Neu entdeckt: Kontamination von pflanzlichen Lebensmitteln mit Perchlorat

Von August 2012 bis Juni 2013 wurden 747 pflanzliche Lebensmittel mit einer am CVUA Stuttgart entwickelten Methode auf Perchlorat untersucht.

 

Etwa 70 % der bislang untersuchten pflanzlichen Proben wiesen keine Kontamination mit Perchlorat auf. Allerdings wurden bei der Analyse von konventionellen Lebensmitteln in 14 von 603 Proben (2,3 %) auffallend hohe Perchloratgehalte (größer 0,1 mg/kg) ermittelt. Bei Proben aus ökologischer Erzeugung wurden in 1,4 % der analysierten Proben Gehalte von 0,1 mg/kg und darüber gefunden.
Am häufigsten waren Blattgemüse, wie Kräuter und Salate, Fruchtgemüse, wie Tomaten und Zucchini, sowie Zitrusfrüchte betroffen. Hier lagen die Gehalte vereinzelt so hoch, dass nach einer Empfehlung des Bundesinstitutes für Risikobewertung (BfR) besonders sensible Bevölkerungsgruppen, wie Kinder nicht mehr ausreichend geschützt werden, da es zu einer reversiblen Hemmung der Jodidaufnahme in die Schilddrüse kommen kann [1].
Unsere Untersuchungsergebnisse deuten darauf hin, dass eine Perchloratkontamination sowohl in der Frucht, als auch vorwiegend auf der Oberfläche vorliegen kann. Dies konnten wir in Verteilungsuntersuchungen am Beispiel von Melonen und einer Grapefruit nachweisen.

 

Lebensmitteln mit überhöhten Perchlorat-Gehalten sind wegen gesundheitlicher Risiken nicht verkehrsfähig. Unabhängig davon sind Erzeuger und Handel grundsätzlich gefordert entsprechend dem Minimierungsgebot für Fremdstoffe in Nahrungsmitteln die Ursachen zu ermitteln und abzustellen. Die Untersuchungen werden fortgeführt.

 

Einführung

Substanz, Vorkommen und Anwendung

Perchlorate sind Salze der Perchlorsäure. Sie sind in Wasser meist leicht löslich und in der Umwelt persistent (dauerhaft verbleibend). In der Umwelt kommen diese sowohl anthropogen, d.h. durch den Menschen verursacht, als auch natürlich in Minerallagerstätten vor. Perchlorat wird aber auch durch oxidative Vorgänge in der Atmosphäre gebildet und lagert sich mit dem Staub ab [2].
Die industrielle Verwendung der Perchlorate ist umfangreich und sehr vielfältig: Sie werden in der metallverarbeitenden Industrie, in der Papierveredelung, als Entwässerungsmittel, als Oxidationsmittel sowie als Spreng- und Treibstoffe eingesetzt.

 

Strukturformel.

Dieser weitverbreitete industrielle Einsatz von Perchloraten könnte ein Grund für die Kontamination von Lebensmitteln sein [2].

Eine weitere Eintragsmöglichkeit könnte die Verwendung von Chilesalpeter als Düngemittel sein. Hauptabbaugebiete des Düngers sind natürliche Vorkommen in der Atacama-Wüste. In solchen trockenen Gebieten reichert sich Perchlorat an, da es nicht durch Niederschläge in den Wasserkreislauf gelangen und somit nicht durch Mikroorganismen abgebaut werden kann [3].

 

Abbildung 1: Strukturformel von Perchlorat

 

 

Rechtlicher Hintergrund

Perchlorate sind derzeit in der EU weder als Pflanzenschutzmittel, noch als Biozide zugelassen. Perchloratbefunde fallen deshalb unter die Regelungen der Kontaminanten-Verordnung, die zum vorbeugenden Schutz des Verbrauchers ein allgemeines Minimierungsgebot für Fremd­stoffe in Lebensmitteln enthält. Gesetzliche Höchstgehalte für die Kontamination mit Perchlorat in Lebensmitteln gibt es derzeit noch nicht [1].

 

Infokasten

Kontaminanten

Kontaminanten sind unerwünschte Stoffe, die einem Lebensmittel nicht absichtlich hinzugefügt werden, jedoch infolge einer Verunreinigung durch die Umwelt oder als Rückstand zum Beispiel im Zuge der Gewinnung, Fertigung, Verarbeitung, Zubereitung, im Lebensmittel vorhanden sind. Viele Stoffe sind durch ihre Anwendung in der Industrie (z. B. PCBs, Schwermetalle) oder als nicht beabsichtigte Nebenprodukte (z. B. Dioxine) in die Umwelt gelangt. Sie können je nach ihren Eigenschaften in oder auf Lebensmitteln vorhanden sein oder sogar angereichert werden. Andere Stoffe entstehen, wenn Lebensmittel nicht fachgerecht hergestellt oder behandelt werden (z.B. PAKs, Nitrosamine). Wenn Lebensmittel nicht sachgerecht gelagert werden oder die Wachstums- oder Erntebedingungen nicht angemessen sind, können natürliche Kontaminanten wie Pilz- und Bakterientoxine entstehen.

 

Aus Gründen des vorsorgenden Verbraucherschutzes ist es erforderlich, toxisch wirkende Kontaminanten, wie z.B. Perchlorat in Lebensmitteln so weit wie möglich zu minimieren.

 

Toxikologischer Hintergrund

Die Aufnahme von Perchlorat führt zu einer reversiblen Hemmung der Jodidaufnahme in die Schilddrüse. Eine Hemmung der Jodidaufnahme kann längerfristig zu Veränderungen des Schilddrüsenhormonspiegels und damit zu weitreichenden gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen.

Das BfR hat auf Basis der derzeit verfügbaren Kenntnisse vorläufige Empfehlungen zur gesundheitlichen Bewertung von in Lebensmitteln gefundenen Perchloratgehalten zusammengestellt und empfiehlt, die für die Bewertung von Pflanzenschutzmittelrückständen üblichen Verfahren anzuwenden, solange die Auswertung der Eintragspfade noch nicht abgeschlossen ist.

Dies bedeutet, dass für jedes Lebensmittel bei der Bewertung der Befunde mehrere Faktoren wie z.B. die Verzehrsmenge zu berücksichtigen sind (EFSA-Modell PRIMo) [1, 4].

 

Analytik

Eine Beschreibung der vom CVUA Stuttgart 2012 entwickelten Analysenmethode ist unter dem folgenden Link auf der Internetseite des Europäischen Referenzlabors für Einzelbestimmungsmethoden als Download verfügbar.
 

 

Weiterführende Informationen zur Methode befinden sich auch in der 2. Ausgabe des E-Journals des CVUA Stuttgarts:
“Analysis of Perchlorate in Food Samples of Plant Origin Applying the QuPPe-Method and LC-MS/MS”, Mai 2013

 

Untersuchungsergebnisse von Proben aus dem Handel

Von August 2012 bis Juni 2013 wurden 747 Proben Obst, Gemüse und verarbeitete Erzeugnisse auf Perchlorat untersucht. Davon enthielten 183 Proben Perchlorat oberhalb der Bestimmungsgrenze von 0,002 mg/kg, darunter 16 mit Gehalten über 0,1 mg/kg (siehe Abbildung 2).

 

Diagramm.

Abbildung 2: Gesamtübersicht der Ergebnisse der seit August 2012 untersuchten Proben auf Perchlorat.

 

Am häufigsten waren in Blattgemüse, Fruchtgemüse und Zitrusfrüchten Perchloratbefunde nachweisbar. In 46 von 75 untersuchten Blattgemüsen (61 %) konnte eine Kontamination mit Perchlorat festgestellt werden. Fünf Proben Blattgemüse (2x Basilikum, Spinat, Salat und Bohnenkraut) wurden aufgrund erhöhter Perchloratgehalte (≥ 0,1 mg/kg) nach Kontaminanten-Verordnung beurteilt. Des Weiteren sind in 80 von 162 (49 %) untersuchten Fruchtgemüsen Perchloratbefunde nachgewiesen worden. Davon waren acht Proben (2x Tomaten, Gurke, Paprika, 2x Zucchini, 2x Melone) wegen erhöhter Gehalte aufgefallen.
Von allen untersuchten Obstproben waren in Zitrusfrüchten am häufigsten Perchloratbefunde ermittelt worden. In 28 von 100 (28 %) untersuchten Zitrusfrüchten konnte hier Perchlorat detektiert werden. Drei Proben (2x Mandarine, Grapefruit) wurden aufgrund erhöhter Perchloratkonzen­trationen (≥ 0,1 mg/kg) nach Kontaminanten-Verordnung beurteilt.

 

Diagramm.

Abbildung 3: Übersicht zu Perchloratbefunden aufgeschlüsselt nach der Erzeugnisobergruppe.

 

 

In 16 Lebensmitteln (konventionell und ökologisch), vor allem in frischem Gemüse (13 Proben, 4,6 % bezogen auf alle untersuchten Gemüseproben) sind Perchloratgehalte ≥ 0,1 mg/kg nachgewiesen worden. Lediglich 1,1 % der Obstproben wiesen Gehalte ≥ 0,1 mg/kg auf. Eine Auflistung aller Proben mit Gehalten ≥ 0,1 mg/kg ist in Tabelle 1 zu finden.

 

Tabelle 1: Übersicht Proben aus konventioneller und ökologischer Erzeugung mit erhöhten Perchloratgehalten (≥ 0,1 mg/kg)#
Matrixobergruppe Matrix Herkunftsland Perchlorat (mg/kg) Ausschöpfung vorläufiger BfR-Richtwert (EFSA Primo Modell) (%), [3]
Blattgemüse

Basilikum1

Deutschland

0,32

2

Bio-Bohnenkraut

Deutschland

0,10

0,1

Spinat

Italien

0,21

48

Basilikum

Deutschland

0,12

0,7

Ackersalat

Deutschland

0,88

25

Fruchtgemüse

Tomate

Spanien

0,40

233

Tomate

Spanien

0,31

180

Melone

Costa Rica

0,16

243

Zucchini

Spanien

0,32

149

Paprika

Türkei

0,12

76

Bio-Gurke1

Niederlande

0,33

193

Zucchini

Spanien

0,12

56

Galiamelone

Spanien

0,19

288

Zitrusfrüchte

Mandarinen

Spanien

0,20

111

Grapefruit

Spanien

0,18

161

Mandarine

Chile

0,20

111

#nach Artikel 2 Abs. 2 der VO (EG) Nr. 315/93 beurteilt
1 Für diese Proben war es bereits möglich die Ursache der erhöhten Perchloratgehalte auf Düngemittel zurückzuführen

 

Konventionelle Lebensmittel

Von 747 untersuchten Proben stammten 603 Proben aus konventionellem Anbau. 28 % davon (167 Proben) wiesen Perchloratgehalte auf. In nachfolgender Tabelle 2 ist eine Übersicht der untersuchten konventionellen Proben auf Perchlorat dargestellt.

 

Tabelle 2: Übersicht der Perchloratbefunde in konventionellen Lebensmitteln nach Warengruppen ausgewertet
Konventionell Anzahl Proben Anzahl Befunde Anteil in % Herkunftsland Beanstan-dungen # erhöhte Gehalte (mg/kg)
Beerenobst

52

6

12

Argentinien (1), Deutschland (1), Italien (1), Peru (1), Spanien (2),

 

 

Blattgemüse

61

38

62

Belgien (2), Deutschland (24),  Israel (3), Italien (5), Kenia (1), ohne Angabe (3)

4

0,12; 0,21; 0,32; 0,88

exotische Früchte

69

10

14

Brasilien (1), Costa Rica (3), Ghana (5), Italien (1)

 

 

Fruchtgemüse

144

76

53

Belgien (1), Brasilien (9), Costa Rica (12), Deutschland (3), Honduras (1), Indien (1), Italien (1), Marokko (5), Niederlande (1), Portugal (1), Spanien (24), Türkei (15), Uganda (1), ohne Angabe (1)

7

0,12 (3x); 0,16; 0,19; 0,21; 0,31; 0,32; 0,40; 0,88

Getreide

14

 

 

 

 

 

Getreideerzeugnis

1

 

 

 

 

 

Hülsenfrüchte

12

 

 

 

 

 

Kartoffel

18

1

6

Italien

 

 

Kernobst

17

 

 

 

 

 

Pilze

48

 

 

 

 

 

Säuglingsnahrung

2

 

 

 

 

 

Sprossgemüse

42

1

2

Spanien

 

 

Steinobst

2

 

 

 

 

 

verarbeitetes Erzeugnis

40

8

20

Belgien (2), Deutschland (1), Niederlande (1), Türkei (3), ohne Angabe (1)

 

 

Zitrusfrüchte

81

27

33

Chile (1), China (1), Italien (1), Peru (2), Spanien (20), Türkei (2)

3

0,18; 0,20 (2x)

Gesamtergebnis

603

167

28

 

14

 

# Beurteilt nach Artikel 2 Abs. 2 der VO (EG) Nr. 315/93, Minimierungsgebot

 

Lebensmittel aus ökologischer Erzeugung

Des Weiteren sind 144 Proben aus ökologischer Erzeugung auf Perchlorat analysiert worden. Die Untersuchungen ergaben bei 16 Proben (11 %) Befunde von Perchlorat, 2 davon mit Gehalten ≥ 0,1 mg/kg Perchlorat. Eine Übersicht zu Perchloratbefunden in ökologischen Lebensmitteln befindet sich in Tabelle 3.

 

Tabelle 3: Übersicht der Perchloratbefunde in ökologischen Lebensmitteln nach Warengruppen ausgewertet
Bio Anzahl Proben Anzahl Befunde Anteil in % Herkunftsland Beanstan-dungen# erhöhte Gehalte (mg/kg)
Beerenobst

22

 

 

 

 

 

Blattgemüse

14

8

57

Deutschland (5), Frankreich (1), Italien (2)

1

0,1

exotische Früchte

1

1

*

Costa Rica (1)

 

 

Fruchtgemüse

18

4

22

Italien (1), Niederlande (1), Spanien (2)

1

0,33

Getreide

9

 

 

 

 

 

Getreideerzeugnis

1

 

 

 

 

 

Gewürz

1

1

*

Deutschland

 

 

Hülsenfrüchte

20

1

5

Deutschland

 

 

Kartoffel

3

 

 

 

 

 

Keltertrauben

3

 

 

 

 

 

Kernobst

3

 

 

 

 

 

Pilze

2

 

 

 

 

 

Säuglingsnahrung

13

 

 

 

 

 

Sprossgemüse

2

 

 

 

 

 

Steinobst

1

 

 

 

 

 

verarbeitetes Erzeugnis

11

 

 

 

 

 

Wein

1

 

 

 

 

 

Zitrusfrüchte

19

1

5

Spanien

 

 

Gesamtergebnis

144

16

11

 

 2

 

# Beurteilt nach Artikel 2 Abs. 2 der VO (EG) Nr. 315/93, Minimierungsgebot
*Anzahl der Versuche für statistische Auswertung zu gering

 

Untersuchungen zur Verteilung der Perchloratkontamination in Lebensmitteln mit nicht‑essbarer Schale

Daten zur weiteren Verfeinerung der Bewertung (Verarbeitungsfaktoren, Schälfaktoren, weitere toxikologische Informationen) liegen laut BfR zu Perchlorat derzeit nicht vor [1].
Deshalb wurden bei einigen positiven Proben mit nicht‑essbarer Schale Untersuchungen zur Verteilung der Perchloratgehalte in der Frucht vorgenommen.
Bei den Melonen sind die Perchloratgehalte in der getrennt untersuchten Schale doppelt so hoch, wie die ermittelten Gehalte im Fruchtfleisch. In der einen Probe Grapefruit wurde hauptsächlich in der Schale Perchlorat nachgewiesen. In Tabelle 4 sind die ermittelten Perchloratgehalte aus der Untersuchung zur Verteilung dargestellt.

 

Tabelle 4: Untersuchungen zur Verteilung der Befunde an Perchlorat zwischen Schale und Fruchtfleisch
 
Perchloratgehalt in mg/kg
Probenart
Ganze Frucht
Schale
Fruchtfleisch
Honigmelone

0,081

0,160

0,052

Galiamelone

0,042

0,089

0,024

Galiamelone

0,047

0,093

0,029

Galiamelone

0,043

0,10

0,033

Cantaloupe Melone

0,076

0,16

0,036

Cantaloupe Melone

0,086

0,21

0,064

Grapefruit

0,021

0,043

0,005

 

Zur besseren Abschätzung der Aufnahmemenge wurden die ermittelten Perchloratgehalte auf den jeweiligen Gewichtsanteil des untersuchten Teilstückes (Schale, Fruchtfleisch) umgerechnet.

 

Abbildung 4.

Abbildung 4: Darstellung der gefundenen Perchloratgehalte bezogen auf die absolute Verteilung in der Frucht

 

Die ermittelten absoluten Perchloratgehalte in den Melonen zeigen, dass diese sowohl im Fruchtfleisch als auch in der Schale ähnlich hoch sind (z. B. Honigmelone: Schale 0,067 mg; Fruchtfleisch 0,056 mg, siehe Abbildung 4). Dagegen wurde im Fruchtfleisch der Grapefruit lediglich 0,003 mg Perchlorat ermittelt, auf der Schale deutlich mehr (0,012 mg Perchlorat) (siehe Abbildung 4). Die Untersuchungsergebnisse der Grapefruit deuten deshalb darauf hin, dass eine äußere Anwendung stattgefunden haben könnte. Hier müssen jedoch noch weitere Untersuchungen folgen.

Die Ergebnisse der untersuchten Melonen zeigen, dass eine äußere Kontamination mit Perchlorat nicht ausschließlich die Ursache für die Befunde sein kann. Ein Eintrag von Perchlorat über die Wurzel in die Pflanze ist eine Möglichkeit, die in Betracht gezogen werden muss.

Im Einzelfall konnte bereits nachgewiesen werden, dass die Ursache für einen hohen Perchloratgehalt auf die Anwendung eines Düngers zurückzuführen war.

 

Die Untersuchungen werden fortgesetzt.

 

Literatur

[1]        Empfehlung des BfR zur gesundheitlichen Bewertung von Perchlorat-Rückständen in Lebensmitteln, Stellungnahme Nr. 015/2013 des BfR vom 06. Juni 2013

[2]        Bericht des Umweltbundesamtes vom 18.09.2012 über das Vorkommen und die Verwendung von Perchloraten sowie deren wesentliche Eintragspfade in Lebensmittel

[3]        Wikipedia zum Stichwort „Perchlorat“

[4]       EFSA-Modell PRIMo, 19.06.2013

 

Download


 

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Autor(en): Anne Wolheim, Diana Kolberg, Cristin Wildgrube, Ellen Scherbaum

 

Bericht erschienen am 20.06.2013 14:56:14

Zuletzt aktualisiert am 06.02.2014 13:51:38