Acrylamid in Lebensmitteln - wie entsteht es und wie wirkt es auf den Körper?

Acrylamid wird in stärkehaltigen Lebensmitteln durch Maillard-Hochtemperaturreaktionen wie Braten, Backen und Trocknen gebildet. Besonders viel Acrylamid ist in Pommes, Chips, Pommes Frites, Brot, Keksen und Kaffee enthalten. Acrylamid hat eine neurotoxische und möglicherweise krebserzeugende Wirkung, daher lohnt es sich, den Verbrauch von Produkten, die diese Verbindung enthalten, zu begrenzen.

Acrylamid - was ist das und wie entsteht es?

Acrylamid (Acrylamid) ist eine organische chemische Verbindung aus der Gruppe der Amide, die in Form von Polyacrylamiden hauptsächlich zur Herstellung von Kunststoffen, Farben, Lacken, Klebstoffen und Mörteln, in der Zellstoff- und Papierindustrie sowie in der Kosmetik verwendet wird. 1994 wurde Acrylamid in die Liste der möglicherweise krebserzeugenden Substanzen für den Menschen aufgenommen. Es ist neurotoxisch, möglicherweise genotoxisch und krebserregend.Nach dem Aufkommen von Berichten, dass Acrylamid in Lebensmitteln vorkommt, nahmen im Jahr 2002 die Forschungsarbeiten zur Bildung von Acrylamid in Lebensmitteln und seiner Wirkung auf den menschlichen Körper erheblich zu.

Acrylamid in Lebensmitteln entsteht durch die Maillard-Reaktion - eine komplexe Reihe von Reaktionen, die zwischen reduzierenden Zuckern (Glucose, Fructose) und der Aminosäure Asparagin bei erhöhten Temperaturen (ab 120 Grad Celsius) während der Prozesse Braten, Backen, Braten, Grillen, Toasten, Trocknen und Extrusion. Das Ergebnis der Maillard-Reaktion ist eine Bräunung der Oberfläche der Produkte, wodurch ein charakteristischer Geschmack und ein charakteristisches Aroma erzeugt werden. Ein klassisches Beispiel für eine Maillard-Reaktion ist das Bräunen der Brotkruste.

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Acrylamidgehalt in Lebensmitteln

In den letzten rund zehn Jahren wurden große Fortschritte bei der Erforschung des Gehalts an Acrylamid in Lebensmitteln, der Bedingungen für seine Bildung und der Möglichkeit der Verringerung der im technologischen Prozess gebildeten Menge an Acrylamid erzielt. Das meiste Acrylamid wird in kohlenhydratreichen und feuchtigkeitsarmen Lebensmitteln hergestellt. Der FAO / WHO-Expertenausschuss für Lebensmittelzusatzstoffe kam zu dem Schluss, dass in den meisten Ländern der größte Anteil am Gesamtverbrauch an Acrylamid beträgt:

• Kartoffelchips (16-30%),
• Kartoffelchips (6-46%),
• Kaffee (13-39%),
• Kuchen, Kekse und Kekse (10-20%),
• Brot und andere Brotsorten (10-30%).

Nach mehreren wissenschaftlichen Studien wurde eine durchschnittliche Acrylamidaufnahme von 0,5 mg / kg Körpergewicht bei Erwachsenen und 0,6 mg / kg Körpergewicht bei Kindern festgestellt. Es wurde festgestellt, dass die überwiegende Mehrheit des Acrylamids aus industriell hergestellten und im Restaurant gekauften Lebensmitteln stammt und der Gehalt dieser Verbindung in hausgemachten Mahlzeiten viel niedriger ist. Die Wärmebehandlungszeit, die Temperatur und der Bräunungsgrad des Lebensmittels sowie der Gehalt der Aminosäure Asparagin im Produkt, die eine ähnliche Struktur wie Acrylamid aufweist, haben einen großen Einfluss auf den Acrylamidgehalt. Stärkehaltige Lebensmittel wie Kartoffeln und Brot werden bei höheren Temperaturen und über längere Zeiträume verarbeitet und sind daher die Hauptquelle für Acrylamid in der Nahrung. Basierend auf der Forschung wurden verschiedene technologische Behandlungen formuliert, die dazu beitragen, die Menge an Acrylamid in im industriellen Maßstab hergestellten Lebensmitteln zu reduzieren. Viele von ihnen wirken sich jedoch nachteilig auf die organoleptischen Eigenschaften von Fertigprodukten aus, und es wird immer noch nach optimalen Methoden zur Reduzierung von Acrylamid in Lebensmitteln gesucht.

Acrylamidgehalt in ausgewählten Lebensmitteln

Die Wirkung von Acrylamid auf den Körper

Acrylamid gelangt über das Verdauungs- und Atmungssystem sowie über die Haut in den Körper. Dann verwandelt es sich. Die Halbwertszeit von Acrylamid im Körper liegt zwischen 2 und 7 Stunden, was bedeutet, dass es langsam eliminiert wird. Im Urin wird nur eine geringe Menge ausgeschieden und bis zu 90% im Körper verändert. Das Vorhandensein von Acrylamid wurde in Muttermilch (5 ng / ml) und Plazenta (2 ng / ml) gefunden, was zeigt, dass das Baby während der Schwangerschaft und das Neugeborene dieser toxischen Verbindung ausgesetzt sind. Acrylamid wird zu Glycidamid metabolisiert - einer Chemikalie, die an Glutathion bindet, seine antioxidative Wirkung neutralisiert und die Exposition des Körpers gegenüber freien Radikalen erhöht. Acrylamid bindet auch an Hämoglobin und DNA-Moleküle. Es ist sehr schwierig, das Risiko von Krankheiten zu bestimmen, die mit dem Verzehr von acrylamidhaltigen Produkten verbunden sind, da die Menge dieser Verbindung in Lebensmitteln variiert und sie auch aus anderen Quellen wie Zigarettenrauch stammt. Forscher schätzen, dass das Risiko, an Krebs zu erkranken, 1 zu 100 beträgt, wenn täglich 1 μg / kg Körpergewicht Acrylamid konsumiert werden.

Die neurotoxische Wirkung von Acrylamid

Acrylamid ist toxisch für das periphere und zentrale Nervensystem. Langzeitkontakt mit dieser Substanz führt zu einer Schädigung der Nervenenden, was zu Schwäche, Kribbeln und Taubheitsgefühl in den Gliedmaßen, Krämpfen, Ataxie (Probleme bei der Koordinierung der Bewegungen und Aufrechterhaltung des Gleichgewichts) und anderen neurologischen und motorischen Störungen führt. Acrylamid reduziert die Freisetzung von Neurotransmittern, die letztendlich Nervenzellen abbauen. Sehr empfindlich gegenüber Acrylamid ist die Kreatinkinase, eine Substanz, die an der Produktion von ATP beteiligt ist - der Energiequelle für die Zelle. Ein Mangel an ATP bedeutet folglich Zelltod. Ein längerer Kontakt mit Acrylamid kann die Übertragung von Nervenimpulsen und irreversible Schäden am Nervensystem hemmen. Beim Vergleich der Wirkungen von Acrylamid auf Mensch und Tier wurde gezeigt, dass das menschliche Gehirn sehr empfindlich auf dieses Neurotoxin reagiert. Es sollte beachtet werden, dass starke Reaktionen des Nervensystems nach Kontakt mit sehr hohen Dosen von Acrylamid in einer Menge von 0,5 mg / kg Körpergewicht pro Tag auftreten und der Verzehr einer solchen Menge an Neurotoxin mit der Nahrung unmöglich ist.

Wirkung von Acrylamid auf die DNA

Acrylamid selbst zeigt wenig Fähigkeit, sich an DNA zu binden. Die hauptsächliche genotoxische Aktivität wird Glycidamid zugeschrieben, der Verbindung, in die Acrylamid im Körper umgewandelt wird. Glycidamid zeigt eine hohe Reaktivität bei der Bildung von Addukten mit genetischem Material, hat eine mutagene Wirkung und erhöht das Risiko, den Prozess der Karzinogenese zu induzieren. Acrylamid verursacht DNA-Strangbrüche, verringert die Effizienz des Reparaturprozesses und trägt zum Zelltod bei. Es beeinträchtigt auch das Auflösen der doppelsträngigen DNA, was zu einer Veränderung der Genexpression und zur Produktion defekter Proteine ​​oder RNA führen kann. Die genotoxische Wirkung von Acrylamid wurde in Tier- und In-vitro-Studien an menschlichen Leberzellen bestätigt.

Der Einfluss von Acrylamid auf die Bildung von Neoplasmen

Die krebserzeugende Wirkung von Acrylamid hängt eng mit seiner Genotoxizität zusammen, d. H. Der Fähigkeit, Genmutationen zu verursachen. In Studien an Ratten und Mäusen wurde gezeigt, dass die Verbindung stark krebserregend ist. Tumoren bei Tieren entwickelten sich hauptsächlich in hormonabhängigen Organen wie Schilddrüse, Prostata und Gebärmutter, aber auch in Lunge und Haut. Acrylamid wurde Ratten und Mäusen auf verschiedene Weise verabreicht, einschließlich in Trinkwasser und in Form von Injektionen und in verschiedenen Dosen. Unabhängig von der Art der Verabreichung und der Dosis wurde eine erhöhte Bildung neoplastischer Läsionen beobachtet. Es kann jedoch nicht direkt vorhergesagt werden, dass Acrylamid beim Menschen dieselben Krebsarten verursacht. Es ist zu beachten, dass die Mengen an Acrylamid, denen Tiere in Labortests ausgesetzt waren, 1.000- bis 100.000-mal höher waren als diejenigen, denen Menschen ausgesetzt waren, die nicht mit Acrylamid in Kontakt kamen, sondern es nur über die Nahrung einnahmen.

Epidemiologische Studien wurden durchgeführt, um einen Zusammenhang zwischen Acrylamidkonsum und Krebs beim Menschen aufzuzeigen. Die Konzentration von Biomarkern nahm zu, was auf die genotoxische Wirkung von Acrylamid bei Menschen hinweist, die große Mengen stärkehaltiger Lebensmittel konsumieren, die bei hohen Temperaturen verarbeitet werden. Viele weitere dieser Biomarker wurden bei Zigarettenrauchern nachgewiesen. Bisher haben Forscher nicht genügend Informationen gesammelt, um eindeutige Schlussfolgerungen über die Kanzerogenität von Acrylamid zu ziehen. Es wird als potenziell krebserregende Substanz angesehen. Selbst wenn nur hohe Dosen von Acrylamid eine krebserzeugende Wirkung auf den Menschen haben, leben wir in einer Umgebung, in der wir auf allen Seiten mutagenen und krebserzeugenden Verbindungen ausgesetzt sind. Daher lohnt es sich, den Verbrauch von besonders acrylamidreichen Produkten wie Chips, Chips oder Crackern, d. H. Lebensmitteln im Allgemeinen, bewusst zu begrenzen hoch verarbeitet.

Quellen:

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4. Mojska H., Gielecińska I., Stoś K., Jarosz M., Acrylamidgehalt in Lebensmitteln in Polen im Lichte der aktuellen Empfehlungen der Europäischen Union, Probleme der Hygiene und Epidemiologie, 2011, 92 (3), 625-628