FORSCHUNGKreuzkontaminationen vonPfl anzenschutzmittelrückständenauf Packstraßen für FrüchteJanina Wojzich

Deutscher Fruchthandelsverband e.V.Deutscher Fruchthandelsverband e.V.FORSCHUNGDeutscher Fruchthandelsverband e.V.FORSCHUNG

Manche Unternehmen der Fruchtbranche wurden viel-leicht schon einmal mit Laborergebnissen nach dem folgendem Muster konfrontiert: Zwei dokumentierte Wirkstoffe aus der Anwendung im Anbau werden in un-kritischer Dosierung nachgewiesen, aber dann tauchen noch vier Wirkstoffe um die Nachweisgrenze auf, von denen keiner weiß, woher sie stammen.

Hier setzt die vorliegende Forschungsarbeit an, die durch die gute Zusammenarbeit von Verband (DFHV), Wissen-schaft (Uni Hohenheim) und Praxis entstanden ist. Un-tersucht wurde, ob Wirkstoffe einer Charge A auf einer danach auf derselben Anlage bearbeiteten Charge B nachweisbar sind. Eine bedeutende Aufgabe des DFHV ist die Unterstützung wissenschaftlicher Projekte, die der Fruchtbranche wichtige Informationen und Hilfe-stellungen bieten. Ich freue mich, Ihnen die Ergebnisse der vom DFHV initiierten und unterstützen Arbeit prä-sentieren zu können.

Die Untersuchungen wurden am Analytischen Institut Bostel, Stuttgart, im Rahmen einer wissenschaftlichen Abschlussarbeit (Staatsexamen Lebensmittelchemie) von Janina Wojzich durchgeführt. Wissenschaftlich be-treut wurde die Arbeit von Prof. Dr. Wolfgang Schwack, Institut für Lebensmittelchemie an der Universität Hohenheim, Stuttgart.

Die Arbeit an diesem Forschungsfeld ist allerdings noch nicht beendet. In einer weiterführenden Arbeit soll un-tersucht werden, ob man z. B. mit einer UV-Bestrahlung die beschriebenen Wirkstoff-Übertragungen verhindern kann. Die ersten Vorarbeiten zu diesem Projekt starten gerade. Wir halten Sie selbstverständlich auf dem Laufenden.

Mit freundlichen Grüßen

Matthias BratzlerVizepräsident des DFHV e.V.

■ ZusammenfassungUntersucht wurde die Frage, ob eine Kreuzkontamina-tion von Pfl anzenschutzmittelrückständen auf der Pack-straße von Früchten bzw. beim Transport von Früchten in Mehrweg-Transportkisten möglich ist. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen eindeutig, dass auf Packstraßen sol-che Kreuzkontaminationen entstehen können – sowohl von der Frucht auf die Packstraße als auch umgekehrt. Das Risiko einer Kreuzkontamination in Mehrweg-Kisten ist im Labor praktisch nicht gegeben, kann aber für die Praxis nicht ausgeschlossen werden.

Auch wenn die festgestellten Werte nur in sehr ge-ringer Höhe auftraten, bereiten sie in der Praxis doch erhebliche Probleme, da die Anzahl der nachgewiesenen Wirkstoffe in keinem Verhältnis zur Anzahl der tatsäch-lich angewandten Wirkstoffe steht. Mit Hilfe weiterer Untersuchungen soll geprüft werden, inwieweit durch eine UV-Bestrahlung bzw. durch die Verwendung anderer Materialien auf den Packstraßen der Grad der Kreuz-kontaminationen verringert werden kann.

Editorial

Unser Dank gilt den Sponsoren und Projektpartnern, die diese Untersuchung erst ermöglicht haben.

DFHV Deutscher Fruchthandelsverband e. V.Bergweg 6 · 53225 BonnTelefon +49 228 91145-0 Telefax +49 228 91145-45bonn@dfhv.de · www.dfhv.de

■ Reduktion durch UV-BestrahlungAus Wissenschaft und Praxis ist bekannt, dass die natürliche Sonnenstrahlung ein maßgeblicher Faktor für den Abbau von Pfl anzenschutzmittelwirkstoffen ist. Ähnliche Effekte werden von künstlichem UV-Licht er-wartet.

Wurden sowohl die kontaminierten Rollen des Rollen-versuchsaufbaus als auch die gespritzten Zitronen mit UV bestrahlt, konnte eine Reduktion aller untersuchten Wirkstoffe nachgewiesen werden. Insgesamt wurden bei der Bestrahlung der kontaminierten Rollen nach 30 Minuten für Imazalil um 65,3 %, für Thiabendazol um 33,1 %, für o-Phenylphenol um 44,4 % und für Prochlo-raz um 60,4 % geringere Werte gemessen. Der zeitliche Verlauf der Wirkstoffreduktion ist beispielhaft für den Wirkstoff Imazalil in Abbildung 2 graphisch dargestellt. Die anderen Wirkstoffe zeigen einen ähnlichen Verlauf.

Auffallend ist, dass der photochemische Abbau in den ersten zehn Minuten am stärksten verläuft und dann immer schwächer wird. Dies müsste bei der Umsetzung des Verfahrens in die Praxis berücksichtigt werden. Eine vollständige Eliminierung der Wirkstoffe in einer in der Praxis akzeptablen Zeit ist nach den vorliegenden Ergebnissen unwahrscheinlich.

Durch die Bestrahlung der behandelten Zitronen für 20 Minuten wurden die Gehalte für Imazalil um 24,5 %, für Thiabendazol um 17,7 %, für o-Phenylphenol um 3,5 % und für Prochloraz um 11,5 % reduziert. Bei diesem Verfahren wurden die Zitronen je fünf Minuten von ei-ner Seite bestrahlt und dann um 90° gedreht. Ein ver-bessertes Verfahren, in dem die Früchte von mehreren Seiten gleichzeitig bestrahlt werden, würde den Abbau der Wirkstoffe wahrscheinlich beschleunigen. Aufgrund der bei großen Warenmengen erforderlichen Energie wird dieses Verfahren in der Praxis voraussichtlich keine Rolle spielen.

Eine UV-Bestrahlung der Rollen könnte Kreuzkontami-nationen auf Packstraßen jedoch möglicherweise ver-hindern. Erforderlich sind aber weitere Untersuchungen zur praktischen Umsetzung sowie zum Abbauverhalten anderer derzeit üblicher Wirkstoffe.

Der Wirkstoffübertrag könnte bei Verwendung anderer Packstraßenmaterialien als Kunststoffrollen eventuell geringer sein. Auch hier werden weitere Unter-suchungen anderer Packstraßenmaterialien, z. B. Edel-stahl, in Bezug auf Wirkstoffübertrag und Reinigungs-verhalten empfohlen.

FORSCHUNGDeutscher Fruchthandelsverband e.V.Deutscher Fruchthandelsverband e.V.FORSCHUNGDeutscher Fruchthandelsverband e.V.FORSCHUNG

Imazalil

0 5 10 15 20

200

100

0

300

400

500

Extrahierte Wirkstoffmenge (µg)

Bestrahlungsdauer (min)

Imazalil-Menge in Abhängigkeit von der Betrahlungsdauer der Rollen (Abb.2)

25 30

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■ EinleitungDer Einsatz von Pfl anzenschutzmitteln ist heutzutage bei der Produktion von Obst und Gemüse unerlässlich. Pfl anzenschutzmittel sollen Ertrags- und Qualitäts-einbußen durch Schadorganismen verhindern und die Rentabilität des Kulturpfl anzenbaus erhalten. Allerdings sind trotz bestimmungsgemäßer Anwendung der Pfl an-zenschutzmittel Rückstände auf und in Lebensmitteln kaum vermeidbar. Gesetzlich festgelegte Rückstands-höchstgehalte sorgen mit einer 100fachen Sicherheits-marge dafür, dass diese Rückstände kein Risiko für den Verbraucher darstellen.

In den Handelsunternehmen werden nicht nur die Rück-standshöchstgehalte streng kontrolliert, sondern zudem auch die Anzahl und die Art der eingesetzten Wirkstoffe. In der Praxis werden allerdings immer wieder geringe Werte eines Wirkstoffes nachgewiesen, der erwiesener-maßen nicht aus einer Anwendung stammt. Dafür gibt es verschiedene, noch nicht hinreichend untersuchte Erklärungsmöglichkeiten, z.B.- Aufnahme von Rückständen aus dem Boden, die von Behandlungen vorheriger Kulturen stammen- Abdrift bei der Ausbringung- Kreuzkontamination von Rückständen im Waschwasser- Kreuzkontamination von Rückständen auf der Pack- straße und in Mehrweg-Transportkisten

■ KreuzkontaminationenDer vollständige Kreuzkontaminationsweg (Früchte - Packstraße - Früchte) wurde untersucht, indem zwei Kilo-gramm der behandelten Zitronen 20 Stunden auf dem Rollenversuchsaufbau bewegt wurden, um den fortlau-fenden Betrieb einer Packstraße zu simulieren. Anschlie-ßend wurden zwei Kilogramm unbehandelter Zitronen

■ AufgabenstellungDer beschriebene Forschungsauftrag sollte folgende Fragen beantworten:- Ist eine Kreuzkontamination von Pfl anzenschutzmit- telrückständen auf der Packstraße von Früchten bzw. beim Transport von Früchten in Mehrweg-Transport- kisten möglich? - Wie hoch ist das Ausmaß der Belastung von realen Packstraßen mit Pfl anzenschutzmittelrückständen? - Wie können Rückstände auf einer Packstraße redu- ziert oder entfernt werden? Welche Effekte hat eine UV-Bestrahlung der Packstraße bzw. der mit Pflan- zenschutzmitteln behandelten Früchte im Hinblick auf eine Reduktion der Wirkstoffgehalte?

■ Kreuzkontaminationen durch TransportkistenUntersucht wurde durch einen simulierten Transport der Zitronen zunächst der Wirkstoffübertrag von gespritz-ten Zitronen auf die Kisten. Zwar konnte ein Abrieb für alle Wirkstoffe in sehr, sehr geringen Mengen nach-gewiesen werden, allerdings keine Kontamination von unbehandelten Zitronen durch den Transport in Mehr-weg-Kisten. Allgemein kann das Risiko der Kreuzkonta-mination in Mehrweg-Kisten aufgrund der minimalen Bewegungen der Früchte als äußerst gering angesehen werden aber auch nicht endgültig ausgeschlossen wer-den, da sich hier die Analysen auf Versuche unter Labor-bedingungen beschränkt haben.

■ Wirkstoffübertragung auf die PackstraßeZwei Kilogramm der behandelten Zitronen wurden 20 Stunden auf den Rollen des Rollenversuchsaufbaus be-wegt. Anschließend wurde ihr Wirkstoffabrieb bestimmt, indem die Rollen mit einem in Acetonitril getränkten Wattebausch abgerieben wurden. Der Wirkstoffgehalt des Wattebausches wurde untersucht. Es ergaben sich bei diesem Experiment Wirkstoffabriebe bei Imazalil von 0,4 - 1,3 %, bei Thiabendazol von 0,8 - 2,8 %, bei o-Phenylphenol von ca. 0,1 % und bei Prochloraz von ca. 2,4 % des ursprünglichen Gehaltes der Zitronen.

■ Versuchsaufbau und ExperimenteFür alle Experimente wurden unbehandelte Zitronen ver-wendet, auf denen die Wirkstoffe Imazalil, Thiabendazol, o-Phenyphenol und Prochloraz aufgebracht wurden. Die Wirkstoffgehalte der behandelten Zitronen lagen im Be-reich der gesetzlich festgelegten Rückstandshöchstge-halte. Um die Packstraße im Labor nachzustellen, stand ein Rollenversuchsaufbau aus fabrikneuen Materialien zur Verfügung. In einem Fruchthandelsunternehmen wurde vor Ort die reale Kontamination einer Packstraße untersucht, um Vergleichsdaten zum Versuchsaufbau zu erhalten.

■ Bestätigung der Ergebnisse in der PraxisBei der Untersuchung auf einer realen Packstraße für konventionelle Zitrusfrüchte bei einem Fruchtimport wurden die Wirkstoffe Imazalil, Thiabendazol und Pro-chloraz in Größenordnungen nachgewiesen, die in den Laborexperimenten ausreichten, um eine Kreuzkonta-mination zu verursachen. Bei unbehandelten Zitronen, die auf der realen Packstraße während des normalen Betriebs abgepackt wurden, wurde eine Kontamination mit dem Wirkstoff Imazalil mit einem Gehalt von 0,01 mg/kg festgestellt. Kreuzkontaminationen konnten also sowohl unter Labor- als auch unter realen Bedingungen nachgewiesen werden.

■ Wirkstoffübertragung auf die FrüchteDie Rollen des Rollenversuchsaufbaus wurden mit im-mer derselben Menge an Wirkstoffen bzw. an Spritzmit-teln mit einem Pinsel eingestrichen. Nach dem Trock-nen der Rollen wurden zwei Kilogramm unbehandelte Zitronen für eine unterschiedliche Zeit (60 min, 30 min, 15 min, 8 min, 4 min, 2 min) auf den Rollen bewegt und anschließend ihr Wirkstoffgehalt bestimmt.

Für alle Wirkstoffe konnte eine lineare Abhängigkeit der Wirkstoffgehalte der unbehandelten Zitronen von der Rolldauer festgestellt werden: Je kürzer der Aufenthalt auf der Packstraße, desto geringer war der Übertrag des Wirkstoffes. Abbildung 1 zeigt die gemessenen Werte des Wirkstoffes Imazalil. Die Ergebnisse der anderen Wirkstoffe zeigen einen ähnlichen Verlauf.

über die Transportrolle geschickt. Die Ergebnisse zeigen, dass Kreuzkontaminationen auf diese Weise entste-hen können: Alle Wirkstoffe der behandelten Zitronen konnten nach dem Rollen auch auf den unbehandelten Zitronen nachgewiesen werden. Die Gehalte bewegten sich um die allgemeine Nachweisgrenze von 0,01 mg/kg.

Imazalil

60 50 40 20 10 030

0,09

0,08

0,07

0,06

0,05

0,04

0,03

0,02

0,01

0

Gehaltmg/kg

Dauer auf den Rollen (min)

Imazalil-Kontamination von unbehandelten Zitronen in Abhängigkeit von der Rolldauer (Abb.1)