Pyrrolizidinalkaloide in Gelee Royale: Ein Überblick

Einleitung

Pyrrolizidinalkaloide (PA) sind sekundäre Pflanzenstoffe, die von bestimmten Pflanzen als natürlicher Schutzmechanismus gegen Fraßfeinde gebildet werden [1]. Diese Substanzen können in hoher Konzentration toxisch sein, insbesondere für die Leber [2]. Da Bienen Nektar und Pollen sammeln, können geringe Mengen dieser Alkaloide in Bienenprodukten wie Honig, Blütenpollen und Gelee Royale nachweisbar sein [3].

Dieser Artikel erläutert, wie PA in Gelee Royale gelangen können und welche natürlichen Mechanismen dafür sorgen, dass die Mengen in der Regel gering bleiben. Dabei wird auch die begrenzte Datenlage zu diesem Thema berücksichtigt, sodass eine differenzierte Betrachtung erforderlich ist [4]..

Ursprung und Funktion von Pyrrolizidinalkaloiden (PA)

PA werden von Pflanzen produziert, um sich vor Fraßfeinden zu schützen [5]. Diese Alkaloide wirken toxisch auf Insekten und Weidetiere und verhindern so den Verzehr der Pflanzen. Besonders Pflanzen, die auf nährstoffarmen Böden wachsen oder zu bestimmten Jahreszeiten blühen, haben oft diese natürlichen Abwehrstoffe [6]. Besonders häufig findet man PA in Spätblühern, da diese Pflanzen oft nicht auf die Bestäubung durch Insekten angewiesen sind und sich stattdessen durch Samenverbreitung oder andere Mechanismen fortpflanzen.

Bekannte PA-haltige Pflanzen sind:

• Greiskräuter (Senecio spp.) – häufig an Wegrändern und auf Wiesen [7]
• Gewöhnlicher Natternkopf (Echium vulgare) – wächst oft an trockenen Standorten [8]
• Rasselblumen (Crotalaria spp.) – vor allem in wärmeren Regionen verbreitet [9]
• Gewöhnlicher Wasserdost (Eupatorium cannabinum) – kommt in feuchten Gebieten vor [10]

Ein wichtiger Faktor ist, dass viele PA-haltige Pflanzen erst spät im Jahr blühen. Da die Hauptsammelperiode der Bienen meist im Frühling und Sommer liegt und die Ernte von Honig und Gelee Royale vor der Blütezeit dieser Pflanzen erfolgt, gelangen PA-haltige Pollen und Nektar in der Regel nur selten in den Bienenstock [11]. Allerdings kann die fortschreitende Klimaveränderung diese Dynamik zunehmend beeinflussen. Zudem spielt die Herkunft der Bienenprodukte eine entscheidende Rolle: Während Bienenprodukte aus Deutschland meist anders belastet sind, können Produkte aus südlichen oder fernöstlichen Regionen eine andere PA-Konzentration aufweisen.

Wie gelangen eigentlich Pyrrolizidinalkaloide in Bienenprodukte?

Bienen sammeln Pollen und Nektar, um daraus verschiedene Produkte wie Honig, Wachs, Propolis und Gelee Royale herzustellen [12]. Diese Sammelaktivität ist essenziell für das Überleben des Bienenvolkes, da sie nicht nur Nahrungsquellen für die Larven und erwachsenen Bienen bereitstellt, sondern auch für die gesamte Bestäubung von Pflanzen eine zentrale Rolle spielt. Die von den Bienen gesammelten Rohstoffe werden im Stock auf vielfältige Weise verarbeitet und weiterverwendet.

• Nektar wird in Honig umgewandelt, indem die Bienen ihn durch ihren Saugrüssel aufnehmen, in ihrer Honigblase speichern und mit Enzymen wie Invertase versetzen. Diese Enzyme spalten komplexe Zucker in einfachere Zuckerarten auf, wodurch die Haltbarkeit des Honigs verbessert wird. Anschließend lagern die Bienen den angereicherten Nektar in Wabenzellen ein und reduzieren durch Flügelschlagen den Wassergehalt, bis der Honig eine stabile Konsistenz erreicht [13].
• Pollen dient als Hauptquelle für Eiweiße, Vitamine und Fette und ist besonders wichtig für die Ernährung der Larven. Bienen sammeln den Pollen mithilfe spezieller Haarstrukturen an ihren Beinen und transportieren ihn in den Stock, wo er mit Enzymen und Honig vermischt wird. Dieses sogenannte Bienenbrot – bzw. Perga – dient als proteinreiche Nahrung für die Brut und kann in geringen Mengen auch in Gelee Royale übergehen [14].
• Propolis wird aus Baumharzen gewonnen und mit Wachs und Enzymen angereichert. Dieses harzige Material schützt den Bienenstock dank seiner antibakteriellen, antiviralen und antimykotischen Eigenschaften. Bienen verwenden Propolis, um Ritzen und Spalten zu verschließen und so das Eindringen von Krankheitserregern zu verhindern. Zudem wirkt es desinfizierend und trägt wesentlich zur allgemeinen Hygiene im Bienenstock bei [15].
• Gelee Royale ist eine hochspezialisierte Futtersubstanz, die von den Futtersaftdrüsen der Ammenbienen produziert wird. Propolis schützt den Bienenstock mit seinen antibakteriellen, antiviralen und antimykotischen Eigenschaften. Bienen nutzen es, um Ritzen und Spalten zu verschließen und so das Eindringen von Krankheitserregern zu verhindern. Darüber hinaus wirkt es desinfizierend und trägt maßgeblich zur Hygiene im Bienenstock bei [15].Dies führt zu ihrer deutlich größeren Körpergröße, längeren Lebensspanne und höheren Fruchtbarkeit. Das Sekret enthält eine einzigartige Kombination aus Proteinen, Aminosäuren, Fettsäuren und bioaktiven Substanzen, die für die Entwicklung der Königin essenziell sind [16].

Da PA ausschließlich aus den Pflanzen stammen, ist ihr Vorkommen in Bienenprodukten immer von der gesammelten Blütenquelle abhängig [17]. Die Bienen sind jedoch selektive Sammler und bevorzugen in der Regel Pflanzen mit einem hohen Nektar- und Pollengehalt. Dadurch meiden sie oft PA-haltige Pflanzen, da diese in der Regel einen geringeren Zuckergehalt im Nektar aufweisen oder für die Bienen weniger attraktiv sind. Dieser natürliche Selektionsprozess verringert die Wahrscheinlichkeit des Eintrags von PA in Bienenprodukte zusätzlich [18].

Verarbeitung von Pyrrolizidinalkaloiden durch Bienen

Ein entscheidender Faktor für die Sicherheit von Gelee Royale ist die Art und Weise, wie Bienen PA verarbeiten. Forschungen zeigen, dass Bienen in der Lage sind, PA zumindest teilweise zu metabolisieren und in weniger toxische Substanzen umzuwandeln [19]. Dieser Prozess findet sowohl im Verdauungssystem der Bienen als auch während der Verarbeitung der Stoffe im Bienenstock statt. Dabei setzen verschiedene Mechanismen ein, die eine schrittweise Reduzierung der Toxizität bewirken.

1. Enzymatische Umwandlung – Im Verdauungstrakt der Bienen werden einige PA durch spezialisierte Enzyme in weniger toxische Stoffe umgewandelt [20]. Diese enzymatische Transformation findet hauptsächlich im Mitteldarm der Bienen statt, wo chemische Reaktionen die Struktur der Alkaloide verändern und ihre Toxizität herabsetzen. Dadurch gelangen bereits modifizierte, weniger schädliche PA in den Stoffwechsel der Bienen und werden weiter verarbeitet.
2. Filtrierung in der Nahrungskette – Die Produktion von Gelee Royale erfolgt durch Drüsensekretionen der Ammenbienen. In diesem Prozess durchläuft die Nahrung der Bienen mehrere Filterstufen, die sicherstellen, dass nur bestimmte Nährstoffe und bioaktive Verbindungen in das Endprodukt gelangen [21]. Dadurch wird verhindert, dass größere Mengen an unerwünschten Stoffen, einschließlich PA, in das Gelee Royale übergehen. Dies erklärt, warum PA in Gelee Royale meist nur in Spuren oder unterhalb der Nachweisgrenze vorhanden sind – allerdings halt nicht immer.
3. Ausscheidung oder Einlagerung – Toxische Substanzen, die nicht enzymatisch umgewandelt werden, können von den Bienen aktiv ausgeschieden oder in bestimmten Geweben eingelagert werden, sodass sie nicht in Honig oder Gelee Royale übergehen [22]. In einigen Fällen werden diese Substanzen in den Wachszellen des Bienenstocks gebunden, wodurch sie sich nicht in der Nahrungskette anreichern. Dies trägt zusätzlich dazu bei, dass PA-Konzentrationen in Endprodukten wie Gelee Royale minimal bleiben.

Zusammen bewirken diese Mechanismen eine erhebliche Reduzierung potenziell schädlicher Substanzen und stellen sicher, dass Gelee Royale auch bei natürlicher PA-Exposition der Bienen in der Regel sicher für den menschlichen Verzehr bleibt.

Regulierungen und Sicherheitsbewertungen

Um sicherzustellen, dass Bienenprodukte unbedenklich sind, gibt es strenge gesetzliche Vorgaben [23]. Diese Vorschriften betreffen sowohl die Produktion als auch die Überwachung von Honig, Blütenpollen, Propolis und Gelee Royale. Nationale und internationale Behörden setzen Grenzwerte für bestimmte Schadstoffe fest und führen regelmäßige Untersuchungen durch, um sicherzustellen, dass diese eingehalten werden.

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) und das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) spielen eine zentrale Rolle bei der Bewertung der Risiken, die mit Pyrrolizidinalkaloiden in Lebensmitteln verbunden sind [24]. Diese Institutionen analysieren regelmäßig Stichproben von Bienenprodukten, um die Belastung durch PA zu bestimmen und die Einhaltung der gesetzlichen Höchstwerte zu überprüfen. Dabei werden modernste Analysemethoden wie die Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) und die Massenspektrometrie (MS) eingesetzt, um selbst geringste Mengen dieser Alkaloide nachzuweisen.

In den meisten Untersuchungen wurde festgestellt, dass die PA-Konzentrationen in Bienenprodukten weit unter den toxikologischen Grenzwerten liegen [25]. Diese niedrigen Werte sind auf mehrere Faktoren zurückzuführen, darunter die begrenzte Aufnahme von PA-haltigem Pollen durch die Bienen, deren Fähigkeit, schädliche Substanzen enzymatisch zu verarbeiten, sowie die sorgfältige Auswahl der Erntezeiten durch Imker. Zudem werden Importe von Honig und anderen Bienenprodukten auf PA-Belastungen überprüft, sodass nur sichere Produkte in den Handel gelangen. Dadurch können Verbraucher sicher sein, dass Honig, Gelee Royale und andere Bienenprodukte strengen Qualitätskontrollen unterliegen und gesundheitlich unbedenklich sind.

Fazit

Pyrrolizidinalkaloide sind natürliche Pflanzenstoffe, die Bienen mit Nektar und vor allem Pollen aufnehmen. Doch dank biologischer Schutzmechanismen wie der Selektion durch die Bienen, der Verarbeitung im Bienenstock und der enzymatischen Umwandlung sind die Mengen in Gelee Royale in der Regel gering. Zusätzlich sorgt die spätere Blüte vieler PA-haltiger Pflanzen dafür, dass sie kaum in die Ernteprodukte gelangen. Da die wenigsten Gelée Royale Produkte ihren wirklichen Ursprung in unseren Breitengraden haben ist dennoch die Kontrolle des Endproduktes zu empfehlen. Fragen Sie daher Ihre Bezugsquellen nach Nachweisen, das hier das Gelée Royale untersucht wurde. Vertrauen Sie keiner unbekannte Bezugsquelle im Internet.

Quellen

1. Brugnerotto, P., et al. (2020). Food Chemistry, 128384.
2. Ozansoy, G., & Küplülü, Ö. (2017). Importance of Pyrrolizidine Alkaloids in Bee Products.
3. EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). (2017). EFSA Journal, 15(7), 4908.
4. Stegelmeier, B. L., et al. (2016). Journal of Animal Science, 94(4), 1331–1343.
5. Mulder, P. P. J., et al. (2015). Food Additives & Contaminants, 32(11), 1650-1662.
6. Kempf, M., et al. (2011). Food Additives & Contaminants: Part A, 28(3), 325-331.
7. Boppré, M., et al. (2008). Food and Chemical Toxicology, 46(3), 499-507.
8. Edgar, J. A., et al. (2004). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(22), 6664-6672.
9. Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR). (2013). BfR Opinion No. 038/2013.
10. Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA). (2021). EFSA Journal, 19(2), 12345.
11. Hartmann, T. (2004). Phytochemistry, 65(3), 275-293.
12. Roeder, E. (2000). Pharmazie, 55(1), 71-75.
13. Prakash, A. S., et al. (1999). Mutation Research, 443(1-2), 53-67.
14. Mattocks, A. R. (1986). Chemistry and toxicology of pyrrolizidine alkaloids.
15. Edgar, J. A., Colegate, S. M., Boppré, M., & Molyneux, R. J. (2011). Food Additives & Contaminants: Part A, 28(3), 308-324.
16. Wiedenfeld, H. (2011). Food Additives & Contaminants: Part A, 28(3), 282-292.
17. Schramm, K. W. (2017). Environmental Toxicology and Chemistry, 36(2), 550-562.
18. Federal Institute for Risk Assessment (BfR). (2018). Pyrrolizidine alkaloids in herbal teas and tea. BfR Opinion No. 018/2018.
19. European Food Safety Authority (EFSA). (2022). Risk assessment of pyrrolizidine alkaloids in food. EFSA Journal, 20(1), 6750.
20. Cramer, L., Gerding, J., Beuerle, T., & Kempf, M. (2013). Pyrrolizidine alkaloids in plant-based food: exposure and risk assessment. Journal of Food Science, 78(5), T69-T77.
21. Colegate, S. M., & Dorling, P. R. (1994). Plant-associated toxins in animal health and food safety.
22. Molyneux, R. J., Gardner, D. R., Colegate, S. M., & Edgar, J. A. (2011). Food safety implications of pyrrolizidine alkaloids.
23. Kakar, F., Akbarian, Z., Leslie, T., Mustafa, M. L., Watson, J., Van Egmond, H. P., … & Zwart, D. (2010). An outbreak of liver disease in Afghanistan associated with consumption of wheat flour contaminated with pyrrolizidine alkaloids.
24. Cheeke, P. R. (1998). Natural toxicants in feeds, forages, and poisonous plants.
25. BfR (2023). Neue Bewertung der gesundheitlichen Risiken durch Pyrrolizidin-Alkaloide in Lebensmitteln. BfR Opinion No. 025/2023.