten und Laboratorien in den USA, Deutschland und den Niederlanden durchgeführt hat. Hierbei wurden die mykotoxinspezifischen Bindungseigenschaften untersucht und dokumentiert.

Viele Mykotoxinbinder basieren hauptsächlich auf verschiedenen Schichtsilikaten (Phyllosilikate) wie Bentonit, Kaolinit, Sepiolith oder Vermiculit und den Gerüstsilikaten (Tektosilikate) wie Klinoptilolith (Zeolith) und amorphem Siliziumdioxid wie Kieselgur (Diatomeenerde). Auf den ersten Blick scheinen sich die Typen von Silikaten nur marginal zu unterscheiden. Die Biochem-Laborstudien belegen jedoch eindeutig, dass sich sehr große Unterschiede im Bindungsverhalten dieser Mineralien nachweisen lassen. Auf der Basis dieser Bindungsstudien entwickelte Biochem ein Sortiment an Mykotoxinbindern - das B.I.O.Tox® Portfolio.

Studien belegen große Unterschiede im Bindungsverhalten

Abb. 1: Vergleich der Wirksamkeit verschiedener Rohstoffe zur adsorptiven Bindung von Zearalenon (CZEA = 2.000 ppb) und Ochratoxin A (COTA = 500 ppb) {Wirksamkeit /% = % Adsorption (pH: 3.0) - % Desorption (pH: 6.5)} (NW = Nachweisgrenze)Abb. 1: Vergleich der Wirksamkeit verschiedener Rohstoffe zur adsorptiven Bindung von Zearalenon (CZEA = 2.000 ppb) und Ochratoxin A (COTA = 500 ppb) {Wirksamkeit /% = % Adsorption (pH: 3.0) - % Desorption (pH: 6.5)} (NW = Nachweisgrenze)

Abb. 2: Vergleich der Wirksamkeit verschiedener Rohstoffe zur adsorptiven Bindung von Aflatoxin B1 (CAFB1 = 500 ppb) {(Wirksamkeit /% = % Adsorption (pH: 3.0) - % Desorption (pH: 6.5)}Abb. 2: Vergleich der Wirksamkeit verschiedener Rohstoffe zur adsorptiven Bindung von Aflatoxin B1 (CAFB1 = 500 ppb) {(Wirksamkeit /% = % Adsorption (pH: 3.0) - % Desorption (pH: 6.5)}

Die Abbildung 1 zeigt am Beispiel der Mykotoxine Zearalenon und Ochratoxin A deutlich, welche qualitativen Unterschiede im Adsorptionsverhalten bestehen. In den Studien wurde das adsorptive Verhalten von verschiedenen anorganischen (Silikate) und organischen (Hefezellwände) Rohstoffen untersucht. Erfahrungsgemäß sind die Bindungseigenschaften gegenüber dem Aflatoxin B1 weniger volatil (vgl. Abb.2) als gegenüber den anderen Mykotoxinen. Viele Mineralien binden das Aspergillustoxin Aflatoxin B1 sehr gut bis gut, wohingegen die Bindungsqualität gegenüber dem Fusarientoxin Zearalenon oder dem Penicilliumtoxin Ochratoxin A wesentlich höhere Schwankungen aufweist (vgl. Abb. 1).

Für diese unterschiedliche Bindungsaffinität gibt es vielfältige Gründe. Sicherlich spielen die Oberflächenladungsdichte und -verteilung der untersuchten Komponenten, der Schichtabstand zwischen den Silikatschichten, ihre Porenstruktur als auch die geometrischen Eigenschaften der Mykotoxine eine entscheidende Rolle bei der Adsorption.

Effektivität ist pH-Wertabhängig. Desorption macht den Unterschied.

Sehr groß ist gleichzeitig der Einfluss des pH-Wertes. Eine pH-Wert-Änderung hat Auswirkungen sowohl auf die Oberfläche des Toxinbinders als auch auf die chemische Struktur der Mykotoxine (neutral oder ionisch; abhängig von der Dissoziationskonstante der Mykotoxine). Aus der Abbildung 3 geht hervor, dass das adsorptive Verhalten der getesteten Toxinbinder unter sauren Milieubedingungen sehr ähnlich ist, wohingegen sehr große Unterschiede im neutralen bzw. schwachsauren Milieu zu beobachten sind.

Abb. 3.: pH-Wert-Abhängigkeit des Adsorptionsverhaltens zweier Toxinbinder am Beispiel des Mykotoxins Ochratoxin A (Ads. = Adsorption bei pH 3; Des. = Desorption bei pH-Wert 6.5; W = Wirksamkeit)Abb. 3.: pH-Wert-Abhängigkeit des Adsorptionsverhaltens zweier Toxinbinder am Beispiel des Mykotoxins Ochratoxin A (Ads. = Adsorption bei pH 3; Des. = Desorption bei pH-Wert 6.5; W = Wirksamkeit)

B.I.O.Tox® optimiert auf hohe Bindungseffektivität und breites -spektrum

Biochem hat die eingesetzten Rohstoffe gründlich auf ihre Bindungseigenschaften bei verschiedenen Mykotoxinen und unterschiedlichen pH-Werten überprüft. Dabei wurden nicht nur naturbelassene Rohstoffe getestet, sondern auch solche Rohstoffe, deren Oberfläche und deren Porenstruktur durch vielfältige Maßnahmen optimiert worden sind.

Auf Basis dieser Bindungsstudien wurde ein Sortiment an Mykotoxinbindern, das B.I.O.Tox® Portfolio, entwickelt. B.I.O.Tox® besitzt ein breites Bindungsspektrum gegenüber den unterschiedlichsten Mykotoxinen. Diese hohe Bindungseffizienz wurde durch In-vitro-Studien in einem unabhängigen Labor nachgewiesen. Im Vergleich zu einigen getesteten Wettbewerbsprodukten lag die Effizienz von B.I.O.Tox® u.a. bei den Mykotoxinen Zearalenon, T-2-Toxin, Ochratoxin A und Fumonisin B1 deutlich höher. So erreichten die B.I.O.Tox®-Produkte beispielsweise beim Fusariumtoxin T-2 eine Bindungseffizienz von 83 %, das stärkste Wettbewerbsprodukt hat eine deutlich geringere Bindungseffizienz.

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die B.I.O.Tox®-Produkte eine hohe bis sehr hohe konzentrationsabhängige Bindungsaffinität gegenüber verschiedenen polaren und weniger polaren Mykotoxinen aufweisen. Die Mykotoxinbinder der Firma Biochem können damit in Abhängigkeit von der Mykotoxinbelastung des Futters die gesundheitsschädliche Wirkung der Mykotoxine reduzieren und somit Leistungsdepressionen vorbeugen.

B.I.O.Tox® Z / B.I.O.Tox® Farm

Schimmelpilze und deren Mykotoxine stellen trotz hoher Qualitätsstandards ein Problem in Futtermitteln dar. Diese toxischen Stoffwechselprodukte können zu Leistungseinbrüchen bei den Tieren führen. Zudem können sie über die tierische in die menschliche Nahrungskette gelangen.

B.I.O.Tox® gelangt durch die Futteraufnahme in den Verdauungstrakt der Tiere, wo es die verschiedenen Mykotoxine irreversibel bindet oder die Resorption reduziert bzw. verhindert. Polare und unpolare Mykotoxine wie Aflatoxin B1, Zearalenon, T-2-Toxin und Ochratoxin A reichern sich an der Oberfläche des Toxinbinders an (Adsorption) und werden als Komplex (Adsorbat) über die Exkremente ausgeschieden.

Biochem bietet für die Futtermittelindustrie (B.I.O.Tox® Z) sowie für landwirtschaftliche Betriebe (B.I.O.Tox® Farm) bedarfsgerechte Produkte an.

Vorteile:

  • Bindung polarer und unpolarer Mykotoxine
  • Steigerung der Futteraufnahme
  • Verbesserung der Leistungsfähigkeit
  • Unterstützung der Darmstabilität

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