Baden-Württemberg

Die Untersuchungsämter für Lebensmittelüberwachung und Tiergesundheit

Herstellungsbedingte Kontaminanten in Lebensmitteln, eine unendliche Geschichte?

Dr. Rüdiger Weißhaar

 

Herstellungsbedingte Kontaminanten, auch Prozesskontaminanten genannt, sind unerwünschte, manchmal auch giftige Substanzen, die bei der Herstellung von verschiedensten Lebensmitteln, insbesondere bei Erhitzungsprozessen gebildet werden. Viele dieser Substanzen sind bisher noch gar nicht erforscht aber einige haben in den letzten Jahren doch erhebliche Bedeutung erlangt. Im Focus der Lebensmittelforschung und der Überwachung stehen seit einigen Jahren vor allem zwei Substanzen: Acrylamid sowie 3-MCPD und verwandte Verbindungen.

 

 

Acrylamid

Im Jahr 2012 wurden insgesamt 112 Lebensmittelproben aus Herstellerbetrieben, aus dem Handel und aus der Gastronomie auf Acrylamid untersucht. Der Schwerpunkt lag dabei, wie in den Jahren zuvor, auf der Untersuchung von Kartoffelerzeugnissen und Backwaren, insbesondere Weihnachtsgebäck.

In 10 Proben waren die Richtwerte der europäischen Gemeinschaft bzw. die nationalen Signalwerte (siehe Infokasten Acrylamid) überschritten.

 

Wird in einer Lebensmittelprobe eine Überschreitung des Richtwertes bzw. Signalwertes festgestellt, so hat dies zwar noch keine unmittelbare rechtliche Konsequenz (z.B. Verkehrsverbot, Sanktionen), der Hersteller dieses Lebensmittels ist aber verpflichtet, Maßnahmen zur Ursachenforschung und zur Minimierung der Acrylamidbelastung seiner Produkte einzuleiten. Um die Minimierung zu erleichtern, hat die Confederation of the Food and Drink Industrie (CIAA) zusammen mit der EU-Kommission eine sogenannte Toolbox mit Maßnahmen zur Absenkung des Acrylamidgehaltes in verschiedenen Lebensmittelgruppen entwickelt.

In vielen Warengruppen konnten die durchschnittlichen Acrylamidgehalte deutlich abgesenkt werden. In einigen wenigen Produktgruppen (z.B. Kartoffelchips) verharren die Gehalte und damit die Signalwerte jedoch auf hohem Niveau, trotz intensiver Minimierungsbemühungen der Hersteller. Eine vollständige Verhinderung der Acrylamidbildung ist häufig nicht möglich, in vielen Fällen, wie bei Kartoffelprodukten hängt das Ausmaß der Acrylamidbildung zudem sehr stark von der Zusammensetzung der Rohstoffe ab, die naturbedingt von Jahr zu Jahr stark schwanken kann.

 

 

Kartoffelerzeugnisse (49 Proben)

Die Acrylamidgehalte in Pommes frites lagen in den meisten Fällen unter dem Europäischen Richtwert von 600 µg/kg. Bei drei Proben wurde dieser Wert mit Gehalten von 1056 bis 1106 µg/kg allerdings deutlich überschritten. Die Empfehlungen, die Frittiertemperatur abzusenken (maximal 175°C) und eine zu starke Bräunung zu vermeiden ("Vergolden statt Verkohlen") werden offensichtlich doch noch nicht von allen Beteiligten ausreichend beachtet .

 

Recht erfreulich erwies sich die Situation bei den Kartoffelchips: lediglich bei einer von 17 untersuchten Proben wurde mit 1151 µg/kg der Richtwert von 1000 µg/kg leicht überschritten.

 

 

Backwaren - Weihnachtsgebäck (56 Proben)

Spekulatius und vor allem Lebkuchen stehen schon seit Jahren weit oben auf der Hitliste der acrylamidverdächtigen Lebensmittel. Sie enthalten reichlich reduzierende Zucker (Glucose und Fructose) und werden oft bei recht hohen Temperaturen gebacken, um den gewünschten Bräunungsgrad und das typische Aroma zu erhalten. Ein wichtiger Grund für die hohen Gehalte an Acrylamid lag in der Vergangenheit auch in der Verwendung von Ammoniumsalzen (Hirschhornsalz, ABC-Trieb) als Backtriebmittel. Seitdem Industrie und das Bäckerhandwerk auf diese Stoffe weitgehend verzichten, findet man nur noch selten extreme Acrylamidgehalte im Weihnachtsgebäck. Dies belegen auch die aktuellen Untersuchungen:

 

In der Weihnachtssaison 2012 wurden insgesamt 56 Proben Lebkuchen und lebkuchenähnliche Erzeugnisse sowie Spekulatius auf Acrylamid untersucht. In 6 Proben Lebkuchen wurde der aktuelle Signalwert für Acrylamid von 1000 µg/kg überschritten, der höchste Wert lag bei 1550 µg/kg. Wie auch in der Vergangenheit liegen die Acrylamidgehalte bei Spezialitäten aus traditioneller handwerklicher Fertigung tendenziell höher als bei industriell hergestellten Erzeugnissen. Ausführliche Informationen zum Thema Acrylamid und Weihnachtsgebäck hat das CVUA Stuttgart vor Weihnachten 2012 veröffentlicht.

Acrylamid

Acrylamid bildet sich beim Erhitzen aus der Aminosäure Asparagin und reduzierenden Zuckern, wie Glucose oder Fructose, insbesondere an der (wasserarmen) Oberfläche frittierter, gebackener oder gerösteter Lebensmitteln wie Pommes frites, Kaffee oder trockenen Backerzeugnissen.

 

Auch 10 Jahre nach dem ersten Nachweis von Acrylamid in Lebensmitteln ist man sich über die toxikologische Bewertung dieser Kontaminationen immer noch nicht einig: Einerseits gilt Acrylamid nach wie vor als "wahrscheinlich krebserregend beim Menschen" andererseits haben epidemiologische Untersuchungen noch keinen Zusammenhang zwischen Acrylamid in unserer Nahrung und dem Auftreten verschiedener Krebsarten feststellen können.

 

Solange das Risiko durch Acrylamid in Lebensmitteln nicht abschließend geklärt ist, gilt das "ALARA"-Prinzip (as low as reasonably achievable): Lebensmittel sollten so hergestellt werden, dass der Gehalt an Acrylamid so niedrig wie möglich ist. Zu diesem Zweck gibt es in Deutschland seit 2002 das Acrylamid-Minimierungskonzept mit nationalen "Signalwerten". Signalwerte sind keine rechtlich verbindlichen Höchstwerte, sondern Orientierungswerte, bei deren Überschreitung Lebensmittelüberwachung und Lebensmittelproduzenten gemeinsam nach den Ursachen und nach Strategien zur künftigen Verminderung der Acrylamidgehalte suchen. Im Januar 2011 wurden mit der Empfehlung der Europäischen Kommission zur Untersuchung des Acrylamidgehalts von Lebensmitteln auf europäischer Ebene Richtwerte ("Indicative values") für die meisten Lebensmittelgruppen eingeführt, für die bisher in Deutschland nationale Signalwerte galten. Für die Warengruppen, für die in der Kommissions-Empfehlung keine Regelungen getroffen worden sind, gelten die nationalen Signalwerte aus der 8. Signalwertberechnung vom November 2010 weiterhin.

 

Informationen zu den aktuellen EU-Richtwerten und nationalen Signalwerten finden sie hier.

 

3-Monochlorpropandiol (3-MCPD)

3-Chlor-1,2-propandiol (3-Monochlorpropandiol = 3-MCPD) ist eine Substanz, die schon seit 1978 als reaktionsbedingte Verunreinigung in verschiedenen Lebensmitteln bekannt ist. Zuerst wurde angenommen, dass 3-MCPD hauptsächlich in bestimmten Würzsoßen zu finden ist, die durch salzsaure Hydrolyse von Pflanzeneiweiß hergestellt werden. Im Laufe der Zeit stellte sich aber heraus, dass diese Substanz auch beim Herstellen von Backwaren, beim Toasten von Brot oder beim Räuchern von Lebensmitteln entsteht.

 

In Lebensmitteln wurde im Rahmen der amtlichen Untersuchung bis 2007 nur das sogenannte freie 3-MCPD bestimmt. Für freies 3-MCPD besteht ein EU-Höchstgehalt von 0,02 mg/kg, gültig für Sojasauce und für Pflanzenproteinhydrolysat (HVP) sowie ein Grenzwert für Glycerin, das als Lebensmittelzusatzstoff verwendet wird.

 

Der Wissenschaftliche Lebensmittelausschuss der EU-Kommission (SCF) und das Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) haben 2001 für (freies) 3-MCPD eine tolerierbare Aufnahme (TDI) in Höhe von 2 µg pro kg Körpergewicht pro Tag festgelegt. 3-MCPD hat sich bei hoher Dosierung bei Ratten als Tumor bildend erwiesen.

 

Das Internationale Krebsforschungszentrum IARC ("International Agency for Research on Cancer") der WHO hat vor kurzem erstmals eine Bewertung von 3-MCPD vorgenommen. 3-MCPD wurde in die Gruppe 2B ("möglicherweise krebserregend für den Menschen") eingestuft. Diese Bewertung wird vergeben, wenn ausreichende Erkenntnisse zur krebserregenden Wirkung in Versuchstieren vorliegen und eine Übertragbarkeit dieses Befundes auf den Menschen nicht ausgeschlossen werden kann.

 

Bei allen 8 untersuchten Proben Sojasoße und anderen Würzsoßen lagen die Gehalte an freiem 3-MCPD deutlich unter dem Höchstgehalt von 0,02 mg/kg. Da 3-MCPD auch beim Räuchern entstehen kann, wurden insgesamt 58 Proben geräucherte Fleischerzeugnisse und Fischerzeugnisse untersucht. Lediglich in 4 Proben geräuchertem Schinken war freies 3-MCPD in Höhe von 0,05 mg/kg bis 0,08 mg/kg nachweisbar.

 

 

Fettsäureester von 3-MCPD und Glycidol

Erst seit Kurzem ist bekannt, dass das eigentliche Problem die sogenannten 3-MCPD-Ester darstellen, die in vielen Lebensmitteln in wesentlich höheren Konzentrationen vorkommen als freies 3-MCPD. 3-MCPD-Ester sind Verbindungen aus 3-MCPD und verschiedenen Fettsäuren. Sie entstehen bei hoher Temperatur durch eine Reaktion von Fettbestandteilen mit Chlorid-Ionen.

 

Seit 2008 wurde vermutet, dass neben den 3-MCPD-Estern auch Fettsäureester des Glycidol (Glycidylester) in raffinierten Speiseölen vorkommen. Anfang 2009 gelang es dem CVUA Stuttgart, Fettsäureester des Glycidol in raffiniertem Palmöl eindeutig nachzuweisen. Glycidol selbst ist ein sehr reaktiver Stoff, der im Verdacht steht, beim Menschen Krebs auslösen zu können.

 

Über die toxikologische Wirkung von 3-MCPD-Estern und Glycidylestern aus der Nahrung gibt gab es bis in die jüngste Vergangenheit noch keine gesicherten Erkenntnisse. Inzwischen gilt es allerdings als gesichert, dass 3-MCPD-Ester im menschlichen Verdauungstrakt zu freiem 3-MCPD gespalten werden, das bedeutet, dass die toxikologische Wirkung von 3-MCPD-Estern vergleichbar ist mit der Wirkung von freiem 3-MCPD (Stellungnahme des Bundesinstituts für Risikobewertung BfR)

 

Im Jahr 2012 wurden vom CVUA Stuttgart 158 Proben an Fetten, Ölen und fetthaltigen Lebensmitteln auf 3-MCPD-Ester und Glycidylester untersucht.

In allen bisher untersuchten nativen Pflanzenölen, z.B. Olivenölen, Sonnenblumenölen, Rapsölen, Distelölen, Walnussölen wurden weder 3-MCPD-Ester noch Glycidylester festgestellt. Dies war auch nicht anders zu erwarten, denn native Speiseöle dürfen bei der Herstellung keinerlei Hitzebehandlung unterzogen werden. Dies gilt auch für tierische Fette wie Butter, Butterreinfett, Schweineschmalz und Gänseschmalz, da tierische Fette in Deutschland üblicherweise nicht raffiniert werden.

 

Fast ausnahmslos alle untersuchten raffinierten Pflanzenfette und Pflanzenöle enthielten 3-MCPD-Ester und Glycidylester, allerdings in sehr unterschiedlichen Gehalten. Bezüglich der Kontamination mit 3-MCPD-Estern und Glycidylestern lassen sich die wichtigsten raffinierten Pflanzenöle beispielhaft in 3 Gruppen (mit durchlässigen Schranken) einteilen:

  • Geringe Kontamination: Rapsöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl
  • Mittlere Kontamination: Distelöl, Maiskeimöl, Erdnussöl, Olivenöl , Baumwollsaatöl.
  • Hohe Kontamination Palmöl: Haselnussöl, Traubenkernöl, Walnussöl, Oliventresteröl.

 

Die Raffination von Fetten und Ölen muss übrigens nicht kenntlich gemacht werden. Wenn ein pflanzliches Öl weder als "nativ" noch als "kaltgepresst" ausgezeichnet ist, kann man allerdings davon ausgehen, dass es raffiniert worden ist. Der überwiegende Anteil der im Haushalt und in der Lebensmittelindustrie verwendeten Pflanzenöle ist raffiniert.

 

Raffinierte Speiseöle und Speisefette werden einerseits als solche direkt verzehrt, z.B. als Salatöl, als Brat- und Frittierfett oder als Fettkomponente von Margarine und Mayonnaise. Daneben enthalten auch sehr viele industriell und handwerklich gefertigte Lebensmittel raffinierte Fette und Öle als wesentliche Zutat, z.B. Brühwürfel, Kaffeeweißer, Brotaufstriche wie Nuss-Nougat-Cremes, Überzüge und Füllungen von Backwaren, Keksen und Riegeln.

 

Der höchste Gehalt an estergebundenem 3-MCPD wurde im Jahr 2012 mit 16,2 mg/kg bei einem raffinierten Walnussöl festgestellt. Hohe Gehalte an 3-MCPD-Estern und Glycidylestern findet man sehr häufig auch in raffiniertem Palmöl und Palmölfraktionen (Palmstearin und Palmolein) sowie in Produkten, die Palmöl enthalten. Der höchste Gehalt an estergebundenem Glycidol wurde daher, mit 10,9 mg/kg auch in einem Frittierfett auf Palmölbasis festgestellt.

Fettsäureester von Glycidol und 3 -MCPD entstehen auch beim Grillen

 

Über die Bildung von Glycidylestern und 3-MCPD-Estern beim Grillen wurde bereits in einem Internetbeitrag des CVUA Stuttgart berichtet.

 

Artikel erstmals erschienen am 13.05.2013 07:53:37

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