GC/MS Raffiniertes Risiko – Prozesskontaminanten in Pflanzenöl auf der Spur

Bei der Raffination von Speiseölen können gesundheitsbedenkliche Stoffe wie 2- und 3-MCPD sowie Glycidyl-Fettsäureester entstehen und das Produkt belasten. Ein automatisiertes GC/MS-Verfahren erlaubt eine hohe Effizienz bei der Bestimmung der Kontaminanten gemäß DGF C-VI 18 (10).

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Redaktionsbüro Guido Deußing

Nun hat auch die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) das Gesundheitsrisiko von 3-Monochlorpropandiol (3-MCPD), 2-Monochlorpropandiol (2-MCPD), deren Fettsäureestern sowie der von Glycidyl-Fettsäureestern bewertet [1]. Das Resultat, das auf den Daten von 23 Mitgliedsstaaten basiert, mutet an, wie schon mal gehört [2, 3]:

„Prozesskontaminaten auf Basis von Glycerin (gemeint sind 3-MCPD und 2-MCPD und deren Fettsäureester sowie Glycidyl-Fettsäureester), die in Palmöl, aber auch anderen Pflanzenölen, Margarinen und einigen verarbeiteten Lebensmitteln enthalten sind, geben Anlass zu möglichen Gesundheitsbedenken in jüngeren Altersgruppen, die durchschnittliche Mengen Lebensmittel verzehren, sowie für sämtliche Altersgruppen bei großen Verzehrmengen“ [4]. Bereits im Jahr 2007 gelangte das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) in Berlin zu einer ähnlichen Einschätzung [5].

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Glycerin als Grundgerüst von Fetten und Ölen

In allen Fetten und Ölen ist Glycerin in Form von Fettsäureestern (Triglyceride) enthalten. Weil nicht alle Öle nativ, also naturbelassen verzehrfähig und haltbar sind, werden sie raffiniert und von unliebsamen Begleitstoffen befreit. Im Zuge dieses Reinigungs- und Veredelungsprozesses wird das Öl im Schritt der Desodorierung mit rund 200 bis 230 °C heißem Wasserdampf unter Vakuum behandelt, wobei unerwünschte geruchs- und geschmacksintensive sowie problematische flüchtige Verbindungen und Pestizidrückstände entfernt werden.

Gleichzeitig forciert die Wärmebehandlung (insbesondere in Anwesenheit von Salz) allerdings den Umstand, dass Glycerin (Propan-1,2,3-triol, C₃H₈O₃) in Monochlorprodandiol (MCPD) umgebaut wird, indem ein Chloratom eine Hydroxylgruppe (OH) an zweiter (2-MCPD) oder dritter Position (3-MCPD) substituiert. Auch Glycidyl-Fettsäureester entstammt dem Umbau des Glycerin-Moleküls, das ebenfalls unter Einwirkung von Hitze zu Glycidol (2,3-Epoxy-1-propanol, C₃H₆O₂) umgewandelt wird.

Glycerin-Derviate – Gefahrenlage abgeschätzt

Die Einschätzung der EFSA des Gefahrenpotenzials der in dieser Arbeit beschriebenen Glycerin-Derviate basiert auf in Tierversuchen gewonnenen Erkenntnissen: Bei Ratten etwa, denen 3-MCPD verabreicht wurde, zeigten sich Zellveränderungen vor allem im Bereich der Nieren. Höhere Dosierungen hätten zur Ausprägung gutartiger Wucherungen (Tumoren) geführt, berichtet das BfR. Laut der EFSA liegt die tolerierbare tägliche Aufnahmemenge (TDI-Wert) für 3-MCPD bei 0,8 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht. In Ermangelung hinreichender toxikologischer Informationen lasse sich für 2-MCPD kein gesicherter Wert angeben. Bei der Risikobewertung von Glycidyl-Fettsäureestern sei man davon ausgegangen, dass Glycidyl-Fettsäureester im Organismus vollständig in freies Glycidol umgewandelt werde. Da Glycidol bekanntermaßen genotoxisch und kanzerogen wirke, sei das Sachverständigengremium für Kontaminanten in der Lebensmittelkette (CONTAN) der EFSA nicht in der Lage gewesen, einen sicheren Wert für Glycidyl-Fettsäureester zu benennen [4].

Folgerichtig besteht Handlungsbedarf, sind die Gehalte der Kontaminanten in Lebensmitteln zu minimieren, um einer Gesundheitsbeeinträchtigung der Verbraucher, insbesondere der von nicht-gestillten Säuglingen, die ausschließlich mit industriell gefertigter Säuglingsmilchnahrung ernährt werden, entgegenzuwirken. Dafür braucht es die Mittel der instrumentellen Analytik.

Eine Herausforderung für die Analytik

Für die Bestimmung von 2-/3-MCPD und deren Fettsäureester sowie von Glycidyl-Fettsäureester respektive Glycidol empfiehlt die Deutsche Gesellschaft für Fettwissenschaften (DGF) zwei Einheitsmethoden, namentlich die DGF C-VI 17 (10), auch „Weißhaar-Methode“ genannt, und die „Kuhlmann-Methode“ DGF C-VI 18 (10); beide basieren auf der Gaschromatographie mit Massenspektrometrie (GC/MS) als Trenn- beziehungsweise Detektionsverfahren: Die evaluierte DGF-Einheitsmethode C VI 17 (10) beschreibt ein Verfahren zur Summenbestimmung von ester­gebundenem 3-Chlorpropan-1,2-diol (3-MCPD-Fettsäureester) und Glycidol (Glycidyl-Fettsäureester) in Fetten und Ölen mittels Gaschromatographie/Massenspektrometrie nach Spaltung der Ester mit methanolischer Natriumhydroxid­lösung, Zugabe saurer Natriumchlorid­lösung und Derivatisierung mit Phenyl­boronsäure. Unter den gegebenen Verfahrensbedingungen wird Glycidol nahezu quantitativ in 3-MCPD umgewandelt und als solches bestimmt. Durch dieses Verfahren kann nicht ermittelt werden, welchen Anteil das aus Glycidol generierte 3-MCPD an dem Gesamtergebnis hat [6, 7].

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