Quecksilber in Steinpilzen

Steinpilze gehören zu den beliebtesten und am häufigsten verspeisten Wildpilzen. Viele Menschen schätzen sie in der Küche, doch die wenigsten wissen, dass Steinpilze hohe Mengen an Quecksilber und Selen vom Boden aufnehmen können. Selen ist ein essentielles Spurenelement und damit wichtig für unsere Gesundheit, aber Quecksilber ist ein giftiges Schwermetall, und eine gesundheitliche Gefährdung bei extremem Pilzkonsum kann nicht ausgeschlossen werden. Obwohl die Anreicherung von Quecksilber und Selen unter Forschern schon lange bekannt ist, gab es bis jetzt kaum Versuche dieses Phänomen näher zu untersuchen. Im ersten Teil dieses Projekts (in der Gruppe von Prof. Frank Vanhaecke, Ghent University, Belgien) wird die Verteilung von Quecksilber und Selen in Steinpilzen mittels Laser Ablation gekoppelt mit induktiv gekoppeltem Plasma Massenspektrometrie (ICPMS) im Mikrometerbereich untersucht (1000 Mikrometer ist ein Millimeter). Ziel ist es herauszufinden, ob die Elemente gleichmäßig im Pilz verteilt sind, oder ob diese zu einem bestimmten Ort transportiert werden, wie zum Beispiel zu den Sporen oder in die äußerste Schicht der Pilzkappe. Für den Konsumenten ist diese Information von großer Bedeutung, da das Entfernen dieser Teile die Quecksilberkonzentration schon vor dem Kochen klar reduzieren würde. Des Weiteren könnte ein gemeinsames Auftreten von Quecksilber und Selen auf Interaktionen der beiden Elemente und eine mögliche Entgiftung von Quecksilber hindeuten. Im zweiten Teil des Projektes werden die Verhältnisse der natürlichen stabilen Isotope des Quecksilbers mit Multikollektor ICPMS bestimmt. Die Isotopenverhältnisse können in verschiedenen Böden und Bodenschichten minimal anders sein, und werden auch von (bio)chemischen Reaktionen beeinflusst. Die Ergebnisse können dafür verwendet werden, um die geografische Herkunft der Pilze einzuschränken und die Bodenschicht zu identifizieren, von der die Pilze das Quecksilber aufnehmen. Außerdem werden wir die (bio)chemischen Reaktionen von Quecksilber in den Pilzen und die Transportwege des Elements in der Umwelt besser verstehen können. Während der Rückkehrphase in der Gruppe von Prof. Walter Goessler, Universität Graz, wird Hochleistungsflüssigkeitschromatographie gekoppelt mit ICPMS verwendet werden, um die chemischen Formen von Quecksilber und Selen in Steinpilzen zu bestimmen. Dadurch werden wir einen besseren Einblick in die Interaktionen und Transformationen der beiden Elemente bekommen um eine mögliche Belastung der Pilzliebhaber durch Konsumation von Steinpilzen besser beurteilen können. In diesem Projekt werden modernste Technologien verwendet, um die Aufnahme und Verteilung von Quecksilber in Steinpilzen näher zu beleuchten. Durch die Ergebnisse werden wir den Kreislauf von Quecksilber in unserer Umwelt viel besser verstehen können. Darüber hinaus wird eine bessere Einschätzung der Gesundheitsrisiken durch Quecksilber-anreichernde Pilze möglich sein.

Steinpilze gehören zu den beliebtesten und am häufigsten verspeisten Wildpilzen weltweit. Viele Menschen schätzen sie in der Küche, doch die wenigsten wissen, dass Steinpilze hohe Mengen an Quecksilber und Selen vom Boden aufnehmen können. Selen ist ein essentielles Spurenelement und damit wichtig für unsere Gesundheit, doch Quecksilber ist ein giftiges Schwermetall, und eine gesundheitliche Gefährdung bei extremem Pilzkonsum kann nicht ausgeschlossen werden. Obwohl die Anreicherung von Quecksilber und Selen unter Forschern schon lange bekannt ist, gab es bis jetzt kaum Versuche dieses Phänomen und die dahinter liegenden treibenden Faktoren näher zu untersuchen. Um diese Lücke zu schließen, wurden in diesem Project verschiedene high-end analytische Techniken verwendet, alle basierend auf "induktiv gekoppeltes Plasma - Massenspektrometrie" (Englisch: "inductively coupled plasma mass spectrometry", ICP-MS), um eine Vielzahl an verschiedenen Aspekten rund um Quecksilber und Selen in Pilzen zu erforschen. Die Techniken wurden sorgfältig evaluiert und optimiert, um Daten von höchstmöglicher Qualität zu erhalten. Eines der Hauptziele war die Untersuchung der örtlichen Verteilung von Quecksilber und Selen in Pilzen. Nach Optimierung der Methoden war es möglich, hochauflösende Bilder der beiden Elemente in verschiedenen Teilen von Pilz-Fruchtkörpern zu erzeugen, und diese in weiterer Folge direkt in den Bildern zu quantifizieren (was aktuell immer noch recht heikel ist). Erste Daten deuten darauf hin, dass die äußerste Gewebeschicht der Fruchtkörper viel höhere Quecksilber-Konzentrationen enthält als die inneren Teile. Dies würde bedeuten, dass simples Schälen von Pilzen vor deren Zubereitung das Gesundheitsrisiko für die Konsument*innen signifikant reduzieren könnte. Weiters können solche Untersuchungen nun in viel kürzerer Zeit und mit besserer Bildqualität durchgeführt werden als zuvor. Eine weitere Aufgabe war die Untersuchung der Isotopen-Zusammensetzung von Quecksilber in verschiedenen Teilen der Pilz-Fruchtkörper, da diese durch verschiedene (bio)chemische Reaktionen beeinflusst werden kann. Diese Daten können daher Informationen über Transportwege und die Wirkungsorte von Quecksilber liefern. Die Ergebnisse sind bis jetzt wenig aufschlussreich, werden aber noch gründlichen statistischen Analysen unterzogen. Im letzten Teil des Projektes wurden die chemischen Formen von Quecksilber in Pilzgeweben bestimmt. Dies ist äußerst relevant, da einige Formen (z.B. Methylquecksilber) als giftiger eingestuft werden als andere (z.B. anorganisches Quecksilber). Daher wurden geeignete Methoden entwickelt und optimiert, um Quecksilber aus den Pilzen zu extrahieren und darauffolgend mit chromatographischen Methoden zu analysieren. Laut diesen Untersuchungen enthalten Pilze hauptsächlich anorganisches Quecksilber, und nur sehr wenig der giftigsten Form, Methylquecksilber. Weiters stellte sich heraus, dass einige bestimmte bereits publizierte Extraktionsmethoden in Wahrheit nicht für die Anwendung auf biologische Proben geeignet sind, und dass daher eine neue Begutachtung einiger existierender Daten notwendig sein könnte.