Benzol, Benzen

Englisch: benzene
Französisch: benzčne
Italienisch: benzene
Spanisch: benceno

Inhaltsverzeichnis

Benzol
Wie gelangt Benzol in Lebensmittel?
Einsatz von Benzoesäure und Ascorbinsäure in Lebensmitteln
Benzolbildende Faktoren
Hemmende Faktoren bei der Benzolbildung
Gesundheitliche Aspekte
Höchstmengen, Grenzwerte
Zusammenfassung und Kurzinfos
Quellen

Benzol ist ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit der Summenformel C₆H₆. Nach der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) also der Internationalen Union für reine und angewandte Chemie auch Benzen genannt.
Benzol ist in geringen Mengen überall in der Luft vorhanden und kommt natürlicherweise in Erdöl, Erdgas und Steinkohlenteer vor und kann bei Verbrennungsprozessen entstehen. Aufgenommen wird Benzol vorwiegend über die Atemluft in die es vor allem durch Kraftfahrzeug-Emissionen sowie durch Tabakrauch gelangt. Aufgrund seiner weiten Verbreitung in der Umwelt wird Benzol als Umweltschadstoff vorwiegend über die Atemluft aufgenommen und kommt daher auch als Verunreinigung in Trinkwasser und Lebensmitteln vor.
Neben Benzol gehören auch Toluol, Ethylbenzol und Xylole sowie Styrol zu den aromatischen Kohlenwasserstoffen [1].

Wie gelangt Benzol in Lebensmittel?

Unter bestimmten Herstellungsbedingungen kann Benzol als so genannter Prozesskontaminant in alkoholfreien Erfrischungsgetränken aus Benzoesäure bei Anwesenheit von Ascorbinsäure gebildet werden. Zudem kann sich Benzol in industriell hergestellten hitzebehandelten Karottensäften bilden; und zwar immer dann, wenn der Saft mehr als 30 Minuten auf über 100 °C erhitzt wird. Benzol bildet sich im Karottensaft aus ß-Carotin, Aminosäuren oder bestimmten Aromen. Die Hitzebehandlung kommt vor allem bei der Herstellung von Karottensaft für Säuglinge und Kleinkinder zur Anwendung; mit dem Ziel den Saft frei von mikrobiologischen Verunreinigungen zu machen. Da Säuglinge und Kleinkinder besonders empfindlich für Lebensmittelinfektionen durch mikrobiologischen Verunreinigungen sind, werden Karottensäfte für Säuglinge und Kleinkinder deutlich länger bei Temperaturen über 100 °C erhitzt als Karottensäfte, die für die Allgemeinbevölkerung bestimmt sind.

Einsatz von Benzoesäure und Ascorbinsäure in Lebensmitteln

Der gleichzeitige Einsatz der Zutaten Ascorbinsäure und Natriumbenzoat (das Natriumsalz der Benzoesäure) oder Kaliumbenzoat (das Kaliumsalz der Benzoesäure) bzw. Benzoesäure kann zur Benzolbildung führen. Diese Bildung von Benzol tritt verstärkt auf, wenn das Getränk über einen längeren Zeitraum bei erhöhten Temperaturen gelagert wird. Beide Stoffe werden als Lebensmittelzusatzstoff eingesetzt. Natriumbenzoat (E 211) oder Kaliumbenzoat (E 212) bzw. Benzoesäure (E 210) als Konservierungsstoff und Ascorbinsäure (E 300) als Antioxidationsmittel.
Für Ascorbinsäure (Vitamin C) ist keine Höchstmenge festgelegt. Ascorbinsäure darf jedoch nur in der Menge verwendet werden, die erforderlich ist, um die gewünschte Wirkung zu erzielen, also quantum satis.
Für Benzoesäure wurde ein ADI-Wert von 5 mg pro Kilogramm Körpergewicht festgelegt. Dieser ADI-Wert bezieht sich jedoch auf die Summe aller verzehrten Benzoate, also die Salze und Ester der Benzoesäure und Benzoesäure. Benzoesäure ist ein Konservierungsstoff, der nichtalkoholischen, aromatisierten Getränken (ausgenommen Getränke auf Milchbasis) bis zu einer Höchstmenge von 150 mg je Liter Getränk zugesetzt werden darf, um die Haltbarkeit zu verlängern.
Natürlicherweise kommt Benzoesäure vor allem in Preiselbeeren aber auch in Himbeeren 🛒, Heidelbeeren und Pflaumen vor.

Benzolbildende Faktoren

Welche Faktoren können die Bildung von Benzol in Erfrischungsgetränken auslösen? Als primärer Auslöser bei der Bildung von Benzol wurden in Getränkerezepturen Natriumbenzoat oder Kaliumbenzoat oder Benzoesäure zusammen mit Ascorbinsäure identifiziert. Benzol kann sich dabei im ppb-Bereich, also im Mikrogramm-pro-Kilo-Bereich bilden. Die Benzolmenge steigt mit zunehmender Hitze und/oder Licht, wobei Hitze der vorherrschende Faktor ist. In einigen Studien wurde nachgewiesen, dass auch Isoascorbinsäure zur Bildung von Benzol beitragen kann.
Darum fordern Verbraucherschützerin ein Verbot von Natriumbenzoat, Kaliumbenzoat und Benzoesäure. Bisher sind Hersteller nicht gezwungen auf diese Konservierungsmittel zu verzichten, ein Verbot gibt es nicht.

Hemmende Faktoren bei der Benzolbildung

Welche Faktoren können die Bildung von Benzol in Getränken, die Benzoesäure und Ascorbinsäure enthalten mildernden? Vor allem bestimmte Zuckerarten wie raffinierter Zucker, Fruktose, Maissirup oder Stärkesirup können die Bildung von Benzol mildern. Bei Untersuchungen hat sich gezeigt, dass sich vor allem in kalorienarmen Erfrischungsgetränken Benzol bildet, während sich in den zuckerhaltigen Getränken weniger Benzol bildet. Insbesondere die oben genannten Zuckerarten stellen also einen mildernden Faktor bei der Bildung von Benzol in Erfrischungsgetränken dar.
Zudem kann Calcium-Dinatrium-Ethylendiamintetraacetat (EDTA) oder Natriumpolyphosphat die Bildung von Benzol reduzieren.
Darüber hinaus wirken auch kurze Aufbewahrungszeiten mildernd auf die Benzolbildung. Je länger die Lagerzeiten, desto größer wird das Potential der Benzolbildung, wenn die Ausgangsvoraussetzungen dafür vorhanden sind.
Hingegen können Calcium oder andere Mineralstoffe, mit denen Erfrischungsgetränke angereichert werden, die mildernden Faktoren der Benzolbildung zumindest teilweise wieder aufheben.

Gesundheitliche Aspekte

Benzol wirkt krebserzeugend (karzinogen, kann beispielsweise Leukämie auslösen) und ist erbgutschädigend (genotoxisch). Jedoch wurde für Benzol keine Menge angegeben, die als gesundheitlich unbedenklich gilt. Darum sollte die Aufnahme von Benzol so weit wie möglich reduziert, am besten jedoch vermieden werden.
In mehreren Studien wurde Benzol in allen getesteten Lebensmitteln nachgewiesen, auch in Obst und Gemüse. Die ermittelten Benzol-Mengen lagen zwischen 1 und 190 ppb (Mikrogramm pro Kilo). Die Lebensmittelüberwachungs- und Arzneimittelbehörde der Vereinigten Staaten (U. S. Food and Drug Administration, FDA) schloss aus den Daten der Studien, dass amerikanische Lebensmittel vergleichsweise sicher sind. Die FDA erkennt zwar an, dass eine orale Gefährdung durch flüchtige organische Verbindungen wie Benzol besteht, die Gefahr durch Inhalation jedoch viel größer ist. Am 27. Februar 2006 erklärte ein Beamter des an die FDA angeschlossenen Center for Food Science and Applied Nutrition in einem im Food Chemical News erschienenen Artikel, dass alle Lebensmittel nur für etwa 5 % der Gesamtexposition von Benzol verantwortlich sind.

Eine gesundheitlich unbedenkliche Aufnahmemenge über Lebensmittel lässt sich für Benzol nicht festlegen. Darum ist für die Bewertung der gesundheitlichen Relevanz die Gesamtexposition von Benzol, also die mögliche Aufnahme von Benzol aus allen Quellen entscheidend. Erfrischungsgetränke und Karottensäfte tragen mit wenigen µg/Ltr. Getränk bei durchschnittlichen Verzehrmengen vergleichsweise wenig zur Gesamtexposition gegenüber Benzol bei. Die Benzol-Aufnahme über der Atemluft hingegen ist für den größten Anteil an der Gesamtexposition von Benzol verantwortlich. Über die Atemluft aufgenommen Benzolmenge, liegt zwischen 50 bis 100 µg pro Tag. Wobei die eingeatmete Benzolmenge in verkehrsreichen Gebieten höher ist als in verkehrsarmen ländlichen Gebieten. Da auch im Tabakrauch Benzol enthalten ist, nehmen Raucher bis zu mehreren hundert µg Benzol pro Tag zusätzlich auf. Dementsprechend stellt auch das Passivrauchen eine bedeutende Benzol-Aufnahmequelle dar.

Benzolaufnahmemenge bei Kleinkindern

Bei Kleinkindern findet die Benzolaufnahme aus über Lebensmittel vorwiegend aus Karottensäften statt. Der dabei aufgenommene Benzolgehalt liegt bei wenigen µg/Ltr. und liegt damit deutlich unter der, über die Atemluft aufgenommen Benzolmenge. Bei Kleinkindern wurde im Alter von unter einem Jahr die täglich eingeatmete Benzolmenge in...

in ländlichen Gebieten mit 15,3 µg,
in urbanen Gebieten mit 19,7 µg und
in urbanen Gebieten bei Passivrauch-Exposition mit 25,9 µg...

...ermittelt.

Höchstmengen, Grenzwerte

Für Erfrischungsgetränke und Karottensäfte wurden bislang keine Höchstwerte für Benzol festgelegt, zur Orientierung gilt die Verordnung über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch kurz Trinkwasserverordnung oder auch TrinkwV. Die Trinkwasserverordnung legt bei Trinkwasser einen Grenzwert bis zu einer Konzentration von 1 µg/Ltr. fest. Wobei Benzol als chemischer Parameter angesehen wird und man davon ausgeht, dass sich die Benzol-Konzentration im Leitungs- und Verteilungsnetz einschließlich der Trinkwasser-Installation in der Regel nicht mehr erhöht. Der von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) abgeleitete Richtwert (en.: guideline value) für Benzol in Trinkwasser beträgt mit 10 µg/Ltr. hingegen das 10-fache der Trinkwasserverordnung.

Ein gemeinsames Gremium der Welternährungsorganisation (FAO) und der WHO kam im Jahr 2009 zu der Auffassung, dass die Aufnahme von Benzol über Erfrischungsgetränke nicht bedeutend zur Benzol-Gesamtaufnahme beiträgt. Aus diesem Grund und weil es vom internationalen Getränkeverband bereits eine Empfehlungen zur Vermeidung einer Benzolbildung in Erfrischungsgetränken gibt, hat das Gremium bislang keine eigene Empfehlungen ausgesprochen.

Da Benzol krebserregend und genotoxisch wirkt, ist aus Sicht des Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) Benzol in Getränken grundsätzlich unerwünscht.

[1] Aromatische Kohlenwasserstoffe oder auch benzoide Kohlenwasserstoffe werden nach IUPAC Arene genannt. Es handelt sich um eine Stoffgruppe die aus cyclischen, planaren Kohlenwasserstoffen bestehen. Ihr Name stammt vom aromatischen Geruch der zuerst entdeckten Verbindungen dieser Stoffklasse. Aromatische Kohlenwasserstoffe sind wichtige Lösungsmittel und Rohstoffe für die chemische Industrie.

Zusammenfassung und Kurzinfos

Leukämie kann ausgelöst werden durch Benzol
Benzol darf bis zu einer Höchstmenge von 0,001 mg/Ltr enthalten sein in Trinkwasser
Benzol ist ein aromattischer Kohlenwasserstoff
Benzol ist enthalten im Aroma von geröstetem Kaffee
Benzol kann Auslöser sein für Krebs, Leukämie
Benzol kommt vor in nichtalkoholischen Erfrischungsgetränken
Benzol kommt vor in sterilisiertem Karottensaft

Quellen

Der Brockhaus Ernährung: Gesund essen - bewusst leben. Brockhaus, 2011 »
Reinhard Matissek, Werner Baltes: Lebensmittelchemie. Springer Spektrum, 2015 »
Der große Larousse Gastronomique. Christian, 2012 »
Hans-Joachim Rose: Die Küchenbibel: Enzyklopädie der Kulinaristik. Tre Torri Verlag, 2007 »
Prof. Dr. Waldemar Ternes, Alfred Täufel: Lebensmittel-Lexikon. Behr's Verlag, 2005 »