Prozesskontaminanten in Säuglings- und Kleinkindernahrung – Ein positiver Trend

Ein Bericht aus unserem Laboralltag

Duc Bao Mach, Annika Maixner (CVUA Freiburg), Julian Belschner, Carmen Breitling-Utzmann (CVUA Stuttgart), Christina Gaag, Irene Straub (CVUA Karlsruhe)

 

Lebensmittel für Säuglinge bis 12 Monate und für Kleinkinder von 1 bis 3 Jahren werden in Baden-Württemberg zentral im Chemischen und Veterinäruntersuchungsamt Freiburg (CVUA Freiburg) untersucht. Für die Prüfung auf Prozesskontaminanten, wie z. B. trans-Fettsäuren, PAK, 3-MCPD, Acrylamid oder Furane arbeitet das CVUA Freiburg eng mit weiteren Laboren der baden-württembergischen Untersuchungsämter in Freiburg, Karlsruhe und Stuttgart zusammen. In den Jahren 2019 bis 2023 wurden insgesamt 739 Proben auf diese unerwünschten, herstellungsbedingten Kontaminanten untersucht. Erfreulicherweise zeigen unsere gemeinsamen Untersuchungen, dass die Gehalte von unerwünschten herstellungsbedingten Kontaminanten in Lebensmitteln für die besonders empfindliche und schützenswerte Bevölkerungsgruppe Säuglinge und Kleinkinder entweder anhaltend niedrig sind oder durch Minimierungsmaßnahmen nach und nach gesenkt werden können. Allerdings gibt es für einige Kontaminanten, wie zum Beispiel Furane, durchaus noch weitergehenden Forschungsbedarf. Zudem halten wir die Einführung von Richtwerten bzw. Grenzwerten für rechtlich noch nicht geregelte Prozesskontaminanten für erforderlich.

 

Abbildung 1: Schaubild der beteiligten Untersuchungsämter für die Untersuchung von Prozesskontaminanten in Säuglings- und Kleinkindernahrung: Furan, Alkylfurane werden im CVUA Karlsruhe, Acrylamid und 3-MCPD-Ester werden im CVUA Stuttgart und trans-Fettsäuren und PAK werden im CVUA Freiburg untersucht.

Abbildung 1: Schaubild der beteiligten Untersuchungsämter für die Untersuchung von Prozesskontaminanten in Säuglings- und Kleinkindernahrung: Furan, Alkylfurane werden im CVUA Karlsruhe, Acrylamid und 3-MCPD-Ester werden im CVUA Stuttgart und trans-Fettsäuren und PAK werden im CVUA Freiburg untersucht.

 

Säuglings- und Kleinkindnahrung

Für die Ernährung von gesunden Säuglingen und Kleinkindern werden folgende Erzeugnisgruppen gemäß der VO (EU) 609/2013 unterschieden:

Säuglingsanfangsmilch und -nahrung ist zur Verwendung für Säuglinge von Geburt an bis zur Einführung der Beikost nach Vollendung des 4. Lebensmonats zur alleinigen Ernährung bestimmt. Sie ist zusätzlich zur Beikost auch für das gesamte 1. Lebensjahr geeignet.
Folgemilch und -nahrung ist für Verwendung für Säuglinge ab Einführung einer Beikost bestimmt, in der Regel mit Beginn des 6. Monats, und deckt den größten flüssigen Anteil im Säuglingsalter.
Beikost ist zur Ergänzung der Ernährung und/oder zur progressiven Gewöhnung an normale Lebensmittel gedacht und sollte frühestens mit Beginn des 5. Monats, spätestens mit Beginn des 7. Monats eingeführt werden. Dazu zählen Gemüse- und Obstzubereitungen, Fleischzubereitungen, Komplettmahlzeiten, Puddinge, Desserts und Getränke wie Obst- und Gemüsesäfte. Die Komplettmahlzeiten können in Mahlzeiten mit Fisch/Fleisch und in vegetarische Mahlzeiten aufgeteilt werden, wobei in beiden Mahlzeitentypen als Zutaten u. a. Gemüse und Nudeln, Reis oder Couscous enthalten sind.

Als Getreidebeikost wird Beikost mit einem Getreideanteil von mindestens 25 % bezogen auf die Trockenmasse bezeichnet. Dazu gehören Getreidebreie, Zwiebacke, Kekse, Teigwaren oder Müsli.
Milchgetränke und gleichartige Erzeugnisse, die für Kleinkinder ab 1 Jahr bestimmt sind, sogenannte Kindermilchgetränke, dienen als Alternative zur Trinkmilch und zur Versorgung mit Nährstoffen wie zum Beispiel Vitamine und Mineralstoffe. Im Gegensatz zur Folgemilch und -nahrung sind hierfür rechtlich keine Anforderungen an die Zusammensetzung festgelegt.

 

Da es sich bei Säuglingsnahrung um hochverarbeitete Lebensmittel handelt, gehört die Untersuchung auf Prozesskontaminanten zur jährlichen Routine. Prozesskontaminanten sind unerwünschte, potenziell schädliche Nebenprodukte, die sich während der Herstellung von Lebensmitteln bilden [1]. Aufgrund der sensiblen Verbrauchergruppe gelten für Lebensmittel für Säuglinge und Kleinkinder niedrigere Höchstgehalte bzw. Richtwerte als für Lebensmittel des Allgemeinverzehrs. Das bringt hohe Anforderungen an die Analytik mit sich. Im Folgenden werden unsere Ergebnisse der letzten 5 Jahre (2019 bis 2023) dargestellt.

 

Trans-Fettsäuren

Bei Trans-Fettsäuren handelt es sich um eine Gruppe von Fettsäuren, die aufgrund ihres Aufbaus eine andere Wirkung im menschlichen Körper aufweisen, als Fettsäuren in sogenannter cis-Konfiguration. Trans-Fettsäuren kommen natürlicherweise in tierischen Fetten wie beispielsweise Milch- und Rinderfett vor. Sie können aber auch durch Verarbeitungsprozesse wie die Fetthärtung oder bei starker Erhitzung von Fetten und Ölen entstehen. Trans-Fettsäuren beeinflussen u. a. den Cholesterinspiegel des Blutes und können dadurch auch Auswirkungen auf das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen haben. Aufgrund dessen gibt es rechtliche Regelungen für die Gehalte an trans-Fettsäuren in Lebensmitteln.
Nach Anhang I und II der Delegierten VO (EU) 2016/127 darf der Gehalt an trans-Fettsäuren in verzehrfertiger Säuglingsanfangs- und Folgenahrung 3 % des gesamten Fettgehalts nicht übersteigen. Für andere, für Säuglinge und Kleinkinder bestimmte Lebensmittel dürfen nach VO (EG) 1925/2006 andere trans-Fettsäuren als solche, die auf natürliche Weise in Fett tierischen Ursprungs vorkommen, zu höchstens 2 g pro 100 g Fett im Lebensmittel enthalten sein.

 

Am CVUA Freiburg wurden von 2019 bis 2023 insgesamt 143 Proben Säuglingsanfangs- und Folgenahrung und 135 Proben andere für Säuglinge und Kleinkinder bestimmte Lebensmittel (Beikost, Beikostöle, Kindermilchgetränke) auf ihren Gehalt an trans-Fettsäuren untersucht. Alle Säuglingsanfangs- und Folgenahrungsproben lagen mit einem mittleren Gehalt von 0,32 g/100 g Fett (entsprechend 0,32 %) deutlich unterhalb des Höchstgehaltes von 3 % für diese Produktgruppe. Von den sonstigen untersuchten Proben wiesen fünf Beikostproben numerisch trans-Fettsäuren Gehalte oberhalb des Höchstgehaltes von 2 g pro 100 g Fett auf.
Unter Berücksichtigung spezieller Regelungen für Proben mit natürlichen Gehalten an trans-Fettsäuren lagen diese Beikostproben aber unterhalb eines trans-Fettsäuren Gehaltes von 2 g/100 g Fett und waren somit nicht zu beanstanden.

 

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

Bei PAK handelt es sich um eine große Substanzgruppe aus zahlreichen verschiedenen Verbindungen, die durch unvollständige Verbrennung von organischen Materialien wie Kohle, Öl, Holz oder anderen Pflanzenteilen entstehen können. Einige Vertreter der Gruppe, wie beispielsweise Benzo(a)pyren wurden als für den Menschen krebserregend eingestuft. Weitere Verbindungen gelten als „wahrscheinlich krebserregend“ und „möglicherweise krebserregend“.

 

Die VO (EU) 2023/915 legt für die Summe der PAK Benzo(a)pyren, Benz(a)anthracen, Benzo(b)fluoranthen und Chrysen einen Höchstgehalt von 1,0 µg/kg in verzehrfertiger Säuglingsanfangsnahrung, Folgenahrung und Kleinkindnahrung (Kindermilchgetränke) fest.  Für Beikost und Getreidebeikost für Säuglinge und Kleinkinder gilt der Höchstgehalt für die Summe der PAK von 1,0 µg/kg für das Erzeugnis, wie es in Verkehr gebracht wird.

 

Zwischen 2019 und 2023 wurden am CVUA Freiburg insgesamt 51 Proben Säuglings- und Kleinkindernahrung auf PAK untersucht. Untersucht wurden insbesondere Säuglingsanfangs- und folgemilch (29), aber auch Beikost (12) und Beikostöle (9). In keiner der untersuchten Proben waren die nach VO (EU) 2023/915 geregelten polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe Benzo(a)pyren, Benzo(a)anthracen, Benzo(b)fluoranthen und Chrysen nachweisbar.

 

Fettsäureester von 3-Monochlorpropandiol (3-MCPD) und Glycidol

Bei 3-MCPD und Glycidol sowie deren Fettsäureester handelt es sich um unerwünschte Stoffe, die bei der Verarbeitung von Lebensmitteln aus deren natürlichen Inhaltsstoffen entstehen können. Insbesondere bei der Raffination von Speisefetten und -ölen, wenn diese während eines bestimmten Reinigungsschrittes hohen Temperaturen ausgesetzt werden, können größere Mengen 3-MCPD-Ester und und Glycidylester entstehen. 3-MCPD und Glycidol sind toxikologisch nicht unbedenklich. 3-MCPD steht im Verdacht Tumore zu verursachen und Glycidol besitzt genotoxische Eigenschaften und wird als wahrscheinlich krebserregend für den Menschen eingestuft [3, 4].

 

Die jeweiligen Fettsäureester sind nicht weniger bedenklich, da davon ausgegangen wird, dass diese im Verdauungstrakt vollständig hydrolysiert und in 3-MCPD und Glycidol umgewandelt werden [4]. Daher hat die Europäische Union in der VO (EU) 2023/915 Höchstmengen für die Gehalte an 3-MCPD, 3-MCPD-Ester und Glycidylester in bestimmten Lebensmitteln festgelegt. Grundsätzlich sollten die Gehalte an genotoxisch kanzerogenen Substanzen wie Glycidol jedoch so weit wie möglich minimiert werden.

 

Pflanzliche Öle und Fette werden in zahlreichen Lebensmitteln eingesetzt, so auch in Säuglings- und Kleinkindnahrung, um deren Bedarf an essentiellen Fettsäuren zu decken. Die Öle sollen zur Herstellung der Lebensmittel jedoch möglichst geschmacksneutral sein und eine ausreichende Haltbarkeit aufweisen, weshalb sie nur in raffinierter Form zugegeben werden. Deshalb untersucht das CVUA Stuttgart regelmäßig auch Lebensmittel für Säuglinge und Kleinkinder auf 3-MPCD-Ester und Glycidylester. In den Jahren 2020 bis 2023 wurden dabei insgesamt 93 Proben Säuglings- und Kleinkindnahrung erhoben und auf 3-MCPD- und Glycidylester untersucht (siehe Tabelle 1).

 

Tabelle 1: Gehalte an 3-MCPD- und Glycidylestern in Säuglings- und Kleinkindnahrung
 
3-MCPD-Ester [µg/kg] 1)
Glycidyl-Ester [µg/kg] 1)
Befund > BG 2)
Mittel-wert
Max
Höchst menge 3)
Befund > BG 2)
Mittel-wert
Max
Höchst menge 3)
Säuglingsanfangs- und Folgenahrung
83 %
42
125
125
0 %
< 30
< 30
50
Beikost
0 %
< 30
< 30
k.A.
0 %
< 30
< 30
k.A.
Getreidebeikost
0 %
< 30
< 30
k.A.
7 %
< 30
33
k.A.
Beikostöle
56 %
60
311
750
31 %
67
403
500

1) berechnet als 3-MCPD bzw. Glycidol; 2) Bestimmungsgrenze: zwischen 30 und 50 µg/kg je nach Analyt und Matrix;
3) Höchstmenge gemäß VO (EU) 2023/915

 

Erfreulicherweise wurden bei allen untersuchten Proben die gesetzlichen Höchstgehalte eingehalten. Beikost, Getreidebeikost und Beikostöle waren durchweg unauffällig, nur bei einer Probe Getreidebeikost konnte estergebundenes Glycidol knapp oberhalb der Bestimmungsgrenze nachgewiesen werden. Darüber hinaus ist für Säuglingsanfangs- und Folgenahrung weiterhin ein positiver Trend erkennbar. Im Vergleich zu früheren Untersuchungen des CVUA Stuttgart ist der durchschnittliche Gehalt an 3-MCPD-Estern und Glycidylestern stark gesunken (siehe Abbildung 2).

 

Abbildung 2: Vergleich der Gehalte an 3-MCPD- und Glycidylestern in Säuglings- und Kleinkindnahrung in den Jahren 2009 bis 2010 bzw. 2019 bis 2023.

Abbildung 2: Vergleich der Gehalte an 3-MCPD- und Glycidylestern in Säuglings- und Kleinkindnahrung in den Jahren 2009–2010 bzw. 2019–2023

 

Acrylamid

Acrylamid wurde als „wahrscheinlich krebserregend“ eingestuft und entsteht v. a. beim Backen, Rösten oder Frittieren von stärkehaltigen Lebensmitteln durch die Reaktion der freien Aminosäure Asparagin mit reduzierenden Zuckern wie Glucose oder Fructose [5]. Lebensmittelunternehmer sind angehalten, durch geeignete Minimierungsmaßnahmen möglichst niedrige Acrylamid-Gehalte in Lebensmitteln zu erzielen, die unterhalb der in der EU-Acrylamid-Verordnung VO (EU) 2017/2158 aufgelisteten Richtwerte liegen. Gemäß der VO (EU) 2017/2158 gilt für Acrylamid in Säuglingsnahrung (gemeint ist Beikost) und Getreidebeikost für Säuglinge und Kleinkinder ein Richtwert von 40 µg/kg. Der Richtwert für Acrylamid in Keksen und Zwieback für Säuglinge und Kleinkinder beträgt 150 µg/kg.

 

Das CVUA Stuttgart hat in den Jahren 2019 bis 2023 insgesamt 153 Proben der oben genannten Produkte hinsichtlich Acrylamid untersucht. Erfreulicherweise wurde nur in 5 (3 %) Proben Beikost der Richtwert von 40 µg/kg geringfügig überschritten. Alle untersuchten Zwieback- und Keksproben lagen deutlich unter dem Richtwert von 150 µg/kg. Zudem lässt sich feststellen, dass der mittlere Acrylamid-Gehalt von Reiswaffeln (die zu Beikost zählen) und Keksen für Kleinkinder deutlich unter dem von Lebensmitteln des Allgemeinverzehrs liegt (siehe Abbildung 3).

 

Abbildung 3: mittlere Acrylamid-Gehalte in µg/kg in Produkten für Säuglinge/Kleinkinder und Lebensmitteln des Allgemeinverzehrs.

Abbildung 3: mittlere Acrylamid-Gehalte in µg/kg in Produkten für Säuglinge/Kleinkinder und Lebensmitteln des Allgemeinverzehrs

 

Weitergehende Informationen zu Acrylamid sind auch zu finden in Internetbeiträgen zu : Acrylamid allgemein und 5 Jahre EU-Acrylamid-Verordnung

 

Furane

Der herstellungsbedingte Kontaminant Furan wird als möglicherweise krebserregend eingestuft und sollte deshalb in Lebensmitteln so weit wie möglich minimiert werden. Deshalb untersucht das CVUA Karlsruhe unter anderem Babynahrung regelmäßig auf diesen unerwünschten Stoff. Für manche Alkylfurane wie 2- und 3-Methyfuran wird eine ähnliche toxikologische Wirkung angenommen [2]. Für Furan und seine Derivate wurden bisher in Deutschland und in der EU keine sicheren Grenzwerte festgelegt. Zur Abwägung möglicher Sicherheitsbedenken kann jedoch der Margin of Exposure (MOE, Sicherheitsabstand) verwendet werden (siehe Tabelle 2).

 

Bestätigung des positiven Trends bei Furan-Gehalten

Im Vergleich zu den Analyseergebnissen für Furan aus dem Jahr 2010 wurde erfreulicherweise durch Untersuchungen aus den Jahren 2020–2023 die Senkung der Furan-Belastung in den Produkten Säuglings- und Kleinkindernahrung bestätigt. Damit setzt sich der positive Trend, der bereits bei den Prüfungen aus 2018 und 2019 ersichtlich war, fort. Ein erhöhtes Bewusstsein der Hersteller für diese Thematik und eine damit einhergehende Umstellung der Herstellungsprozesse haben sicherlich zu einer Reduktion dieser Prozesskontaminante beigetragen.

 

Abbildung 4: Box-Whiskers-Diagramm für die gefundenen Furan-Gehalte der Jahre 2010, 2018 und 2019 sowie 2020 bis 2023 in verschiedenen Produktarten.

Abbildung 4: Box-Whiskers-Diagramm für die gefundenen Furan-Gehalte der Jahre 2010, 2018 und 2019 sowie 2020 bis 2023 in verschiedenen Produktarten. Erläuterungen zum Box-Whiskers-Diagramm im Infokasten. Oberhalb der Balken ist die Anzahl der untersuchten Proben dargestellt.

 

Die Untersuchungen im Jahr 2010 haben insbesondere in Beikost auf Basis von Fleisch bzw. Fisch und Beikost auf Gemüsebasis hohe Furan-Gehalte ergeben. Hier lagen die höchsten gefundenen Gehalte bei 123 µg/kg bzw. 201 µg/kg. In den Jahren 2018 und 2019 wurden bereits deutlich niedrigere Furan-Gehalte als in 2010 bestimmt. In den Folgejahren 2020 bis 2023 wurden insgesamt weitere 109 Produkte untersucht. Hier wurden ähnliche Furan-Gehalte wie 2018/2019 gefunden. Die Gehalte lagen zwischen 5,9 µg/kg und ca. 94 µg/kg. Nach wie vor ist die Menge des Prozesskontaminanten, die sich bei der Herstellung bildet, von der Produktgruppe abhängig. Insbesondere die Gruppe der Beikost auf Basis von Fleisch und Fisch sowie die der Beikost auf Gemüsebasis enthalten tendenziell höhere Mengen an Furan.

 

Infokasten

Box-Whiskers-Diagramm

Das Box-Whiskers-Diagramm („Kasten-Antennen-Diagramm“) dient zur Darstellung der Verteilung von Werten. Die Datenmenge ist wie folgt verteilt:

 

Grafik: Schema des Box-Whiskers-Diagramms.

 

Einzelne Punkte oberhalb oder unterhalb der Antennen stehen für Ausreißer. Dies sind Werte, die so hoch oder niedrig sind, dass sie statistisch nicht mehr zum Großteil der Datenmenge zugehörig sind.

 

Beurteilung der Furan-Belastung in Säuglings- und Kleinkindnahrung durch den MOE anhand der mittleren gefundenen Gehalte aus 2020 bis 2023

Im Folgenden werden die errechneten mittleren MOE unter Berücksichtigung der Furan-Reduktion bei der Zubereitung für Proben der Jahre 2020 bis 2023 in dargestellt. Je weiter der Sicherheitsabstand unter 100 für die nicht kanzerogene Wirkung bzw. 10.000 für die kanzerogene Wirkung liegt (also je kleiner er ist), desto größer ist das Risiko und desto dringlicher sind Minimierungsmaßnahmen [2]. Bei der Berechnung der Sicherheitsabstände sind auch Furanverluste bei der Zubereitung gemäß der Angaben in der Etikettierung zu berücksichtigen. Eine ausführliche Erläuterung dieser Vorgehensweise findet sich im Internetbeitrag Furan in Babynahrung – eine unterschätzte Gesundheitsgefahr?

 

Tabelle 2: MOE-Werte verschiedener Produktkategorien mit den mittleren gefundenen Furan-Gehalten (Median) bei einer Verzehrmenge von 190 g für einen Säugling mit 8 kg Körpergewicht (ca. 7 Monate alt). Grün markiert: Sicherheitsabstand eingehalten; Orange markiert: Sicherheitsabstand NICHT eingehalten.
Produktkategorie
Anzahl der untersuchten Proben
Mittlerer gemessener Furan-Gehalt [µg/kg]
MOE bezogen auf nicht kanzerogene Effekte
MOE bezogen auf kanzerogene Effekte
Beikost auf Obstbasis
2
3,3
1088
22270
Getreidebeikost
13
16
272
5568
Beikost auf Basis von Fisch/Fleisch (u. a. Komplettmahlzeiten)
53
25
181
3712
Beikost auf Gemüsebasis(u. a. vegetarische Komplettmahlzeiten)
41
33
136
2784

 

Bei einer Unterschreitung der beiden Sicherheitsabstände erfolgt die Erstellung eines Gutachtens, in dem empfohlen wird, die Überwachung der Furangehalte in die Eigenkontrollmaßnahme zu integrieren und an einer Minimierung zu arbeiten.

 

Im Vergleich zu den Daten aus 2018/2019 haben sich die mittleren Gehalte zumindest geringfügig verringert, wobei bei der Beikost auf Obstbasis berücksichtigt werden muss, dass diese wenigen Werte nicht repräsentativ sind. Aufgrund der tendenziell höheren Gehalte lag unser Fokus insbesondere auf Beikost mit Fleisch oder Fisch sowie auf Beikost auf Gemüsebasis. Der positive Trend zeigt, dass es möglich ist, die Gehalte an Furan durch Umstellung des Herstellungsprozesses zu reduzieren. Die Ergebnisse der Untersuchungen weisen aber auch darauf hin, dass die Zusammensetzung der Zutaten womöglich eine große Rolle bei der Bildung von Furan, aber auch Alkylfuranen spielt.

 

Das Fachlabor für Säuglings- und Kleinkindnahrung am CVUA Freiburg sowie das Zentrallabor für Furananalytik am CVUA Karlsruhe werden daher weiterhin die Belastung der Produkte mit Furan und Alkylfuranen überwachen und prüfen, ob es einen Zusammenhang zwischen Art der Zutaten und Gehalten an diesen Prozesskontaminanten gibt.

 

Bildnachweis

Klaus Riebs, CVUA Freiburg

 

Literatur

[1] Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA): Prozesskontaminanten, zuletzt aufgerufen am 25.03.2024

[2] Risks for public health related to the presence of furan and methylfurans in food; EFSA Journal 2017;15(10):5005; zuletzt aufgerufen am 10.04.2024

[3] 3-MCPD-, 2-MCPD- Glycidyl-Fettsäureester in Lebensmitteln: EFSA und BfR sehen Gesundheitsrisiko vor allem für jüngere Bevölkerungsgruppen; zuletzt aufgerufen am 10.04.2024

[4] Fragen und Antworten zur Kontamination von Lebensmitteln mit 3-MCPD-, 2-MCPD- und Glycidyl-Fettsäureestern; zuletzt aufgerufen am 10.04.2024

[5] EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). Scientific Opinion on Acrylamide in Food; EFSA Journal 2015; 13(6): 4104; zuletzt aufgerufen am 10.04.2024

 

Artikel erstmals erschienen am 11.04.2024