Untersuchung von Lupinenmehl und -schrot auf den Gehalt an Chinolizidinalkaloiden (Brandenburg)
Die Lupine (Lupinus L.) ist eine Kulturpflanze aus der Familie der Schmetterlingsblütler (Fabaceae). Ihre Bedeutung als Nahrungsmittel ergibt sich aus dem hohen Energie- und Rohproteingehalt von bis zu 40 %. Lupinenprodukte sind zunehmend beliebte Alternativen zu Tofu- und Sojaprodukten. Kommerziell erhältlich sind Aufstriche, Nudeln sowie Kaffee-, Milch- oder auch Fleischersatz auf Lupinenbasis.
Lupinen enthalten von Natur aus sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe, die die Pflanze vor Fressfeinden schützt. Namentlich handelt es sich um Chinolizidinalkaloide. Grundkörper dieser Substanzgruppe ist das Chinolizidin, bekannt sind ca. 170 Verbindungen. Schon in geringen Mengen können Chinolizidinalkaloide zu Verdauungsbeschwerden und neurologischen Beeinträchtigungen, in höheren Dosen zu Atemlähmung führen. Züchterisch konnte der Gehalt in den Lupinen reduziert werden, sodass für den Anbau zur Lebens- und Futtermittelgewinnung nur Süßlupinensorten zulässig sind. Für eine Verwendung von Lupinen als Lebensmittel wird ein Gesamtalkaloidgehalt von 0,02 % (entspricht 200 mg/kg) und für Futtermittel von 0,05 % (entspricht 500 mg/kg) angestrebt (Fischer et al. 2018, BfR 2017, EFSA CONTAM Panel 2019), rechtlich verbindliche Höchstgehalte gibt es nicht.
Die Lupine (Lupinus L.) ist eine Kulturpflanze aus der Familie der Schmetterlingsblütler (Fabaceae). Ihre Bedeutung als Nahrungsmittel ergibt sich aus dem hohen Energie- und Rohproteingehalt von bis zu 40 %. Lupinenprodukte sind zunehmend beliebte Alternativen zu Tofu- und Sojaprodukten. Kommerziell erhältlich sind Aufstriche, Nudeln sowie Kaffee-, Milch- oder auch Fleischersatz auf Lupinenbasis.
Lupinen enthalten von Natur aus sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe, die die Pflanze vor Fressfeinden schützt. Namentlich handelt es sich um Chinolizidinalkaloide. Grundkörper dieser Substanzgruppe ist das Chinolizidin, bekannt sind ca. 170 Verbindungen. Schon in geringen Mengen können Chinolizidinalkaloide zu Verdauungsbeschwerden und neurologischen Beeinträchtigungen, in höheren Dosen zu Atemlähmung führen. Züchterisch konnte der Gehalt in den Lupinen reduziert werden, sodass für den Anbau zur Lebens- und Futtermittelgewinnung nur Süßlupinensorten zulässig sind. Für eine Verwendung von Lupinen als Lebensmittel wird ein Gesamtalkaloidgehalt von 0,02 % (entspricht 200 mg/kg) und für Futtermittel von 0,05 % (entspricht 500 mg/kg) angestrebt (Fischer et al. 2018, BfR 2017, EFSA CONTAM Panel 2019), rechtlich verbindliche Höchstgehalte gibt es nicht.
Ziel des Landesprogramms war die Überprüfung der Einhaltung des Richtwerts von 0,02 % in Lupinenschrot und -mehl für die Verwendung als Lebensmittel. Für die Analytik der Chinolizidinalkaloide wurde die BfR-Methode PV_82FC-061-03 (2022-07-05) angewendet. Mit dieser Methode wurden die Alkaloide Albin, Anagyrin, Angustifolin, Cytisin, Hydroxylupanin, Isolupanin, Lupanin, Lupinin, Multiflorin, Spartein und Thermopsin mit einer Bestimmungsgrenze von 2 mg/kg mittels Flüssigkeitschromatografie, gekoppelt mit einem Tandemmassenspektrometer (LC-MS/MS) bestimmt. Es wurden elf Proben, darunter fünf Lupinenmehle, fünf Lupinenschrote und eine Probe Lupinenflocken auf den Gehalt an Chinolizidinalkaloiden untersucht. Die Gesamtgehalte lagen zwischen 226 und 1.391 mg/kg und durchschnittlich für Mehl und Schrot bei rund 290 mg/kg.
Ziel des Landesprogramms war die Überprüfung der Einhaltung des Richtwerts von 0,02 % in Lupinenschrot und -mehl für die Verwendung als Lebensmittel. Für die Analytik der Chinolizidinalkaloide wurde die BfR-Methode PV_82FC-061-03 (2022-07-05) angewendet. Mit dieser Methode wurden die Alkaloide Albin, Anagyrin, Angustifolin, Cytisin, Hydroxylupanin, Isolupanin, Lupanin, Lupinin, Multiflorin, Spartein und Thermopsin mit einer Bestimmungsgrenze von 2 mg/kg mittels Flüssigkeitschromatografie, gekoppelt mit einem Tandemmassenspektrometer (LC-MS/MS) bestimmt. Es wurden elf Proben, darunter fünf Lupinenmehle, fünf Lupinenschrote und eine Probe Lupinenflocken auf den Gehalt an Chinolizidinalkaloiden untersucht. Die Gesamtgehalte lagen zwischen 226 und 1.391 mg/kg und durchschnittlich für Mehl und Schrot bei rund 290 mg/kg.
Tabelle: Alkaloidgehalte in den untersuchten Lupinenmehlen, -schroten und -flocken (Alkaloide mit einem Gehalt von < 2,0 mg/kg werden im Diagramm nicht angezeigt)
| Lupinenmatrix | Gesamtgehalt in mg/kg |
| Mehl 1 | 240 |
| Mehl 2 | 257 |
| Mehl 3 | 275 |
| Mehl 4 | 298 |
| Mehl 5 | 353 |
| Schrot 1 | 226 |
| Schrot 2 | 295 |
| Schrot 3 | 297 |
| Schrot 4 | 300 |
| Schrot 5 | 325 |
| Flocken | 1391 |
Tabelle: Alkaloidgehalte in den untersuchten Lupinenmehlen, -schroten und -flocken (Alkaloide mit einem Gehalt von < 2,0 mg/kg werden im Diagramm nicht angezeigt)
| Lupinenmatrix | Gesamtgehalt in mg/kg |
| Mehl 1 | 240 |
| Mehl 2 | 257 |
| Mehl 3 | 275 |
| Mehl 4 | 298 |
| Mehl 5 | 353 |
| Schrot 1 | 226 |
| Schrot 2 | 295 |
| Schrot 3 | 297 |
| Schrot 4 | 300 |
| Schrot 5 | 325 |
| Flocken | 1391 |
Bezogen auf die untersuchten Proben Lupinenmehl und -schrot war das Hauptalkaloid mit einem Anteil von durchschnittlich 48 % am Gesamtalkaloidgehalt Lupanin, gefolgt von Hydroxylupanin mit 25 %, Albin mit 17 % und Angustifolin mit 9 %. Die Konzentrationen an Anagyrin, Cytisin, Lupinin und Thermopsin lagen unterhalb der Bestimmungsgrenze
Bezogen auf die untersuchten Proben Lupinenmehl und -schrot war das Hauptalkaloid mit einem Anteil von durchschnittlich 48 % am Gesamtalkaloidgehalt Lupanin, gefolgt von Hydroxylupanin mit 25 %, Albin mit 17 % und Angustifolin mit 9 %. Die Konzentrationen an Anagyrin, Cytisin, Lupinin und Thermopsin lagen unterhalb der Bestimmungsgrenze
Hinsichtlich des Richtwerts von 0,02 % wiesen sieben der elf untersuchten Proben auch unter Berücksichtigung der laborinternen erweiterten Messunsicherheit von 35 % einen Gesamtgehalt an Chinolizidinalkaloiden oberhalb des Richtwerts auf. Zur toxikologischen Beurteilung wurden die Daten der EFSA-Studie zugrunde gelegt, wobei 25 mg/kg Körpergewicht (KG) Alkaloide bei Erwachsenen zu Übelkeit und Erbrechen führten (EFSA CONTAM Panel 2019). Bezogen auf die Lupinenflocken mit dem höchsten Alkaloidgehalt von 1.391 mg/kg und unter der Annahme einer Portionsgröße von 50 g durch einen Erwachsenen mit 70 kg Körpergewicht, ergäbe sich eine Aufnahmemenge von rund 1 mg/kg KG Alkaloide. Von den untersuchten Lupinenprodukten war folglich keine Probe toxikologisch bedenklich.
Aufgrund der witterungsbedingen Varianz der Alkaloidgehalte und der geringen Datenlage sollten die Chinolizidinalkaloide in Lupinenprodukten aber weiterhin im Blick behalten werden.
Hinsichtlich des Richtwerts von 0,02 % wiesen sieben der elf untersuchten Proben auch unter Berücksichtigung der laborinternen erweiterten Messunsicherheit von 35 % einen Gesamtgehalt an Chinolizidinalkaloiden oberhalb des Richtwerts auf. Zur toxikologischen Beurteilung wurden die Daten der EFSA-Studie zugrunde gelegt, wobei 25 mg/kg Körpergewicht (KG) Alkaloide bei Erwachsenen zu Übelkeit und Erbrechen führten (EFSA CONTAM Panel 2019). Bezogen auf die Lupinenflocken mit dem höchsten Alkaloidgehalt von 1.391 mg/kg und unter der Annahme einer Portionsgröße von 50 g durch einen Erwachsenen mit 70 kg Körpergewicht, ergäbe sich eine Aufnahmemenge von rund 1 mg/kg KG Alkaloide. Von den untersuchten Lupinenprodukten war folglich keine Probe toxikologisch bedenklich.
Aufgrund der witterungsbedingen Varianz der Alkaloidgehalte und der geringen Datenlage sollten die Chinolizidinalkaloide in Lupinenprodukten aber weiterhin im Blick behalten werden.
Literatur
Literatur
Fischer K., Roux S., Jürgens H.-U., Ruge-Wehling B. (2018): LupiBreed. Erhöhung der Ertragsstabilität und Ertragsleistung der Süßlupine zur Sicherung der einheimischen Eiweißversorgung. Online verfügbar: www.orgprints.org/32887.
Bundesamt für Risikobewertung (BfR) (2017): Risikobewertung des Alkaloidvorkommens in Lupinensamen, Stellungnahme 003/2017 des BfR vom 27. März 2017, DOI 10.17590/20170327-102936.
EFSA CONTAM Panel (2019): Scientific opinion on the risks for animal and human health related to the presence of quinolizidine alkaloids in feed and food, in particular in lupins and lupin-derived products. EFSA Journal 2019;17(11):5860, 113 pp., doi: 10.2903/j.efsa.2019.5860.
Fischer K., Roux S., Jürgens H.-U., Ruge-Wehling B. (2018): LupiBreed. Erhöhung der Ertragsstabilität und Ertragsleistung der Süßlupine zur Sicherung der einheimischen Eiweißversorgung. Online verfügbar: www.orgprints.org/32887.
Bundesamt für Risikobewertung (BfR) (2017): Risikobewertung des Alkaloidvorkommens in Lupinensamen, Stellungnahme 003/2017 des BfR vom 27. März 2017, DOI 10.17590/20170327-102936.
EFSA CONTAM Panel (2019): Scientific opinion on the risks for animal and human health related to the presence of quinolizidine alkaloids in feed and food, in particular in lupins and lupin-derived products. EFSA Journal 2019;17(11):5860, 113 pp., doi: 10.2903/j.efsa.2019.5860.