FACHSYMPOSIUM SICHERE LEBENSMITTEL - ERNÄHRUNGSSICHERUNG & ERNÄHRUNGSSICHERHEIT, AGES LINZ, 30.Juni 2011 Vortrag: Karl Aichberger, Leiter des Zentrums für Analytik und Mikrobiologie (AGES Linz, Landwirtschaft)

1. Kontaminanten in der landwirtschaftlichen
Produktion
Schwermetalle, Zoonosen
Dr. Karl Aichberger
AGES Fachsymposium „Sichere Lebensmittel“,
AGES Linz, 30. Juni 2011
www.ages.at Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH

2. Schwermetalle in der landw.
Produktion (Stoffkreislauf)
Mensch
Abfall-
Lebensmittel stoffe
tierischen Ursprungs ZYKLUSBEGINN
Wirts
chaft
s-
düng
er Boden, Standort
Landw. Nutztiere Bodeneigenschaften
Pflanzliche
Lebensmittel
Futtermittel
Ziel: „GESUNDHEIT“ von
Ergänzungs-FM Pflanze, Tier und Mensch Düngung,
Mineralfutter Pflanzenernährung
Vermeidung
der Anreicherung von
Pflanzliche Kontaminanten/Schwermetallen
Ernteprodukte
Förderung
ernährungsrelevanter
Spurenelementen in Futter- Bodenbearbeitung,
und Nahrungsmittel Fruchtfolge
Pflanzenschutz
Saatgut / Sorte
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3. Quellen / Ursachen für Schwermetalle
im landwirtschaftlichen Stoffkreislauf
•Luftdeposition (Verkehr, Industrie, Verbrennung)
•Boden (geologisches Substrat )
•Düngemittel (Mineraldünger, Hofdünger)
•Abfallstoffe (Klärschlamm, Kompost)
•Pflanzenschutzmittel
•(Mineral)-Futtermittel (über tierische Ausscheidungen)
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4. Schwermetallgehalte landw. Böden
Österreichs (mg/kg; 0-20 cm;)
Element Min Max Median Richt-/
Grenzwert
Cu 9 1725 21 100
Zn 10 5807 79 300
Co 1 47 9,5 50
Cr 5 221 37 100
Ni 7 1430 25 60
As 3,5 434 8,8 20
Pb 8 14970 19 100
Cd 0,1 28 0,23 1
Hg 0,05 21 0,15 1
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5. Soil Surveys in Austria
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6. Mittlere Schwermetallgehalte der
wichtigsten Mineraldünger (mg/kg)
n Cu Zn Ni Cr Pb Cd
K-Dünger 20 0,8 1,5 1,9 0,6 0,1 0,08
Kalkammonsalpeter 29 0,8 4,1 2,5 1,2 1,1 0,12
Düngerkalke 74 1,7 5,4 2,1 2,2 2,1 0,22
NPK-Dünger 319 11 78 5,8 17 1,2 0,97
Superphosphat 19 13 160 22 98 5,9 5,4
Triplephosphat 81 20 301 27 177 2,6 14,4
Thomasmehl 32 20 157 10 297 8,8 4,0
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7. Schwermetallgehalte in
Wirtschaftsdüngern (mg/kg)
730 1270
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Rindermist Schweinemist Geflügelmist Rindergülle Schweinegülle
Zn Cu Ni Cr Pb Cd
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8. Schwermetalleinträge in den Boden
(g.ha-1.a-1)
Art des Eintrages Cd Ni Cr Pb Cu Zn
Luftdeposition (Ackerflächen) 1) 2,2 53 15 27 103 330
Mineraldünger 2) 0,7 4 11 2 7 52
Wirtschaftsdünger (2-3 t TS) 3) 1,0 16 20 10 174 640
Kompost (8 t TS) 4) 3,5 160 220 310 345 1600
Klärschlamm (2,5 t TS) 5) 3,3 65 100 140 500 2250
Gehalte im Boden ( ha . 20 cm ) 600 75000 105000 6000 60000 180000
1) Spiegel, 2003a
2,3) Dachler u. Kernmayer, 1997
4,5) Zessner u. Aichberger, 2003
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9. Schwermetallgehalte in Pflanzen
Element Konzentration
(mg/kg)
•Standort / Bodeneigenschaften
Zink 20 - 100
•Pflanzenart / Pflanzenfamilie Kupfer 3 - 12
Nickel 0,2 - 2
•Vegetationszeitpunkt Chrom 0,1 - 0,5
Cobalt 0,2 - 2
•Transferfaktoren
Molybdän 0,1 - 4
Blei 0,1 - 0,5
Cadmium 0,05 - 1
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10. Schwermetall-Transferfaktoren
Boden : Pflanze
10
4
2 2 2
1
0,5 0,5
0,2
0,2 0,2 0,2 0,1 0,1
0,1
0,05
0,05 0,05 0,02 0,02
0,02
0,01
0,01 0,01
0,005
0,003
0,002 0,002
0,001
Mo Zn Cd Mn Cu Tl Ni Co Hg Pb Cr V
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11. Cd-Gehalte in Weizen und Kartoffel in
Abhängigkeit von der Sorte
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12. Häufigkeitsverteilung der Pb- und Cd-
Gehalte von Futtermittelkontrollproben
Blei Cadmium
PB
200 200
100 100
Häufigkeit
Häufigkeit
Std.abw. = 2,27 Std.abw. = ,73
Mittel = 1,73 Mittel = ,40
0 N = 311,00 N = 311,00
0
0,
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
10
11 0
12 0
13 0
14 0
15 0
0,
,5
1,
1,
2,
2,
3,
3,
4,
4,
5,
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
,0
,0
,0
,0
,0
,0
00
0
00
50
00
50
00
50
00
50
00
0
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13. Schwermetallgehalte der wichtigsten
Futtermitteltypen
Vormischungen > MineralFM > ErgänzungsFM > AlleinFM
Cd (mg/kg) n MW Med Min-Max HW
AlleinFM 95 0,12 0,08 <0,1 - 1,1 0,5-1
ErgänzungsFM 206 0,16 0,11 <0,1 - 1,0 0,5
Ausgangsprod. 17 0,77 0,45 <0,1 - 4,5 1,0
MineralFM 139 1,14 0,90 <0,1 - 5,2 5,0
Vormischungen 7 0,47 0,42 <0,1 - 1,0 15
Pb (mg/kg) n MW Med Min-Max HW
AlleinFM 84 0,65 0,33 <0,2 – 5,8 5
ErgänzungsFM 190 0,71 0,50 <0,2 – 5,9 10
Ausgangsprod. 6 4,18 3,60 1,0 – 10,0 10
MineralFM 175 4,3 4,0 <0,2 - 16 15
Vormischungen 14 13,8 8,8 3,5 - 46 200
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14. Anzahl der Untersuchungen auf As, Pb,
Hg, Cd und F (2005-2010)
Jahr As Pb Hg Cd F
2005 283 (1) 434 (0) 107 (0) 434 (0) 109 (0)
2006 198 (0) 353 (1) 88 (0) 353 (0) 33 (0)
2007 341 (0) 396 (0) 160 (0) 280 (0) 50 (0)
2008 741 (2) 608 (0) 320 (0) 608 (1) 59 (0)
2009 273 (0) 739 (2) 120 (0) 739 (1) 111 (1)
2010 24 (0) 492 (1) 53 (0) 491 (1) 244 (0)
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15. Höchstgehalte für unerwünschte
Elemente in Futtermitteln (mg/kg)
Alleinfutter- Ergänzungs- Mineral- Gesetzliche
mittel futtermittel futtermittel Grundlage
Blei 5 10 15 RL
2005/87/EG
0,5 – 2 0,5 -2 5 – 7,5 RL
Cadmium 2005/87/EG
Queck- 0,1 – 0,4 0,2 - RL
silber 2005/87/EG
Arsen 2–4 4 12 RL
2002/32/EG
Fluor 150 500 (< 4 %P) - RL
125 je %P 2008/76/EG
(> 4 % P)
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16. ZOONOSEN
• Salmonellen sind bedeutende Zoonosenerreger und können über
tierische Produkte (Eier, Fleisch) Menschen infizieren
• Als eine mögliche Infektionsquelle für Nutztiere kommen
kontaminierte Futtermittel in Betracht
• Eintrag von Salmonellen in Futtermittel erfolgt oft über gering
kontaminierte Ausgangsrohstoffe
• Ölsaaten (Soja, Raps, Sonnenblumen) und daraus gewonnene
Nebenerzeugnisse oder auch Fischmehl sind als potentielle
Eintragsquellen von Salmonellen in Futter zu bewerten
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17. FM-Überwachung, Salmonellen
Vergleich 1998-2002, 2003-07 vs. 2008-10:
Proben FMK Proben 1998-2002 Proben 2003-2007 Proben 2008-2010
tested pos % tested pos % tested pos %
Einzel-FM tier.
Fischmehl 94 14 14,9% 41 4 9,8% 55 0
3,4%
Tiermehl 4 2
Einzel-FM pfl.
Getreide 57 1 1,8% 87 1 1,1% 10 0
Ölsaaten 222 24 10,8% 316 15 4,7% 238 5 2,1%
Mischfutter
Rinder 17 0 75 0 35 0
Schweine 46 2 4,3% 90 2 2,2% 153 1 0,7%
Geflügel 622 26 4,2% 1023 6 0,6% 404 1 0,3%
Durch das BAES werden im Rahmen der amtlichen Kontrolle (risikobasierter Kontrollplan) sowohl die
Ausgangsrohstoffe (Einzelfuttermittel) als auch die damit produzierten Mischfuttermittel beprobt und auf Salmonellen
getestet. Zusätzlich werden die Betriebe hinsichtlich ihrer internen Abläufe, Verfahrensschritte und
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Eigenkontrollmaßnahmen überwacht. Ernährungssicherung & Ernährungssicherheit

18. Zusammenfassung - Schwermetalle
•Die moderne Analytik ermöglicht den Nachweis von SM in allen
Bereichen der landwirtschaftlichen Produktion bzw. des Stoff-
kreislaufs
•Monitoring und Kontrolle von Böden, landw. Betriebsmitteln
(Düngemittel, Abfallstoffen, Futtermittel) und Ernteprodukten
soll mögliche SM- Anreicherungen (Kontaminationen) aufzeigen
bzw. verhindern
•Futtermittel sind allgemein sehr gering mit toxischen Elementen
belastet und die gesetzlichen Höchstwerte für PB, Cd, Hg und As
werden nur in Ausnahmefällen überschritten
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19. Zusammenfassung – Zoonosen
• Kontaminationsrate durch Salmonellen ist in Futtermittel bei allen
Kategorien (industr. Produktion) erheblich zurückgegangen
• Im Kontrollzeitraum 2008 – 2010 waren bei etwa 900 untersuchten
Proben nur in neun Proben Salmonellen nachweisbar
• Reduktion der Nachweisrate infolge gesetzl. Vorgaben: verstärkte
Eigenkontrolle der FM- Hersteller, HACCP-Grundsätze, Aufbewahrung
Rückstellmuster, Hygienemaßnahmen
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20. Kontaminanten in der landwirtschaftlichen
Produktion
Schwermetalle, Zoonosen
Dr. Karl Aichberger
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AGES Linz, 30. Juni 2011
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21. Schwermetalle in der landw.
Produktion (Stoffkreislauf)
Mensch
Abfall-
Lebensmittel stoffe
tierischen Ursprungs ZYKLUSBEGINN
Wirts
chaft
s-
düng
er Boden, Standort
Landw. Nutztiere Bodeneigenschaften
Pflanzliche
Lebensmittel
Futtermittel
Ziel: „GESUNDHEIT“ von
Ergänzungs-FM Pflanze, Tier und Mensch Düngung,
Mineralfutter Pflanzenernährung
Vermeidung
der Anreicherung von
Pflanzliche Kontaminanten/Schwermetallen
Ernteprodukte
Förderung
ernährungsrelevanter
Spurenelementen in Futter- Bodenbearbeitung,
und Nahrungsmittel Fruchtfolge
Pflanzenschutz
Saatgut / Sorte
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22. Quellen / Ursachen für Schwermetalle
im landwirtschaftlichen Stoffkreislauf
•Luftdeposition (Verkehr, Industrie, Verbrennung)
•Boden (geologisches Substrat )
•Düngemittel (Mineraldünger, Hofdünger)
•Abfallstoffe (Klärschlamm, Kompost)
•Pflanzenschutzmittel
•(Mineral)-Futtermittel (über tierische Ausscheidungen)
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23. Schwermetallgehalte landw. Böden
Österreichs (mg/kg; 0-20 cm;)
Element Min Max Median Richt-/
Grenzwert
Cu 9 1725 21 100
Zn 10 5807 79 300
Co 1 47 9,5 50
Cr 5 221 37 100
Ni 7 1430 25 60
As 3,5 434 8,8 20
Pb 8 14970 19 100
Cd 0,1 28 0,23 1
Hg 0,05 21 0,15 1
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24. Soil Surveys in Austria
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25. Mittlere Schwermetallgehalte der
wichtigsten Mineraldünger (mg/kg)
n Cu Zn Ni Cr Pb Cd
K-Dünger 20 0,8 1,5 1,9 0,6 0,1 0,08
Kalkammonsalpeter 29 0,8 4,1 2,5 1,2 1,1 0,12
Düngerkalke 74 1,7 5,4 2,1 2,2 2,1 0,22
NPK-Dünger 319 11 78 5,8 17 1,2 0,97
Superphosphat 19 13 160 22 98 5,9 5,4
Triplephosphat 81 20 301 27 177 2,6 14,4
Thomasmehl 32 20 157 10 297 8,8 4,0
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26. Schwermetallgehalte in
Wirtschaftsdüngern (mg/kg)
730 1270
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Rindermist Schweinemist Geflügelmist Rindergülle Schweinegülle
Zn Cu Ni Cr Pb Cd
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27. Schwermetalleinträge in den Boden
(g.ha-1.a-1)
Art des Eintrages Cd Ni Cr Pb Cu Zn
Luftdeposition (Ackerflächen) 1) 2,2 53 15 27 103 330
Mineraldünger 2) 0,7 4 11 2 7 52
Wirtschaftsdünger (2-3 t TS) 3) 1,0 16 20 10 174 640
Kompost (8 t TS) 4) 3,5 160 220 310 345 1600
Klärschlamm (2,5 t TS) 5) 3,3 65 100 140 500 2250
Gehalte im Boden ( ha . 20 cm ) 600 75000 105000 6000 60000 180000
1) Spiegel, 2003a
2,3) Dachler u. Kernmayer, 1997
4,5) Zessner u. Aichberger, 2003
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28. Schwermetallgehalte in Pflanzen
Element Konzentration
(mg/kg)
•Standort / Bodeneigenschaften
Zink 20 - 100
•Pflanzenart / Pflanzenfamilie Kupfer 3 - 12
Nickel 0,2 - 2
•Vegetationszeitpunkt Chrom 0,1 - 0,5
Cobalt 0,2 - 2
•Transferfaktoren
Molybdän 0,1 - 4
Blei 0,1 - 0,5
Cadmium 0,05 - 1
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29. Schwermetall-Transferfaktoren
Boden : Pflanze
10
4
2 2 2
1
0,5 0,5
0,2
0,2 0,2 0,2 0,1 0,1
0,1
0,05
0,05 0,05 0,02 0,02
0,02
0,01
0,01 0,01
0,005
0,003
0,002 0,002
0,001
Mo Zn Cd Mn Cu Tl Ni Co Hg Pb Cr V
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30. Cd-Gehalte in Weizen und Kartoffel in
Abhängigkeit von der Sorte
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31. Häufigkeitsverteilung der Pb- und Cd-
Gehalte von Futtermittelkontrollproben
Blei Cadmium
PB
200 200
100 100
Häufigkeit
Häufigkeit
Std.abw. = 2,27 Std.abw. = ,73
Mittel = 1,73 Mittel = ,40
0 N = 311,00 N = 311,00
0
0,
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
10
11 0
12 0
13 0
14 0
15 0
0,
,5
1,
1,
2,
2,
3,
3,
4,
4,
5,
00
00
00
00
00
00
00
00
00
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,0
,0
,0
,0
,0
,0
00
0
00
50
00
50
00
50
00
50
00
0
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32. Schwermetallgehalte der wichtigsten
Futtermitteltypen
Vormischungen > MineralFM > ErgänzungsFM > AlleinFM
Cd (mg/kg) n MW Med Min-Max HW
AlleinFM 95 0,12 0,08 <0,1 - 1,1 0,5-1
ErgänzungsFM 206 0,16 0,11 <0,1 - 1,0 0,5
Ausgangsprod. 17 0,77 0,45 <0,1 - 4,5 1,0
MineralFM 139 1,14 0,90 <0,1 - 5,2 5,0
Vormischungen 7 0,47 0,42 <0,1 - 1,0 15
Pb (mg/kg) n MW Med Min-Max HW
AlleinFM 84 0,65 0,33 <0,2 – 5,8 5
ErgänzungsFM 190 0,71 0,50 <0,2 – 5,9 10
Ausgangsprod. 6 4,18 3,60 1,0 – 10,0 10
MineralFM 175 4,3 4,0 <0,2 - 16 15
Vormischungen 14 13,8 8,8 3,5 - 46 200
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33. Anzahl der Untersuchungen auf As, Pb,
Hg, Cd und F (2005-2010)
Jahr As Pb Hg Cd F
2005 283 (1) 434 (0) 107 (0) 434 (0) 109 (0)
2006 198 (0) 353 (1) 88 (0) 353 (0) 33 (0)
2007 341 (0) 396 (0) 160 (0) 280 (0) 50 (0)
2008 741 (2) 608 (0) 320 (0) 608 (1) 59 (0)
2009 273 (0) 739 (2) 120 (0) 739 (1) 111 (1)
2010 24 (0) 492 (1) 53 (0) 491 (1) 244 (0)
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34. Höchstgehalte für unerwünschte
Elemente in Futtermitteln (mg/kg)
Alleinfutter- Ergänzungs- Mineral- Gesetzliche
mittel futtermittel futtermittel Grundlage
Blei 5 10 15 RL
2005/87/EG
0,5 – 2 0,5 -2 5 – 7,5 RL
Cadmium 2005/87/EG
Queck- 0,1 – 0,4 0,2 - RL
silber 2005/87/EG
Arsen 2–4 4 12 RL
2002/32/EG
Fluor 150 500 (< 4 %P) - RL
125 je %P 2008/76/EG
(> 4 % P)
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35. Schlussfolgerung - Schwermetalle
•Die moderne Analytik ermöglicht den Nachweis von SM in allen
Bereichen der landwirtschaftlichen Produktion bzw. des Stoff-
kreislaufs
•Monitoring und Kontrolle von Böden, landw. Betriebsmitteln
(Düngemittel, Abfallstoffen, Futtermittel) und Ernteprodukten
soll mögliche SM- Anreicherungen (Kontaminationen) aufzeigen
bzw. verhindern
•Futtermittel sind allgemein sehr gering mit toxischen Elementen
belastet und die gesetzlichen Höchstwerte für PB, Cd, Hg und As
werden nur in Ausnahmefällen überschritten
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36. ZOONOSEN
• Salmonellen sind bedeutende Zoonosenerreger und können über
tierische Produkte (Eier, Fleisch) Menschen infizieren
• Als eine mögliche Infektionsquelle für Nutztiere kommen
kontaminierte Futtermittel in Betracht
• Eintrag von Salmonellen in Futtermittel erfolgt oft über gering
kontaminierte Ausgangsrohstoffe
• Ölsaaten (Soja, Raps, Sonnenblumen) und daraus gewonnene
Nebenerzeugnisse oder auch Fischmehl sind als potentielle
Eintragsquellen von Salmonellen in Futter zu bewerten
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37. FM-Überwachung, Salmonellen
Vergleich 1998-2002, 2003-07 vs. 2008-10:
Proben FMK Proben 1998-2002 Proben 2003-2007 Proben 2008-2010
tested pos % tested pos % tested pos %
Einzel-FM tier.
Fischmehl 94 14 14,9% 41 4 9,8% 55 0
3,4%
Tiermehl 4 2
Einzel-FM pfl.
Getreide 57 1 1,8% 87 1 1,1% 10 0
Ölsaaten 222 24 10,8% 316 15 4,7% 238 5 2,1%
Mischfutter
Rinder 17 0 75 0 35 0
Schweine 46 2 4,3% 90 2 2,2% 153 1 0,7%
Geflügel 622 26 4,2% 1023 6 0,6% 404 1 0,3%
Durch das BAES werden im Rahmen der amtlichen Kontrolle (risikobasierter Kontrollplan) sowohl die
Ausgangsrohstoffe (Einzelfuttermittel) als auch die damit produzierten Mischfuttermittel beprobt und auf Salmonellen
getestet. Zusätzlich werden die Betriebe hinsichtlich ihrer internen Abläufe, Verfahrensschritte und
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Eigenkontrollmaßnahmen überwacht. Ernährungssicherung & Ernährungssicherheit

38. Schlussfolgerung – Zoonosen
• Kontaminationsrate durch Salmonellen ist in Futtermittel bei allen
Kategorien (industr. Produktion) erheblich zurückgegangen
• Im Kontrollzeitraum 2008 – 2010 waren bei etwa 900 untersuchten
Proben nur in neun Proben Salmonellen nachweisbar
• Reduktion der Nachweisrate infolge gesetzl. Vorgaben: verstärkte
Eigenkontrolle der FM- Hersteller, HACCP-Grundsätze, Aufbewahrung
Rückstellmuster, Hygienemaßnahmen
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