DieNahrung

Aus dem Zentralinstitut fur Ernahrung in Potsdam-Rehbrucke (Direktor : Prof. Dr. H. HAENEL), Forschungszentrum fur Molekularbiologie und Medizin, Akadeniie der Wissenschaften der DDR

19 7 1975 603-606

Identifizierung von Metaboliten und der Abbauweg des Hexachlorbenzols

in einer Schimmelpilzkultur

R. ENGST, R. M. MACHOLZ, M. K U J A W A ~

Hexachlorbenzol wird von einer lindanabbauenden Schimnielpilzkultur nur langsam metaboli- siert, wobei als Metabolit nur Pentachlorbenzol nachweisbar war. Der Abbau des Pentachlor- benzols fiihrt zu folgenden Metaboliten: Pentachlorphenol, z,3,4,5-Tetrachlorphenol, 2,3,4,6- Tetrachlorphenol, r,z,3.4-Tetrachlorbenzol, 1,z,3,5- und/odcr 1,2,4,5-Tetrachlorbenzol, 2,3,4- Trichlorphenol, 2,4,6-Trichlorphenol, 3.4,5-Trichlorphenol, 1,3.5-Trichlorbenzol. An der Er- arbeitung eines Abbauschemas wird gearbeitet.

Der Stoffmechsel von Hexachlorbenzol wurde bisher nicht geklart. In der uns zuganglichen Litera- tur untersuchten PARKE u. a. [I] den Metabolismus von Hexachlorbenzol in Kaninchen. Es konnten keinc Metabolite eindeutig nachgewiesen werden. Dic ldentifizierung erfolgte spektroskopisch im UV-Bereich. Das Vorkommen von 1,~,4,5-Tetrachlorbenzol im Wasserdampfdestillat dcs Darm- inhaltes ist mBglich, aber nicht gesichert. In dcn Farces beobachtete man nach 5 Tagcn 6’3, der applizierten Menge des Hexachlorbenzols unverandert. Wcitere Halogenbenzole konnten nicht identi- fiziert werden. Etwa 75% der verabrcichten Hexachlorbenzolmengen befanden sich nach 5 Tagen unverandert im Darm. Iionjugate traten nicht auf. Die Ergcbnisse weisen auf einc lange Vcrwcildaucr des intakten Hexachlorbenzols im M’armbluterorganismus hin.

METCALP u .a . [2] haben in einer Nahrungskette die Metabolisierung des Hexachlorbenzols unter- sucht. Ncben Pentachlorphenol fanden sic drei polare Verbindungen. Pentachlorbenzol koiinte diinn- schichtchromatographisch nicht abgetrennt und identifiziert w-erdcn ,

Eine Expcrtenkoinmission der Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat auf die Notwendigkcit der Iilarung des Metabolismus von Hexachlorbenzol in einer ihrer letzten Schriften hingewiesen [3]. huf Grund dieser Hinweise wurden von uns Untersuchungen niit der uns zur Verfugung stehcnden Schimmelpilzkultur durehgefuhrt. Diese Schimmelpilzkultur baut Halogenbenzole und Lindan (y1,2,~,~,~,6-Hexachlorcyclohexan) zu chlorarnieren Verbindungen ab [4].

In dicscr Arbcit werdcn folgende Abkiirzungen bcnutzt : DCP - Dichlorphenol PCB - Pentachlorphenol HCB - Hcxachlorbenzol TCB - Trichlorbenzol HCH - 1,2,3,4,5,6-~Iexachlorcyclohexan TCP - Trichlorphenol PCB - Pentachlorbenzol TeCB - Tetrachlorbenzol PCCH - 2,3,4,5,6-Pen t achlorc yclohexen TcCP - Tetrachlorphenol

Exfierimenteller Ted Die Zucht der Pilzkultur, Extraktion mit n-Hexan und Methylierung cler phenolischen RIetabolite

mit Diazomethan erfolgte wie in [4] angegeben. Als Testsubstanzen standen z,3-DCP, 2,4-DCP, z,5-DCP, z,6-DCP, 3.4-DCP, 3,5-DCP; 2,3,4-TCP,

2,3,5-TCP, z,4,5-TCP, z,4,6-TCP, 3,4,5-TCP; z,3,4,5-TeCP, 2,3,4,6-TeCP; P C P ; I,.I,~-TCB, 1,2,4-

1 Herrn Diplomchemiker R. KNOLL danken wir fur die Unterstutzung bei den gaschromatographi- schen Untersuchunger,.

I . ICE, 1,3,5-'LCB; 1,?,3,4-'leCU, 1,2,3,5-'lCCfl, 1,2,4,5-'lCCU, PCB, HCB, y-PCCH, &PCCII, a-HCH, 8-HCH, y-HCH und 6-HCH zur Verfiigung [4].

Ucr Pilz wuchs auf dem 30 ppni HCB enthaltcnden Kulturmedium mit gcringcrcr Intensitat als auf dem 300 pm y-HCH odcr 30 bzw. go ppm P C H cnthaltendcn Medium (z . T. murden Suspensionen cingesetzt) .

Gaschrowiatogru$hie Gaschromatograph : Varian Aeropaph hlodeil I 860-4 mit Elcktronen-Einfang-Dctcktorcn. Saulen (Ganzglassystem) : I. Pyrcx-Glas G'x l/,,", gcfiillt mit 7,5",a QIT-I auf 100--2oo mesh Vara-

port 30; 2. Pyrex-Glas 6 ' ~ ~ / ~ ' ' , gefiillt nlit 2 % SE-30 und o,r% Epicotc auf 100-zoo mesh Vara- port 30; 3. Pyrex-Glas 3'X1/*'', gefiillt init 3%) OV-17 auf 100-1-20 mcsh Gaschrom C, (Scrva); 4. Pyrex-Glas 3'x

Temperaturcn: Saule 40 O C . 90 'C, 180 "C ; Injcktoren 195 " C ; Detektoren zoo O C ; Tragcrgas: 30 in1 N,/min; Blektrometer: Range

Papiergeschwindigkeit bei Saulentempcratur 90 T: 10 inches/h; bei 180 "C: 10 inches/h; bei 40 "C: 20 inches/h.

Dosis: I pl (on column).

gefiillt niit 2% OV-25 auf 100-120 mcsh Gaschrotn Q (Scrva).

Attenuation 8 und 32.

Ergebnisse

HCB und PCB konnten bereits als Metabolite des y-HCH identifiziert werden [4]. Es wurde der Abbau des HCB und seines Metaboliten PCB nach 17 und 52 Tagen unt ersu c h t.

Abbau zlon H C B

HCB ' wird - im Vergleich zur Metabolisierungsrate des y-HCH - sehr langsam metabolisiert. Dieses Ergebnis entspricht den Befunden von PARICE u. a. 1x1 sinn- gemal3. Als einziger Metabolit wurde das PCB in geringer Konzentration beobachtet, dessen Hauptmenge in 17 bis 52 Tagen entsteht. Es konnten keine weiteren Metabolite gefunden werden (Abb. I).

-- _ _ _ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ _ _ _ - r 0 60 t[mt/n/

Abb. I . 11-Hesanextrakt cincr niit 3 0 ppm HCB inkubierten Pilzkultur nach 52 Tagen: Trennung an 3yu OV-17 bci 90 "C

605

- - ~ , - - - 0 60 t(ml/nJ7

Abb. 2. n-Hexanextrakt der mit go ppm PCB versetzten Pilzkultur: Trcnnung an 3% OV-17 bei go "C Extrakt nach 5 2 Tagen**; - - - - - - - verdiinntcr Extrakt nach 52 Tagen* *

I = 1,2,4-TCB, z = 3,5-TCP

* TCP = 2,3,5- und/oder 2,3,6- uiidjoder 2,4,5- und/oder 2,4,6-TCP * * Es handelt sich hierbei urn unterschiedlichc Inkubatioiisversuche.

Abbau des HCB-Metaboliten PCB

Untersuchungen Zuni Abbau des HCB sind infolge der geringen Metabolisierungs- rate unbefriedigend. PCB dagegen wird bedeutend schneller metabolisiert. Auch beim PCB erfolgt die Metabolisierung im wesentlichen zwischen dem 17. und 52. Tag. Das Cliromatogramm des am 17. Tag gewonnenen Hexanextraktes zeigt lediglich den kleinen Peak des z,3,4,5-TeCP und noch geringere Mengen des Metaboliten X I. 2,3,4,6-TeCP wurde vermutet und konnte nach Wahl einer giinstigen Verdiinnung in mehreren untersuchten Proben gefunden werden. Die unterbrochene Link in Abb. z zeigt ein nach Verdunnung von Extrakten erlialtenes Chromatogramm. Die Bilder der Testchromatogramme der verwendeten Saulen QF-I, SE-30 und OV-25 sind in [4] angegeben.

Folgende Verbindungen konnten sicher als Metabolite von PCB identifiziert werden :

3,5-Dichlorphenol und 1,~,4-Trichlorbenzol entstehen, wcnn iiberhaupt, in sehr ge- ringen hlengen.

An der Aufstellung eines Abbauschemas wird weiter gearbeitet.

41 Die Nahnmg, xg. Jhg., Heft 7

S 11 ni 111 a r y

R . E N G s r , R. 31. MACHOLZ and M. I<UJAWA : The identification of metabolites and the rrlode ol nieta- bolism of l~csachlorobenzene in a mould culture

Hcxachlorobenzene is hut slowly metabolized by a. lindanc-decomposing mould culture, only pentachlorobenzene being detected as a mctabolite. The degradation of pentachlorobenzene yields the following ruetabolites: pentachlorophenol, ~,3,4,5-tetrachlorophenol, ~ , ~ , ~ , G - t c t r a c h l ~ ~ r t r p l i e ~ ~ o l , r,z,3,4-tetrachlorohenzene, r,z,.+,s- and/or 1,~,~,5-tetrachloroI~enzenc, 2,3,4-trichlorophcnol, 2 , 1 , G -

trichlorophenol, 3,4,~-trichloropIiciiol, 1,3 , j-trichlorobenzene. The establishnient of a. degradntjoii patter, i s untlcr way.

L i t e r a t u I

[I] [2] METCALF,, R. L., I. P. RAPOOR, Po-Yung-Lu, Ch. I<. SCHUTH u. P. S H m n w N , Environm. IIealth

[3] Report of the 1973 Joint FAO/WHO Meeting: Pesticide Hcsidues i n Food, Technical Reports

[4] ENGST, R., R. &I. ~ ~ A C H O L Z u. M. KUJAWA, Nahrung 18, 735 (1974).

PAKKB, U. V., u. I<. T. W I L L I A M S , Biochem. J . 74, 5 (rgbo).

Persp. 4 , 27 (1973).

Series, Genf, No. 545 (1974).

Prof. Dr. R. ENGST, Diplo~nleL~ensmittelchemiker R. M. MACIIOLZ, Dr. h l . K G J A M ' A , Zentralinstitut fur Ernahrung, Bereich Freindstoffc in Nahrung und Ernahrung, DDR - I j o j Bcrgholz-Heli~rucli[~, Arthur-Schcunert-Allee I 1 4 - I 16

Eingegangen 23. 10. 1974