Ontwikkeling en toepassing van molecularly imprinted polymers (MIP’s) in mycotoxine diagnostica

Promotoren: Nicolas Gryson & Peter Maene
Copromotors: Sarah De Saeger & Peter Dubruel
Medewerkers: Frederic Dumoulin

Periode: 01/01/2009 – 31/12/2011
Grant: IWT-TETRA 080109

Fumonisin (FUM) is a mycotoxin that is mainly present in corn and derived products.
The presence of fumonisin in food and feed products may pose a risk to human and animal
health.

Current detection methods for fumonisins are based on the use of immuno-affinity columns.
Due to several disadvantages related to the development (use of laboratory animals, long development stage) and the use of these columns (high cost, single use), there is an increased demand for alternative user-friendly detection methods.
The goal of this research project is to develop a quick test for the detection of fumonisin in corn products with the aid of molecularly imprinted polymers (MIPs).

A first step involves the development and characterisation of the specific MIP. Main variables in this process are the choice of the functional monomer molecule, the cross-linker molecule and the porogeneous solvent used during
polymerisation. The characterisation basically implies the determination of the binding capacity.
In a second step, the procedure for fumonisin extraction from different corn products will be optimised, using a solid-phase extraction method. The optimised method should guarantee a recovery of 70 to 110 %.
Based on those two steps, a quick test for fumonisin detection will be developed. This is a semi-quantitative test based on fluorescence detection.
The developed test will be an adequate tool for food and feed companies for the auto control of samples, in order to comply with the current Belgian and European legislation on food and feed safety. The test will be fast, simple, cheap and user-friendly. It will therefore be a convenient tool for all stakeholders in the corn supply chain in the prevention of fumonisin contamination.

 

Onderzoek rond nieuwe analytische uitdagingen voor mycotoxinebepaling: Gemaskeerde (‘masked’) mycotoxinen

 

Promotor: Carlos Van Peteghem
Copromotoren: Sarah De Saeger, Dieter Deforce, Geert Haesaert, Mia Eeckhout
Medewerkers: Marthe De Boevre, José Diana Di Mavungu, Peter Maene
Periode: 01/08/2009 – 31/07/2013
Project nummer: BOF 05V00709, Associatieonderzoeksproject

Geconjugeerde mycotoxinen, waarbij het toxine gebonden is aan polaire substanties zoals suikers, worden gemaskeerde mycotoxinen genoemd, gezien deze aan de klassieke analytische technieken ontsnappen maar in de spijsvertering kunnen worden ontdaan van de geconjugeerde bindingen.
Tot op heden is slechts weinig geweten over het voorkomen van deze gebonden mycotoxinen in voedingsmiddelen.

Gekoppelde technieken zoals vloeistofchromatografie (LC) – tandem massaspectrometrie (MS/MS) bieden een krachtig hulpmiddel voor identificatie van substanties. Via hun moleculaire massa en fragmentatiegedrag kunnen mycotoxinen –gebruik makend van referentiestandaarden– geïdentificeerd worden. Met behulp van hoge-resolutie MS instrumenten, meer bepaald LC-quadrupool time-of-flight massaspectrometrie (LC-Q-ToF MS) en Fourier transform (FT) MS, is daarenboven de identificatie van onbekende schimmelmetabolieten mogelijk.

Doel van dit onderzoek is het nagaan van de mogelijkheden van LC-MS/MS en hoge-resolutie MS om de problematiek van gemaskeerde mycotoxinen aan te pakken. Via dit onderzoek zal een antwoord geformuleerd worden op volgende onderzoeksvragen:

• Welke mycotoxineconjugaten komen voor in graangebaseerd voedsel en voeder?

• Is het voorkomen van gebonden mycotoxinen in granen afhankelijk van de graanvariëteiten en genotypes (gevoelige vs. tolerante genotypes)?

• Wanneer en hoe komen de conjugaten voor?

• Wat is de verhouding tussen vrije en gebonden mycotoxinen?

• Spelen technologische factoren een rol in het voorkomen van gebonden mycotoxinen?

• Is de waargenomen overschatting van mycotoxineconcentraties met ELISA kits in vergelijking met de klassieke LC methoden een gevolg van gemaskeerde mycotoxinen?

 

Beoordeling van de chemische risico’s van voedingsmiddelen die gemaskeerde Fusarium toxines bevatten

 

Coordinator: Sarah De Saeger
Copromotoren: Carlos Van Peteghem, Mia Eeckhout, Geert Haesaert, Kris Audenaert
Medewerkers: José Diana Di Mavungu, Marthe De Boevre, Peter Maene

Periode: 01/03/2010 – 31/02/2012
Project nummer: RT 09/3 MYCOMASK, FOD Volksgezondheit, Veiligheid van de Voedselketen en Leefmilieu

Gemaskeerde of geconjugeerde mycotoxinen trokken voor de eerste maal de aandacht in de jaren 80 omdat in sommige gevallen van mycotoxicose, de klinische observaties in dieren niet met de lage mycotoxineconcentraties in het overeenkomstige veevoeder correleerden. De onverwachte hoge toxiciteit werd daarom toegeschreven aan het voorkomen van niet gedetecteerde gebonden mycotoxinen die bij vertering door het dier wel terug werden vrijgesteld als de oorspronkelijke mycotoxinen.

De gemaskeerde mycotoxinen ontsnappen aan de klassieke analytische methodes door het feit dat ze door hun sterke polariteit moeilijker extraheerbaar zijn en dat ze voor een groot deel verloren gaan in de opzuiveringsstappen. Er bestaat erg weinig informatie met betrekking tot hun voorkomen en hun biodisponibiliteit.

Het project beoogt daarom de volgende objectieven:

1. Een betrouwbare extractie-, opzuiverings- en kwantificatiemethode op basis van vloeistofchromatografie tandem massaspectrometrie (LC-MS/MS) op punt stellen voor de simultane bepaling van vrije en gemaskeerde Fusarium-toxinen in graan en graan-gebaseerde voedingmatrices;

2. Kwantitatieve data leveren over het voorkomen van gemaskeerde Fusarium-toxinen en de omstandigheden waarin deze worden gevormd, voornamelijk de geglycosyleerde metabolieten van deoxynivalenol (DON), zearalenone (ZEN) en T-2 toxine (T-2) in voedingsmiddelen;

3. De mate waarin dieren en consumentengroepen worden blootgesteld aan gemaskeerde mycotoxinen inschatten en een preliminaire risico-evaluatie uitvoeren.