Zearalenone (ZEN) and ZEN metabolites in feed, urine and bile of sows: Analysis, determination of the metabolic profile and evaluation of the binding forms

Ueberschär, Karl-Heinz; Brezina, Ulrike; Dänicke, Sven GND

Zur Extraktion von Zearalenon (ZEN) aus Futter wurde eine neue Methode auf alkalischer Grundlage entwickelt. Damit wurde die Effektivität der Extraktion um 7 bis 56 % gesteigert. Die Zugabe von ß-Glucosidase erhöhte nicht die analysierten ZEN-Konzentrationen, was auf zu vernachlässigende Konzentrationen von ZEN-ß-Glucosiden hinweist. Harn- und Galleproben von Sauen wurden mit HPLC-FLD analysiert, nachdem die wässrige Lösung mit ß-Glucuronidase/Arylsulfatase behandelt wurde und mittels flüssig-flüssig- Verteilung über eine Kieselgursäule (Extrelut®) und IA-Chromatographie gereinigt wurde. Die Wiederfindungen betrugen 82 bis 99 % für ZEN, a- und ß-Zearalenol (a- und ß-ZEL). Zwischen der ZEN-Konzentration im Futter und den ZEN und a-ZEL-Konzentrationen der Galleproben, die aus einem Versuch mit Sauen stammen, die mit ZEN-kontaminiertem Futter (bis zu 358 ng/g) gefüttert wurden, besteht ein hoch signifikanter Zusammenhang. Im Harn wurde solch eine Abhängigkeit nur für a-ZEL festgestellt. In Galle und Harn waren ZEN und sein Metabolit a-ZEL fast ausschließlich mit Glucuronsäure oder Schwefelsäure konjugiert. Der prozentuale Anteil an freiem ZEN und a-ZEL variierte zwischen 1 und 6 %. Der Anteil an glucuronidiertem ZEN war sowohl in der Galle als auch im Harn der Sauen >95 % und es waren keine sulfatierten Konjugate vorhanden. In der Galle war das Verhältnis von glucuronidiertem zu sulfatiertem a-ZEL 82 zu 17 %, wohingegen im Harn die sulfatierte Form (62 %) gegenüber der glucuronidierten Form (33 %) von a-ZEL vorherrschte.

A new alkaline-based method was developed for extracting zearalenone (ZEN) from feedstuffs. The procedure was shown to increase the extraction efficiency by 7 to 56 %. The addition of ß-glucosidase did not increase the analyzed ZEN concentrations suggesting ZEN-ß-glucosides being of minor importance. Urine and bile samples from sows were analyzed by HPLC-FLD after treating the aqueous solution with ß-glucuronidase/arylsulfatase and cleaning by liquid/liquid partition on a Kieselgur (Extrelut®) column and IA-chromatography. A recovery of 82 to 99 % for ZEN, a- and ß-zearalenol (a- and ß-ZEL) was determined. ZEN and a-ZEL concentrations in bile samples from an experiment with sows fed with ZEN contaminated diets increased significantly with the ZEN concentration of the feed. In urine, such a dependency was found only for a-ZEL. The proportion of a-ZEL of the sum of ZEN and its metabolites (a- and ß-ZEL) increased from 42 to 53 % in bile and from 27 to 49 % in urine (without control groups) with dietary ZEN concentrations, respectively. ZEN and its metabolite a-ZEL were nearly exclusively conjugated to glucuronic acid or sulfuric acid in bile and urine. The percentage of the free, ZEN and a-ZEL varied between 1 and 6 %. The proportion of glucuronidated conjugates of ZEN in bile as well as in urine of sows was >95 % and no sulfated conjugates were present. The relation of glucuronidated to sulfated conjugates of a-ZEL was 82 to 17 % in bile, whereas in urine the sulfated (62 %) form of a-ZEL was predominant to the glucuronidated (33 %) form.

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Ueberschär, Karl-Heinz / Brezina, Ulrike / Dänicke, Sven: Zearalenone (ZEN) and ZEN metabolites in feed, urine and bile of sows: Analysis, determination of the metabolic profile and evaluation of the binding forms. 2016.

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