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Untersuchungen von Futtermitteln für Honigbienen sowie die Analyse von möglichen Rückständen von Lithiumchlorid in Bienenprodukten und deren Einfluss auf das Bienenverhalten
Projekt
Förderkennzeichen: BfR-SiN-08-1322-731
Laufzeit: 01.01.2019
- 31.12.2019
Forschungszweck: Experimentelle Forschung
Stichworte: Apis mellifera, Hydroxymethylfurfural, Lithiumchlorid, Varroose-Bekämpfung, Lebenmittelkette
Die Honigbiene (Apis mellifera) zählt zu den wichtigsten landwirtschaftlichen Nutztieren. Neben ihrer Leistung als Bestäuber produziert sie auch Bienenprodukte wie Honig, Wachs und Propolis. Hydroxymethylfurfural, auch 5-Hydroxymethyl-2-furaldehyd, ist eine durch Hitzeeinwirkung entstehende Kontaminante in der Nahrungskette. Beim Erhitzen von kohlenhydrat- bzw. zuckerhaltigen Lebens- und Futtermitteln kommt es vermehrt zur Bildung von Hydroxymethylfurfural (HMF). HMF entsteht dabei durch die thermische Zersetzung von Zuckern (Maillard Reaktion) oder durch säurekatalysierte Dehydratisierung von Hexosen (Kuster 1990, Teixidó et al. 2006). HMF kann aus allen Hexosen entstehen, wird jedoch bevorzugt aus Fructose gebildet. Die HMF-Konzentration steigt mit zunehmender Temperatur an. Neben der Temperatur sind die Art des Zuckers und der pH-Wert entscheidend für die HMF Bildung. Industriell hergestellte Futtermittel für Honigbienen werden in der Regel für die Phase der Überwinterung eingesetzt, um den im Sommer entnommenen Honig durch ein äquivalentes Futter zu ersetzen. Futtersirup ist ein Fertigfutter auf Basis von Rübenzucker. Die Zusammensetzung von industriell gefertigten Futtersirupen für Honigbienen orientiert sich am Zuckerspektrum von Nektar und Blütenhonigen. Fructose, Glucose und Saccharose bilden mit jeweils etwa einem Drittel ein geeignetes Mischungsverhältnis dieser Zucker im Sirup. Unmittelbar nach der Herstellung des Futtersirups für Honigbienen liegen die HMF-Gehalte im Futtersirup in der Regel zwischen 15 und 25 mg/kg. Die Zuckerzusammensetzung und der HMF-Gehalt des Futtersirups verändern sich mit der Zeit und vor allem temperaturabhängig. Vor allem die Temperaturen während des Transports und der Lagerung sind entscheidend für die vermehrte Bildung von HMF. Der HMF-Gehalt im Futtersirup kann von normal niedrigen Ausgangswerten von 25 mg/kg auf mehr als 350 mg/kg ansteigen.
Verschiedene Studien deuten darauf hin, dass erhöhte Gehalte an HMF für Honigbienen toxisch sind, besonders wenn eine lang andauernde Fütterungsperiode (Überwinterungszeit) eine langfristige Exposition mit HMF bedingt. Die durchgeführten Studien zeigen unterschiedliche Ergebnisse zu dosisabhängigen Effekten von HMF auf die Mortalität von Honigbienen. Dennoch belegen die Studien, dass ein steigender HMF-Gehalt zu einer erhöhten Mortalität bei Honigbienen führt (Jachimowicz & El Sherbiny 1975, LeBlanc et al. 2009, Lüken D.J. & van der Ohe, W. 2016). Um einen Anstieg der HMF-Gehalte in den Futtersirupen zu vermeiden, lauten Empfehlungen für den Handel und Transport sowie für die Lagerung eine lange Lagerdauer, direkte Sonneneinstrahlung und Temperaturen über 25 °C zu vermeiden. In der Literatur liegen hierzu jedoch kaum Lagerungsstudien vor. Ein Ziel des Projektes ist es anhand von standardisierten Lagerbedingungen (Parameter: Temperatur, Lagerdauer) ausreichend Daten generieren zu können, um Informationen über den zeit- und temperaturabhängigen Anstieg des HMF-Gehaltes und die damit verbundene Sicherheit von Futtersirup für Honigbienen zu erhalten.
Eine weitere Bedrohung der westlichen Honigbiene stellt der Befall durch die Milbe Varroa destructor dar, auch als Varroose bekannt. Diese Milbe kann Viren wie den Flügeldeformationsvirus übertragen, ein Umstand, welcher mit Völkerverlusten assoziiert ist. Bisher gibt es nur wenige in der EU zugelassene Tierarzneimittel (TAM) zur Behandlung der Varroose. Diese bergen Risiken, so führt eine Anwendung von dem Organophosphat Coumaphos bzw. dem Amidin Amitraz zu Rückständen in Honig und Wachs. Organische Säuren wie beispielsweise Ameisensäure und Oxalsäure sind aufwendig in der Handhabung und führen zu keiner vollständigen Varroadezimierung. Eine im Januar 2018 von der Universität Hohenheim veröffentlichte Studie stellt nun Lithiumchlorid als effektives Salz zur Behandlung der Varroose vor. Dieses Salz ist frei verkäuflich, jedoch nicht als TAM für Bienen zugelassen. Ein Einsatz durch Imker ist wahrscheinlich, wie Anfragen von Imkern bei Bieneninstituten zeigen. Bisher liegen keine Daten zu möglichen Rückständen des Salzes in Bienenprodukten vor. Ein weiteres Ziel des Projektes ist es, einen eventuellen Übergang von Lithiumchlorid in Bienenprodukte zu untersuchen. Dazu sollen Bienenvölker am BfR aufgestellt und zu verschiedenen Zeitpunkten des Bienenjahrs mit unterschiedlichen Mengen Lithiumchlorid behandelt werden. Ein möglicher Übergang von Lithiumchlorid in Honig und Bienenbrot ist zu analysieren. Hierzu soll ein analytisches Verfahren zur Quantifizierung von Lithiumchlorid in Honig und Bienenbrot entwickelt werden. Ein weiteres Ziel ist die Untersuchung der Wirkung von Lithiumchlorid auf das Bienenverhalten mit Hilfe klassischer Konditionierungstests. Zusammenfassend sollen diese Forschungsansätze wichtige Erkenntnisse zum Übergang von Lithiumchlorid in die Nahrungskette liefern. Sie sollen die Basis für eine spätere Risikoabschätzung bilden.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Bienenhaltung und -gesundheit
- Toxikologie
Rahmenprogramm
Förderprogramm
Ausführende Einrichtung
BfR - Abteilung 8: Sicherheit in der Nahrungskette (BfR - SIN)
