Aufenthalt am Bundesinstitut für Risikobewertung

AWT Praktikum am Bundesinstitut für Risikobewertung in Berlin vom 8. bis zum 18. April 2019
Ein Bericht von Joost Jensen und Paul Kuhn

Joost und Paul vor dem Logo des BfR in Berlin.

Wir haben in den Osterferien ein Praktikum beim Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) in Berlin absolviert. Dort wurden wir von der Abteilung 8 betreut, die für die Sicherheit in der Nahrungskette zuständig ist.

Unser Arbeitsplatz während des Praktikums.

Die Abteilung 8 ist in fünf verschiedene Fachgruppen aufgeteilt, die in verschiedenen Themenbereichen forschen. Bei dem Praktikum konnten wir uns einen Einblick in die einzelnen Fachgruppen verschaffen und lernen, was in den einzelnen Fachgruppen erforscht und bearbeitet wird. Dem entsprechend waren wir jeden Tag bei einer anderen Fachgruppe und uns wurde die vielfältige Arbeit am BfR in vielen Facetten demonstriert. Zu den Hauptaufgaben gehört es bestehende gesundheitliche Risiken zu bewerten, neue Risiken zu entdecken und die Erarbeitung von Empfehlungen zur Risikobegrenzung, die Kommunikation dieses Prozesses, sowie die wissenschaftliche Beratung politischer Entscheidungsträger.

Am ersten Tag sollten wir das BfR kennenlernen. Dazu haben wir einen Aufgabenzettel mit Aufgaben zum BfR bekommen, zu den wir recherchieren sollten. Im Anschluss sahen wir eine Präsentation zum internen Netzwerk des BfR.

Den folgenden Tag besuchten wir die Fachgruppe 82, die sich mit Kontaminanten beschäftigt. Kontaminanten sind unerwünschte Stoffe, die zu einer Verunreinigung eines anderen Stoffes führen. Dort erhielten wir eine Einführung in das Labor, sowie eine Sicherheitseinweisung. Da wir noch minderjährig waren und das BfR keinen Bildungsauftrag hat, durften wir bei allen Experimenten nur zusehen und selber nur mit Wasser pipettieren. Wir konnten beim Experiment einer Studentin zusehen, die sich mit der Berg-Arnika beschäftigt, die für Medikamente gebraucht wird, jedoch unter Naturschutz steht. Sie wächst nur in den Gebirgen Europas. Das Ziel der Studentin war es, die Pflanze auf ihre einzelnen für Medikamente wichtigen Bestandteile zu untersuchen, um nach einer Pflanze suchen zu können, die anstelle der Arnika für diese Medikamente benutzt werden kann. Deshalb zerkleinerte sie die Pflanze für die weitere Bearbeitung mit flüssigem Stickstoff.

Die Fachgruppe 81, die sich mit Rückständen beschäftigt, erkundeten wir am dritten Tag. Beim vorgestellten Experiment in der Abteilung wurden verschiedene Fette nach PCB (Polychlorierte Biphenyle) und Dioxinen untersucht. PCB sind giftige und krebsauslösende organische Chlorverbindungen und Dioxine organische Schadstoffe, die in der Umwelt kaum abgebaut werden. Die verschiedenen Fette, die vorab gefriergetrocknet worden sind, wurden abgewogen und in Glasrohre gefüllt, in denen sich zum Filtern Watte und Seesand befand. Darüber wurde dann ein Lösungsmittel aus Cyclohexan und Dichlormethan in einem Verhältnis 1:1 gegossen, um die Fette lösen zu können. Diese sickerten dann durch den Seesand und die Watte in einen Kolben, wo dann das Lösungsmittel nach einiger Zeit verdampfte. Die gelösten Fette wurden dann mit Hexan als weiteres Lösungsmittel in eine Carbonsäule gegeben, wo sie dann durchsickerten. Zuletzt wurde daran eine Aluminiumsäule angeschlossen und alles in eine Maschine gelegt, welche dann die Dioxine und PCB aus den Fetten gelöst hat.

Säulenchromatographie
Miura Maschine

Nach den Experimenten mit den Fetten haben wir zugesehen, wie ein Massenspektrometer gereinigt und dafür einige Teile auseinandergebaut wurden und auch selber den Liner einer älteren Maschine für Gaschromatographie gewechselt.

HPLC und Massenspektrometer
Ein Quadrupol aus einem Massenspektrometer

Den Donnerstag haben wir in der Fachgruppe 83 verbracht, welche für Produktidentität, Warenketten und Rückverfolgbarkeit zuständig ist. Zuerst haben wir zur Übung Wasser pipettiert, um unsere Pipettiergenauigkeit zu bestimmen. Dazu haben wir Wasser abgewogen, zur präzisen Bestimmung der Dichte die Temperatur im Labor gemessen und danach mithilfe einer Excel-Tabelle überprüft, wie genau wir pipettiert haben. Anschließend haben wir mithilfe einer Maschine die Leitfähigkeit von 1g NaCl in 100ml destilliertem Wasser ermittelt und diese solange weiter verdünnt, bis die Leitfähigkeit einen bestimmten Wert erreicht hat. Da sich die Fachgruppe 83 viel mit Wein beschäftigt, haben wir nach dem Messen der Leitfähigkeit auch etwas mit Wein gearbeitet. Dabei haben wir drei verschiedene Weinproben in NMR-Röhrchen gefüllt und diese dann zum NMR (nuclear magnetic resonance) gebracht, wo die Proben dann später ausgewertet und untersucht wurden. Am Ende des Tages haben wir mithilfe einer kleinen Maschine den pH-Wert von Wasser, destilliertem Wasser, sowie von den drei Weinproben gemessen.

NMR-Röhrchen mit Wein
NMR

Am letzten Tag der ersten Woche haben wir eine kleine Einführung zu dem Projekt „Landnutzungsbezogene Bewertungsverfahren One-Health-Konzepte“ bekommen, das unter anderem dazu dient, den Bleigehalt vor allem in Wildfleisch zu minimieren. Denn beim Wildfleisch gelangt meist durch die verwendeten Geschosse Blei ins Fleisch und somit in die Nahrungskette. Blei schädigt jedoch das zentrale und das periphere Nervensystem, beeinträchtigt die Blutbildung und führt zu Magen-Darm-Beschwerden und Nierenschäden. Außerdem sind ist es fortpflanzungsgefährdend und krebserzeugend. Schwere Bleivergiftungen können auch zum Koma oder zum Tod durch Kreislaufversagen führen. Jeder Mensch sollte also versuchen, auf die Aufnahme von Blei zu achten, indem er nicht zu viel Wildbret verzehrt. Außerdem sollte er prüfen, ob im eigenen Haus Bleileitungen verbaut sind.

Uns wurde auch das 3R-Prinzip erklärt. Das Ziel des Prinzips ist es, Tierversuche vollständig zu vermeiden (Replacement) und die Zahl der Tiere (Reduction) und ihr Leiden (Refinement) in Versuchen zu minimieren. Heutzutage ist das 3R-Prinzip Grundlage für die Tierschutzpolitik und wird in vielen Ländern angewandt.

Ein weiteres gesundheitliches Risiko für Menschen stellt Hepatitis E in Wildbret dar. Während unseres Praktikums haben wir herausgefunden, dass Hepatitis E in Asien stark verbreitet ist. Infektionen sind durch den Verzehr von infiziertem Schweinefleisch sowie durch fäkal verunreinigtes Wasser und durch andere infizierte Menschen möglich. Lange galt Hepatitis E nur als Krankheit, die man sich bei Reisen nach Asien zuzieht, da dort die Infektion durch verunreinigtes Wasser am wahrscheinlichsten ist. Mittlerweile wurde allerdings herausgefunden, dass eine Infektion auch durch Schweine- oder Wildfleisch möglich ist. 2018 sind in Deutschland 3386 Fälle von Hepatitis E-Infektionen gemeldet worden. Abgetötet werden kann das Virus im Schweinefleisch durch Durchgaren bzw. Erhitzen auf mehr als 71 °C während einer Zeitdauer von mindestens 20 Minuten.

Zum Abschluss der Woche haben wir einer Präsentation zur Langeweile bei Versuchsmäusen zugehört, in der erklärt wurde, wieso Langeweile schlecht für Versuchsmäuse ist und mit welchen Methoden man dagegen vorgehen kann. Den Forschern ist besonders wichtig, den Versuchsmäusen den Umständen entsprechend ein möglichst gutes Leben zu bieten, welches durch weniger Langeweile definitiv erreicht werden kann. In der Präsentation wurden viele Methoden genannt, mit deren Hilfe herausgefunden werden kann, ob sich eine Maus langweilt und wie wichtig es der Maus ist, sich nicht zu langweilen.

Den ersten Tag der zweiten Woche haben wir damit verbracht, uns über das Thema Ei zu informieren. Dazu wurde uns erklärt, was die aufgedruckte Nummer auf dem Ei bedeutet, welche verschiedenen Ei-Größen es gibt, wie Hühner gehalten werden, was zum Schutz von Hühnern unternommen wird und wie Hühner gezüchtet werden.

Legehennen werden entweder in ökologischer Freilandhaltung, Freilandhaltung, Bodenhaltung oder ausgestalteter Käfighaltung gehalten. Die letzte Form wird ab dem Jahr 2025 in der EU verboten werden. Es gibt auch normale Käfighaltung, die aber bereits seit 2009 in der EU verboten ist. In Deutschland befinden sich über die Hälfte der Legehennen in Bodenhaltung. Am zweithäufigsten ist die Freilandhaltung anzutreffen. Weniger häufig trifft man Hennen in ökologischer Freilandhaltung an, am seltensten in ausgestalteter Käfighaltung.

Zum Schutz der Hühner wird, abgesehen vom kompletten Verbot der Käfighaltung ab dem Jahr 2025, auch nach Möglichkeiten gesucht, männliche Küken nicht nach dem Schlüpfen töten zu müssen. Dazu hat das Unternehmen „respeggt“ eine Methode entwickelt, befruchtete Bruteier vor dem Schlüpfen mithilfe eines Markers zu überprüfen. Dadurch können männliche und weibliche Bruteier unterschieden werden. Die männlichen Bruteier werden dann zu Futtermittel weiterverarbeitet und die weiblichen werden ausgebrütet. Somit müssen keine männlichen Küken getötet werden, wie es sonst der Fall wäre.

Bei der Züchtung von Hühnern wird zwischen Masthühnern und Legehennen unterschieden. Die Masthühnchen werden nach dem Schlüpfen 28 Tage lang gemästet und dann bei einem Mastgewicht von etwa 1,5kg geschlachtet. Selten werden die Masthühner auch länger gehalten, wodurch sie bis zu 2kg wiegen können. Die Legehennen werden nicht so schwer, weil sie gezüchtet werden, um Eier zu legen. Eine Legehenne kann bis zu 300 Eier im Jahr legen und lebt in einem Stall mit bis zu 200.000 weiteren Hennen. Bei den Legehennen dauert es nach dem Schlüpfen 4 bis 7 Monate, bis sie Eier legen können. Sie werden nach etwa 1,5 Jahren geschlachtet, weil sie ab dem Alter weniger und schlechtere Eier legen. Die Hennen werden dann als Suppenhühner verkauft. Abschließend bekamen wir noch Informationen zur Warenkette des Eies von der Legehenne bis zum Verkauf des Eies im Supermarkt.

Am folgenden Tag waren wir in der Fachgruppe 85, die für die Risikobewertung der Pyrrolizidinalkaloiden (PA) zuständig ist. Zuerst erhielten wir viele Informationen über die PA, anschließend sollten wir selber dazu recherchieren. PA werden von Pflanzen als sekundärer Inhaltsstoff gebildet, um Fressfeinde abzuschrecken. Gefährlich sind dabei die 1,2-ungesättigten Pyrrolizidinalkaloide. Diese kommen vor allem in Kräutertee, schwarzem und grünem Tee, sowie in Honig vor. Eine zu große Dosis von PA kann krebserzeugend und erbgutverändernd sein und zu Leberschäden führen. Kinder, Stillende und Schwangere sind besonders betroffen. Eine zu hohe Aufnahme von PA ist jedoch bei normalen Erwachsenen fast komplett auszuschließen, da die Dosis in den genannten Lebensmitteln so klein ist, dass es Erwachsenen kaum möglich ist so viele PA zu sich zu nehmen. Kindern und Säuglingen ist es jedoch schon möglich, zu viel PA zu sich zu nehmen.

Nach den PA haben wir noch viel über Chromatographie, dabei vor allem über die HPLC (high performance liquid chromatography), erfahren.

HPLC (high pressure liquid chromatography)

Bei der Fachgruppe 85 werden Pflanzen mithilfe der HPLC auf ihren PA-Gehalt untersucht. Dazu werden die Pflanzenstoffe mithilfe von verschiedenen chemischen Verfahren extrahiert und anschließend im mithilfe der HPLC und einem Massenspektrometer gemessen. Am Rechner werden dann die Werte graphisch dargestellt, sodass man daraus den PA-Gehalt im Stoff bestimmen kann.

Wir finden, dass das Praktikum auf jeden Fall sehr lohnenswert ist, da wir einen umfangreichen Einblick in die Forschung und die Arbeit beim BfR in verschiedenen Fachgruppen bekommen haben und sehen konnten, wie im Labor gearbeitet wird.

Nach Abschluss unseres Praktikums  möchten wir uns bei den Auricher Wissenschaftstagen und dem Bundesinstitut für Risikobewertung in Berlin ganz herzlich für diese beeindruckende Zeit bedanken.

Text und Fotos: Joost Jensen und Paul Kuhn

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