Lebensmittelkontaminanten

Natürliche Stoffe -> Lebensmittelvergiftung

Zugesetzte (anthropogene) Stoffe -> Krebs

Stoffe, die aus natürlichen oder anthropogenen Quellen unbeabsichtigt in Lebensmittel gelangen

• EG-Kontaminanten-VO

• Mykotoxin-Höchstmengen-VO

• Minimierungsgebot

• am häufigsten Darmkrebs

• Rückgang der der Krebsneuerkrankungen durch vermehrte Vorsorge: Darmpolypen werden frühzeitig erkannt -> Krebsentstehung wird verhindert

• Brustkrebs: Zahl der Neuerkrankungen steigt, da durch die vemehrte Vorsorge mehr Bruskrebserkrankungen diagnostiziert werden, die sonst unentdeckt geblieben werden

• Aufnahme: ca. 500 kg Frischgewicht jährlich

• Kontaminanten: Umweltkontaminanten, Prozesskontaminanten, Verpackungsmaterialien, Naturstoffe (z.B. Mykotoxine)

• Rückstände (Untergruppe der Kontaminanten): Pestizide, Tierarzneimittel und Futtermittel

• Überfluss!

• Elemente (Cadmium, Arsen, Blei)

• Persistente organische Verbindungen (POPs) (z.B. PAK, TCDD, DDT, PCB)

• Radionuklide (Cs-137, Reaktorunfälle Tschernobyl 1986, Fukushima 2011)

• Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

• 2,3,7,8-TCDD (Tetrachlordibenzo-p-dioxin): entsteht bei Synthese chlororganischer Verbindungen

• Dichloridphenyltrichlorethan (DDT): Kontaktinsektizid, seit 1974 in BRD verboten

• polychlorierte Biphenyle (PCB): Hydrauliköle, Schmier- und Flammschutzmittel, seit 1989 in BRD verboten

• Repräsentative Querschnittstudien über die Belastung der deutschen Allgemeinbevölkerung durch Schadstoffe

  • Erwachsene: 1985/86 (GerES I), 1990/92 (GerES II), 1997/99 (GerES III)

  • Kinder: 2003 (GerES IV), 2014/17 (GerES V)

• Erhebung:

  • Erwachsene: 4820 Personen (18-69 Jahre) aus 120 Orten

  • Kinder: 1790 Personen (3-14 Jahre) aus 150 Orten

• Ziele:

  • Humanbiomonitoring als Grundlage zur Ableitung von Referenzwerten

  • Identifizierung und Quantifizierung von Belastungspfaden

  • Analyse zeitlicher Trends und Erfassung regionaler Unterschiede

• PCB, HCB (Hexachlorbenzol) und DDE

  • vor allem bei älteren Menschen

  • lipophile Verbindungen -> je höher der BMI, desto höher die Belastung

• DDE wurde in der DDR noch länger verwendet -> bei Menschen aus Osteuropa höher

• herterozyklische aromatische Amine (HAA)

• Acrylamid

• Nitrosamine

• Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

• 3-Monochlorpropandiol (3-MCPD)

• entstehen bei der Zubereitung von Fleisch und Fisch

• temperaturabhängige Reaktion von Kreatin, Aminosäuren und Zuckern (Maillard-Reaktion) und durch Proteinhydrolyse

• signifikant ab > 200 Grad

• >20 verschiedene Verbindungen bekannt

• Metabolite bilden DNA-Addukte

• Beispiele: Pyridin -> IARC: “möglicherweise humankanzerogen” (Gruppe 2B); Chinolin -> IARC: “wahrscheinlich humankanzerogen (Gruppe 2A)

• im Tierexperiment: Colon-, Mamma- und Leberkarzinome

• Bildung korreliert mit Temperatur, Zeit und Dauer des Kontakts mit heißen Flächen

• Kräuter (Rosmarin, Salbei, Tymian) können die HAA-Bildung reduzieren (Polyphenole)

• Fleisch bis 70 Mikrogramm pro kg; Brathuhn bis 480 Mikrogramm pro kg

• Produkte aus/mit Polyacrylamid: Hauptquelle ist Kosmetika (Schäumungsmittel)

• Tabakrauch

• Arbeitsplatz

  • Kunststoffherstellung

  • Dichtmasse, Dichtmörtel, Vergussmaterialien, Fugenkitt auf Acrylamid-Basis

• 2002 erstmals Nachweis von Acrylamid in Lebensmitteln

durch Maillard-Reaktion: Bräunungsreaktion zwischen reduziertem Zucker und Aminosäuren (speziell Asparagin) bei Temperatur über 150 Grad

• Asparagin- und Kohlenhydratgehalt des Lebensmittels

• Wassergehalt

• Erhitzungstemperatur

• Dauer der Erhitzung

• pH-Wert

• Art des Frittier- bzw. Bratöls

• schnelle Resorption, gleichmäßige Verteilung im Organismus

• Ausscheidung innerhalb von Stunden

• Übergang in die Muttermilch, Plazenta-gängig

• metabolische Giftung, u.a. zu Glycidamid (reaktive Epoxid)

• karzinogen (NOAEL 0,5 mg/kg KG und Tag, Ratte p.o.)

  -> genotoxisch (IARC Klasse 2A “wahrscheinlich humankanzerogen”)

• neurotoxisch (NOAEL 0,5 mg/kg KG und Tag, Ratte p.o.)

• fertilitätsmindernd (NOAEL 2 mg/kg KG und Tag, Ratte p.o.)

• Empfehlung: max. 1 Mikrogramm pro kg KG

• Aufnahme: 0,3-0,8 Mikrogramm pro kg KG

• Aufnahme bei Kindern: bis zu 50 Mikrogramm pro kg KG

• Beispiel Chips: Max. 4.080 und min. 77 Mikrogramm pro kg

  -> Produkte mit hohem Gehalt werden nicht genannt -> Risikogruppe (Kinder und Jugendliche) kann diese nicht meiden

• in vielen Produkten (Tabak, Kosmetika, Kunststoffen, Wurstwaren, Malz)

• endogene Bildung im Magen aus sekundären Aminen und Nitrit (Nitritpökelsalz, Nitratdünger, Umwandlung von Nitrat zu Nitrit im Speichel)

  • also auch Nitrat im Salat vom Dünger

• Nitrosaminbildung wird durch Vitamin C gehemmt

• NPYR (Nitrosopyrrolidin)

• NDMA (Nitroso-Dimethylamin)

• ca. 90% der über 300 untersuchten Nitrosamine im Tierversuch Spezies-unabhängig karzinogen

• genotoxisch

• metabolische Aktivierung erforderlich

• positive Korrelation mit Magenkrebs

• Nitrit (Salami, Schinken, Käse), Nitrat (Salat, Gemüse)

• hohe Aminkonzentration (Fisch, Käse)

• saures Milieu und Hitze (überbacken, braten)

• 500 verschiedene Verbindungen

• Leitsubstanz: Benzo(a)pyren

• leichte PAK: 3-4 aromatische Ringe

• schwere PAK: 5-7 aromatische Ringe

• Bestandteil fossiler Brennstoffe und deren Produkte (Steinkohlenteer, Asphalt, Diesel, Heizöl)

• Produkte unvollständiger Verbrennung (bei Temperatur über 400 Grad)

• Nahrungsmittel; Innenraumbelastung durch teerhaltige Parkettkleber und Kleber für Bodenbeläge (Hausstaub), Tabakrauch, …

• akute Toxizität gering

• PAK-Gemische sind kanzerogen (Kategorie1)

• metabolische Aktivierung!

• fruchtschädigend

• immuntoxisch

• 5 Mikrogramm BaP/kg in wärmebehandeltem Fleisch und Fleischerzeugnissen

• 2 Mikrogramm BaP/kg in geräuchertem Fleisch und Fleischerzeugnissen

• (bis 50 Mikrogramm Benzo(a)pyren in gegrilltem Fleisch!)

• Nahrung: 235 Nanogramm

• Trinkwasser: 2 Nanogramm

• Luft: 20 Nanogramm

• Rauchen (20 Zigaretten pro Tag): 105 Nanogramm

• Passivrauchen: 40 Nanogramm

Insgesammt 300-500 Nanogramm pro Tag

• Kaffee, Tee, Kakao (ca. 600 ng/Tag)

• alkoholische Getränke (ca. 413 ng/Tag)

• Getreide und Getreideerzeugnisse (ca. 257 ng/Tag)

• Gemüse, Nüsse und Hülsenfrüchte (ca. 194 ng/Tag)

• Früchte (ca. 153 ng/Tag)

• Fleisch und Fleischerzeugnisse (ca. 132 ng/Tag)

  
  

• Entstehung:

  • beim Backen von Brot (Kruste) oder beim Toasten (starke Bräunung)

  • beim Räuchern von Fleischwaren (durch Verschwelung von Holz)

  • bei der sauren Hydrolyse (häufig HCL) von Pflanzenprotein reagieren die Lipidreste im Material mit den Chloridionen, (zum Teil hohe Gehalte in Würzsoßen -> Sojasoße)

• im Tierversuch kanzerogen (nicht genotoxisch); nephrotoxisch

• seit 2006 Höchstgehalt für Sojasoße 20 Mikrogramm pro kg (EU-Kontaminanten-VO 1881/2006)

• TDI 0,8 Mikrogramm pro kg KG (enntsprechend 48-56 Mikrogramm pro Tag)

  • TDI wäre mit 100 g getoastetes Toast ausgeschöpft (ca. 4 Toast)

• Vergolden statt verkohlen!

• genotoxisch

• kanzerogen

• entsteht bei der Raffination von Fetten

• ist in Öl und Margarine enthalten

Grundsätzlich gilt:

Von der Verpackung dark kein stofflicher Übergang auf das Lebensmittel erfolgen, es sei denn, die Stoffe sind zugelassen oder unbedenklich bzw. die Konzentration des Migranten unterschreitet ein festgesetztes Limit.

Das bedeutet:

• es dürfen keine CMR-Stoffe (kanzerogen, mutagen oder reproduktionstoxisch) verwendet werden

• Grenzwerte für toxikologisch bewertete Stoffe sind einzuhalten

• der Grenzwert für die Globalmigration von 60 mg/kg als Summenfunktion darf nicht überschritten werden

• für toxikologisch nicht bewertete Substanzen gilt ein Grenzwert von 0,01 mg pro kg

Verantwortlich für die Einhaltung der Anforderungen sind Hersteller bzw. Inverkehrbringer.

• in welchem Ausmaß gehen die in oder auf der Verpackung enthaltenen Chemikalien wie Plastikadditive, Pigmente, Drucklösemittel oder Bindersysteme in das Lebensmittel über? (Kontaktmigration bzw. Verdampfungsmigration)

• Simulanzien:

  • wässrige Essigsäure

  • wässrige alkoholische Lösung

  • Speiseöl

• Ikubation unter Standardbedingungen (z.B. 10 Tage bei 40 Grad, bei Verpackungen für Mikrowelle höhere Temperaturen)

• Analytik der Zielverbindung im Simulanz

• Ergebnis: spezifische Migrationswerte (specific migration levels, SML); festgesetzte Grenzwerte sind einzuhalten

• 90% für Polycarbonat-Kunststoffe und Epoxidharzlacke

• in Plastikflaschen, Konservenbeschichtung, Getränkedosen, CDs, Thermopapier (Kassenbons)

• Freisetzung auch nutzungsabhängig, z.B. durch Erhitzen

• Verbrauch in der EU: 1,2 Mio Tonnen pro Jahr

• endokriner Disruptor, fortpflanzungs- und entwicklungsschädigend (östrogen wirksam, prä- und postnatale Phase besonders empfindlich)

• Verhaltensänderungen

• immuntoxisch, Insulinresistenz, Adipositas?

• immer noch umstritten (EFSA vs. UBA)

• 2011: Polycarbonat für Babyflaschen verboten

• 2015: TDI von 50 auf 4 Mikrogramm pro kg KG gesenkt (EFSA)

• Migrationsgrenzwert (noch) 600 Mikrogramm pro kg Lebensmittel

• Mineralöle

• Druckfarben

• aromatische und gesättigte Mineralölkohlenwasserstoffe (C16-C24) aus Druckfarben

• in Kartonverpackungen aus recyceltem Altpapier

• >10 mg pro kg trockenem Lebensmittel (Reis, Backmischungen, Puddingpulver)

• Toxizität kaum untersucht

  • Speicherung im Körper

  • Ablagerung und Schäden an Leber, Herzklappen und Lymphknoten (Tierexperimente)

  • kanzerogen?

• >1000 Substanzen

• großenteils ungeprüft, keine gesetzliche Regelung auf EU-Ebene

• keine Daten bezüglich gesundheitlicher Bewertung

• z.B. ITX (Isopropylthioxanthon) - Photoinitiator in Druckfarben

  • bis zum 600 Mikrogramm pro Liter in kartonverpackten Getränken

• bei Recycling gelangen die Druckfarben ins Lebensmittel

• margin of exposure

• Dosis, die bei Nagern zu Tumoren führt

• ist ein von Risikobewertern verwendetes Instrument zur Abwägung möglicher Sicherheitsbedenken in Bezug auf in Lebens- und Futtermitteln vorkommende Substanzen, die sowohl genotoxisch (d.h. sie können die DNA schädigen) als auch kanzerogenen (Krebs erzeugend) sind

• Dosis, die bei Nagern zu Tumoren führt/Aufnahmedosis Mensch

• MOE < 10.000 wird als gesundheitliches Risiko betratet

• Definition:

  • Restmengen von Stoffen, die vom Menschen während der Produktion von Lebensmitteln bewusst (legal oder illegal) eingesetzt werden, sofern sie lebensmittelhygienisch/toxikologisch relevant sind

  • sie können direkt (Persistenz) oder indirekt durch carry-over, z.B. aus Futtermitteln in Milch und Fleisch ins Lebensmittel gelangen

• Beispiele: Pflanzenschutzmittel, Tierarzneitmittel, Masthilfsmittel, Futtermittelzusätze

• Regulierung: Rückstands-Höchstmengen-VO (RHmV), Lebensmittel- und Futtermittelgesetz (LFG)

• synthetisches Steroidhormon (östrogen wirksam)

• Anwendungsverbot in der BRD

• in den USA früher als Masthilfsmittel (Rindfleischerzeugung, hormonelle Kastration von Hähnchen) zugelassen, heute verboten

• noch 1999 wurde in der Schweiz in 7 von 26 Rindfleischproben aus den USA DES nachgewiesen (illegale Anwendung)

• Massentierhaltung bedeutet erhöhte Infektionsgefahr

• schnellere Gewichtszunahme durch Bakterienhemmung im Darm -> Futtereinsparung

• Vorgeschriebene Wartezeiten zum Abbau der Antibiotika reichen oft nicht aus -> Antibiotikarückstände in Milch, Fleisch, Eiern, Eiprodukten, Schrimps (Chloramphenicol)

• Antibiotikaeinsatz in >90% der Hähnchenmastanlagen (NRW)

• Nachweis Antibiotika-resistenter Keime (MRSA) in Geflügelfleisch (Resistenz auf andere Erreger übertragbar)

• Folge: Resistenzprobleme beim Menschen

• Rind: jedes 250. geschlachtete Tier -> 0,4%

• Schwein: jedes 2000. geschlachtete Tier -> 0,05%

• Milch: eine Probe je 15000 Tonnen Jahresproduktion -> ??%

Nicht ausreichend!