Günther Weiss

Vorkommen und Gehalt an Aflatoxin M1 in Molkerei-Anlieferungsmilch

SummaryBetween March 4 and April 15, 1976, the aflatoxin M1 content of milk shipped to a dairy plant was investigated. Out of 419 samples, 79 (19%) were positive. 33% of these samples showed values of 0.05–0.1 μg/l, 38% of more than 0.1 μg/l and the highest value was at 0.54 μg/l. Other aflatoxins were not found. From samples of milk producers showing positive reactions, feed samples (n=105) were taken, 45 of which (43%) were also positive. 40% of the positive samples contained up to 20 μg/kg, 36% were in the range between 20–50 μg/kg and the highest values were at 280 resp. 300 μg/kg, especially in mixed feed. Out of these samples, 47% (DLG Standard IV) resp. 36% (DLG Standard III) were higher than the tolerated maximum level of 20 μg/kg.There is a qualitative relationship between the aflatoxin M1 content in milk and the aflatoxin B1 content in feed. In 61 cases where milk samples were positive, in 41 feed samples (67%) aflatoxin B1 was detected.ZusammenfassungIn der Zeit vom 4. März his 15. April 1976 wurde Molkerei-Anlieferungsmilch ab Hof auf ihren Gehalt an Aflatoxin M1 untersucht. Von insgesamt 419 Proben aus dem Einzugsgebiet waren 79 (19%) positiv. 33% davon wiesen einen Gehalt von 0,05–0,1 μg/l auf, 38% mehr als 0,1 μg/l. Der höchste Wert lag bei 0,54 μg/l. Andere Aflatoxine wurden nicht gefunden. Bei den Lieferanten Aflatoxin M1-positiver Milch wurden auch Futtermittelproben (105) gezogen, wovon 45 (43%) positiv waren. 40% der positiven Proben enthielten bis zu 20 μg/kg, 36% 20–50 μg/kg. Die höchsten Werte wurden mit 280 bzw. 300 μg/kg gefunden. Besonders betroffen waren Mischfuttermittel (Milchleistungsfutter für Rinder). Hier überschritten 47% (DLG-Standard IV) bzw. 36% (DLG-Standard III) aller untersuchten Proben den zulässigen Höchstgehalt von 20 μg/kg.Es besteht ein qualitativer Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Aflatoxin M1 in Milch und Aflatoxin B1 in Futtermitteln. Bei 61 erfaßten Liefe ranten positiver Milch wurde in 41 Fällen (67%) Aflatoxin B1 im Futtermittel nachgewiesen. Eine quantitative Beziehung konnte hier nicht hergestellt werden.

[Investigations of Aflatoxin B1, B2, G1, G2, and M1 in milk and milk products (author's transl)].

SummaryThe method proposed by the Federal Department of Health for the determination of aflatoxin B1, B2, G1, and G2 was tested for additional determination of aflatoxin M1. With relatively small changes of the original method, all aflatoxins including. B1, B2, G1, G2, and M1 can be determined quantitatively in milk, milk powder, butter, cheese, quark, cream, yoghurt and fruit yoghurt.ZusammenfassungDer vom Bundesgesundheitsamt vorgelegte Entwurf zur Bestimmung der Aflatoxine B1, B2, G1 und G2 wurde auf die zusätzliche Erfassung des Aflatoxins M1 überpruft. Es wurde Wert darauf gelegt, die ursprüngliche Methode nur wenig zu ändern, um die zahlreichen Vorschläge zur Aflatoxin-Analytik nicht noch weiter zu vermehren. Mit verhältnisäßig geringen Änderungen können alle Aflatoxine, also B1, B2, G1, G2 and M1 in flüissiger Milch, Milchpulver, Butter, Käse, Quark, Saline, Joghurt und Fruchtjoghurt quantitativ erfaßt werden.

[The influence of different phosphates on the flow properties of processed cheeses (author's transl)].

Processed cheese was manufactured with different types of phosphates (P1 monophosphate to P4 tetrapolyphosphate) and by various techniques. The limiting viscosity numbers of sodium casein and the casein of processed cheese were determined and the axial ratio calculated. The axial ratio of processed cheese protein was a/b=20,0 and that of sodium casein 10,0 resp. We deduce that the apparent increase of the axial ratio is caused by the depolymerization of casein caused by emulsifying salts. The flow curves of processed cheese were analysed. There is good agreement with the power law of Ostwald tau=k.Dn. Therefore processed cheeses are characterized as pseudoplasts. The influence of melting salts on the flow properties can be described by a differing emulsifying effect (P1 less than or equal P4). Temperature, concentration and salt effects are discussed for the viewpoint of correlation between aggregation-desaggregation processes and dehydration and hydration of casein.SummaryProcessed cheese was manufactured with different types of phosphates (P1 monophosphate to P4 tetrapolyphosphate) and by various techniques. The limiting viscosity numbers of sodium casein and the casein of processed cheese were determined and the axial ratio calculated. The axial ratio of processed cheese protein wasa/b = 20,0 and that of sodium casein 10,0 resp. We deduce that the apparent increase of the axial ratio is caused by the depolymerization of casein caused by emulsifying salts. The flow curves of processed cheese were analysed. There is good agreement with the power law of Ostwald τ =k ·Dn. Therefore processed cheeses are characterized as pseudoplasts. The influence of melting salts on the flow properties can be described by a differing emulsifying effect (P1 ≪ P4). Temperature, concentration and salt effects are discussed for the viewpoint of correlation between aggregation-desaggregation processes and dehydration and hydration of casein.ZusammenfassungEs wurden Schmelzkäse mit verschiedenen Phosphaten (P1 Monophosphat bis P4 Tetraphosphat) nach verschiedenen Verfahren hergestellt. Die Grenzviscositäten von reinem Casein und Schmelzkäsecasein wurden bestimmt und daraus die Achsenverhältnisse berechnet. Das Achsenverhältnis von Schmelzkäsecasein betruga/b = 20,0, das von reinem Caseina/b = 10,0. Die scheinbare Vergrößerung der Achsenverhältnisse wird auf eine Depolymerisation des Caseins unter der Wirkung des Schmelzsalzes zurückgeführt. Die Fließkurven von Schmelzkäse wurden aufgenommen. Sie folgen dem Potenzgesetz von Ostwald τ =k ·Dn. Schmelzkäse sind daher als Pseudoplasten mit strukturviscosem Verhalten gekennzeichnet. Die Wirkung der Schmelzsalze auf das Fließverhalten läßt sich durch ihre verschiedene Dispergierwirkung (P1 ≪ P4) erklären. Temperatur-, Konzentrations- und Schmelzsalzeffekte werden unter dem Gesichtspunkt von Aggregations-Desaggregationsprozessen in Korrelation mit Dehydratations-Hydratationsvorgängen diskutiert. Der Einfluß der Schmelzsalze auf das Herstellungsverfahren wird besprochen.

Zum Einfluß des Kupfergehaltes auf die Säurebildung in Käse

Summary1.Copper (0,6 mg/kg) inhibits the lactic acid fermentation and the formation of volatile acids in cheese only weakly. The formation of volatile acids is increased whereas the lactic acid fermentation is decreased. The qualitative composition of volatile acids is not influenced by copper.2.In Swiss Cheese (17,3 mg Cu/kg) the lactic acid content increases with increasing amounts of copper.3.The contents ofl(+) andd(−)-lactic acid are increased respectively decreased with increasing copper contents.4.Investigations withl(+)- andd(−)-Lactate Dehydrogenase (LDH) showed thata)l(+)-LDH is much stronger inhibited during lactate decomposition by copper thand(−)-LDH, andb)forl(+)-LDH the inhibitory effect during lactate decomposition is stronger than during lactate synthesis.5.By comparison of these “in vitro” results with the “in vivo” investigations mentioned above it can be concluded:a).The propionic acid fermentation in Swiss Cheese is propably stronger inhibited than the lactic acid fermentation. Therefore in ripened cheese the lactic acid content increases with increasing copper content.b)The increase of lactic acid is caused by the increase ofd(−)-lactic acid.c)A comparison of the threshold-values for inhibition with the copper contents in cheese showed good agreement with the inhibitory effect of copper during cheese ripening.ZusammenfassungUntersuchungen über Zusammenhänge zwischen Kupfergehalt und Säurebildung in Käse brachten folgende Ergebnisse:1.Kupfer (mittlerer Gehalt: 0,6 mg/kg) hemmt die Milchsäuregärung sowie die Bildung flüchtiger Säuren nur sehr schwach. Es drängt die Milchsäuregärung zugunsten der Bildung von flüchtigen Säuren zurück. Die qualitative Zusammensetzung der flüchtigen Säuren wird durch Kupfer nicht beeinflußt.2.Emmentalerkäse (mittlerer Kupfergehalt: 17,3 mg/kg) nimmt der Milchsäuregehalt mit steigenden Kupfermengen zu.3.Die Gehalte anl(+)- undd(−)-Lactat nehmen mit steigenden Kupfergehalten ab bzw. zu. Bei Hemmversuchen Mitl(+)- bzw.d(−)-Lactat-Dehydrogenase wurde festgestellt:4.l(+)-LDH wird beim Lactat-Abbau durch Kupfer wesentlich stärker gehemmt alsd(−)-LDH.5.Beim Lactat-Abbau ist die Hemmwirkung von Kupfer fürl(+)-LDH größer als bei der Lactat-Synthese.6.Durch Vergleiche dieser Ergebnisse mit den „in vivo”-Versuchen an Käse konnten diese folgendermaßen interpretiert werden:a)Die Propionsäuregarung dürfte in Emmentalerkäse stärker gehemmt werden als die Milchsäuregärung, weshalb der Milchsäuregehalt in reifem Käse mit steigenden Kupfermengen zunimmt.b)Diese Zunahme des Milchsäuregehaltes wird durch ein Ansteigen des Gehaltes and(−)-Lactat bedingt.c)Ein Vergleich der „in vitro” erhaltenen Hemmschwellenwerte mit den Kupfergehalten in Käse brachte eine gute Übereinstimmung mit dem Hemmverhalten von Kupfer bei den Säuerungsprozessen der Käsereifung.

Über den Kupfergehalt von Käsen

SummaryA method for determination of copper in milk and milk products was developed using 1.5-diphenylcarbazone as reagent, which makes it possible to determine relativly small copper traces (0,04 μg/ml) with sufficient acuracy (mean error: ± 4.5–2.5%) after wet digestion of the organic matter with high selectivity.By means of this quantitative method the copper content of different cheeses and cheese varieties was determined and the results read as follows:1.The mean copper content of different cheeses and cheese varieties is 0.56 mg/kg (variation: 0.2–3.4 mg/kg, Gauss-distributionprofile 1st degree).2.The copper contents, especially the extreme values, are characteristic for the cheeses concerned and are no accidental values.3.Swiss cheeses show much mote copper content than other cheese varieties. The mean copper content is 17.3 mg/kg (variation: 3.8–27.0 mg/kg, Gauss-distribution-profile 2nd degree).ZusammenfassungEs wurde eine Methode der Kupferbestimmung in Milch und Milchprodukten ausgearbeitet (1,5-Diphenylcarbazon als Reagens), die es erlaubt, nach nassem Aufschluß des biologischen Materials bei guter Selektivität noch relativ geringe Kupferspuren (ab etwa 0,04 μg/ml) mit hinreichender Genauigkeit zuerfassen (mittlerer Fehler der Einzelmessung: ± 4,5bis ± 2,5%).Mit Hilfe dieser Methode wurden quantitative Untersuchungen über den Kupfergehalt verschiedener Käse und Käsesorten angestellt und dabei folgende Ergebnisse erhalten:1.Der mittlere Kupfergehalt verschiedener Käse und Käsesorten beträgt 0,56 mg/kg (Schwankungsbreite: 0,2–3,4 mg/kg). Die Häufigkeitsverteilung der Kupfergehalte folgt einer Gaußschen Verteilung 1. Grades.2.Die Kupfergehalte, insbesondere die gemessenen Extremwerte, sind für die betreffenden Käse (nach Herkunft) charakteristisch und stellen keine Zufallswerte dar.3.Die untersuchten Emmentalerkäse enthalten wesentlich mehr Kupfer als die übrigen Käsesorten. Der mittlere Gehalt wurde zu 17,3 mg Cu/kg festgestellt (Schwankungsbreite: 3,8–27 mg/kg). Die Häufigkeitsverteilung folgt einer Gaußschen Verteilung 2. Grades.

Possibilities of interference in the identification of aflatoxin M1

ZusammenfassungEin 3 Jahre altes, natürlich kontaminiertes Milchpulver und ein 3 Jahre alter, bei-18° C gelagerter, aus natürlich kontaminierter Milch hergestellter Tilsiter Käse wurden nach dem üblichen Analysengang auf Aflatoxin M1 untersucht. Die Dünnschichtchromatographie ergab, daß sowohl die Trockenmilch als auch der Käse bis zu 15 μg/kg Aflatoxin enthielten. Die Chromatogramme wurden zur Absicherung der Ergebnisse in 5 verschiedenen Laufmitteln entwickelt. Zusätzlich wurden die Trifluoracetat-Derivate hergestellt und in 2 verschiedenen Laufmitteln entwickelt: In allen Fällen wiesen die Probeflecken dieselben Rf-Werte wie die Standardflecken auf. Die Anwesenheit von Aflatoxin M1 konnte deshalb als gesichert angesehen werden.Aus den MS- und UV-Spektren ist jedoch zu schließen, daß die scheinbar homogenen Fraktionen mindestens 2 Verbindungen enthielten. Nur in den Käse-Extrakten konnte Aflatoxin M1 festgestellt werden, während das Milchpulver trotz des positiven Befundes der DC mit Sicherheit kein Aflatoxin M1 enthielt. Mit Hilfe des „Brine-Shrimp-Tests” wurde die Toxicität der „Mt”-Fraktion des Milchpulvers bestimmt. Danach ist die toxische Wirksamkeit der unbekannten Substanz mit der von Aflatoxin M1 vergleichbar.Da Aflatoxin-Lösungen nur begrenzt haltbar sind, prüften wir auch die verwendeten Standard-Lösungen. Sie waren zum größten Teil abgebaut (MS-, UV-Spektren). Bei einem Vergleich mit frisch hergestellten Standard-Lösungen ergaben sich bei der Dünnschichtchromatographie dennoch identische Rf-Werte. Eine Veränderung von Standard-Lösungen kann also dünnschichtchromatographisch nicht erkannt werden.Eine sichere Identifizierung von Aflatoxin M1 in Milch und Milchprodukten ist demnach nur durch zusätzliche Massenspektrometrie and bei ausreichen der Konzentration durch UV-Spektrometrie möglich.SummaryA 3 year old, naturally contaminated milk powder and a 3 year old Tilsit cheese, stored at −18° C and produced from naturally contaminated milk, have been analysed for aflatoxin M1 by usual methods.Thin-layer chromatography indicated aflatoxin contents as high as 15 μg/kg in milk powder as well as in cheese. The chromatograms were developed in 5 different solvents for assessment of the results. In addition, the trifluoracetate derivates were produced and separated in two different solvents. In all cases the sample spots showed the same Rf-values as the standards. Therefore the presence of aflatoxin M1 was considered to be confirmed.From the MS and UV spectra, however, it could be concluded that the apparently homogeneous fractions contained at least two compounds.Only in cheese extracts aflatoxin M1 was found, whereas milk powder definitely did not contain aflatoxin M1 in spite of positive results with TLC. By application of the “Brine-Shrimp-Test”, the toxicity of the aflatoxin M1 fraction in milk powder was determined. The results indicated that the toxicity of the unknown substance is comparable with that of aflatoxin M1. Since aflatoxin solutions remain stable only for a limited period, the standard solutions used were also tested. For the most part they were shown to be decomposed by MS and UV. Compared with freshly produced standard solutions, however, identical Rf-values have been found by TLC. Therefore, a decomposition of the standard solutions cannot be detected by TLC. A definite identification of aflatoxin M1 in milk and milk products is therefore only possible by additional MS and UV spectrometry.

Aflatoxin M1 in milk and milk products. A comparison of some determination procedures

SummaryUsual TLC-methods for the determination of Aflatoxin M1 in milk and milk products sometimes do not separate interfering substances with similar optical and chemical properties from Aflatoxin M1, thus leading to considerably incorrect results. Even after an additional clean-up on polystyrene columns the solutions contain so many compounds that the identification of Aflatoxin M1 is difficult. The resolving power of HPLC yield pure fractions, which may be determined by their MS and UV spectra.ZusammenfassungKonventionelle DC-Methoden zur Bestimmung von Aflatoxin M1 in Milch und Milchprodukten können störende Begleitsubstanzen mit ähnlichen optischen und chemischen Eigenschaften oft nicht von Aflatoxin M1 trennen, was zu erheblichen Fehlern führt. Auch nach zusätzlicher Reinigung an Polystyrolsäulen enthalten die Lösungen noch so viele Verbindungen, daß Aflatoxin M1 schwierig zu identifizieren und quantifizieren ist. Die Trennleistung der HPLC führt dagegen zu reinen Fraktionen, die anhand ihrer Massen- und Absorptionsspektren sicher zu bestimmen sind.Usual TLC-methods for the determination of Aflatoxin M1 in milk and milk products sometimes do not separate interfering substances with similar optical and chemical properties from Aflatoxin M1, thus leading to considerably incorrect results. Even after an additional clean-up on polystyrene column the solutions contain so many compounds that the identification of Aflatoxin M1 is difficult. The resolving power of HPLC yield pure frations, which may be determined by their MS and UV spectra.

Über technische Einflüsse, insbesondere der UHT-Erhitzung, auf Konsistenz, Em.ulsionsstabilität und Eiweißquellungsvermögen von Schmelzkäse

SummaryBy measurements of consistency, emulsion stability, and protein swelling of processed cheese, some technical influences during processing could be demonstrated. Electrophoresis and photometric investigations showed, that casein is chemically not altered during UHT sterilisation compared to convential processing. To a high degree the properties of processed cheese depend on the swelling capability of the protein, which influences fat-homogenity in the protein structure and consistency. Increasing processing temperature improves swelling respectively the water binding capacity, whereby the optimum, depending on the raw material, can be exceeded if the processing temperatures are too high, which again decreases the swelling.ZusammenfassungMit Hilfe von Konsistenzmessungen, der Bestimmung der Emulsions-stabilität und des Eiweißquellungsvermögens von Schmelzkäse konnten einige technische Einflüsse bei der Herstellung von Schmelzkäse durchleuchtet und z. T. mit den bisherigen Erfahrungen der Praxis in Einklang gebracht werden. Aufgrund elektrophoretischer und photometrischer Untersuchungen wird das Casein bei der UHT-Erhitzung im Vergleich zu den konventionellen Schmelzverfahren chemisch nicht verändert.Die Eigenschaften von Schmelzkäse werden in hohem Maße von der Quell ungsfahigkeit des Eiweißes bestimmt, wodurch der Grad der Homogenität des Fettes im Eiweißgerüst und die Konsistenz beeinflußt wird. Bei Erhöhung der Schmelztemperatur wird die Quellbarkeit bzw. die Wasserbindefähigkeit verbessert, wobei je nach Rohkäseart das Optimum überschritten werden kann, wodurch die Quellbarkeit wieder sinkt.