Acrylamid, Acrylsäureamid, Prop-2-enamid

Englisch: acrylamide
Französisch: acrylamide
Italienisch: acrilamide
Spanisch: acrilamida

Inhaltsverzeichnis

• Acrylamid
• Entstehung von Acrylamid
• Lebensmitteln mit Acrylamid
• Gesundheitliche Aspekte
• Vermeidung von Acrylamid
• Industrielle Nutzung
• Zusammenfassung und Kurzinfos
• Quellen

Acrylamid gehört zur chemischen Gruppe der Amide. In reiner Form ist es ein weißes, geruchloses, kristallines Pulver, das in Wasser, Alkohol (Ethanol) und Ether löslich ist. Acrylamid hat die Summenformel C₃H₅NO und ist unter den Synonymen Acrylsäureamid und Prop-2-enamid bekannt. Seit circa 50 Jahren ist Acrylamid bekannt Und seit April 2002 ist bekannt, dass Acrylamid in Lebensmitteln vorkommen können. Acrylamid wird auch als so genannter Prozesskontaminant (en.: food borne toxin) bezeichnet. Ein Prozesskontaminant ist eine Substanz oder Verbindung, die ungewollt bei der Herstellung oder Zubereitung von Lebensmitteln freigesetzt wird und bei der eine toxische Wirkung nachgewiesen wurde.

Entstehung von Acrylamid

Acrylamid bildet sich, sobald bestimmte Zucker und Eiweiße bei Hitze miteinander reagieren. Es entsteht unter anderem, wenn stärkehaltige Lebensmittel wie Kartoffeln und Getreide mit wenig Wasser und über 120 °C zubereitet werden. Somit entsteht beim trockenen Garmethoden wie Frittieren, Braten oder Backen Acrylamid. Acrylamid ist ein Nebenprodukt des Bräunungsprozesses (siehe auch Maillard-Reaktion). Temperatur, Zeitdauer sowie Wasser- und Stärkeanteil in Lebensmitteln sind die wichtigsten Faktoren bei der Entstehung von Acrylamid. Acrylamid entsteht hauptsächlich aus dem Eiweißbaustein Asparagin in Gegenwart von reduzierenden Zuckern.

Lebensmitteln mit Acrylamid

Besonders betroffen sind Pommes frites, Rösti, Bratkartoffeln und Kartoffelchips. Aber auch in der dunklen Kruste von Brot kann viel Acrylamid enthalten sein. Je stärker die Bräunung der Lebensmittel ist, also je dunkle die Farbe, desto mehr Acrylamid können sie enthalten. Acrylamid entsteht zudem beim Rösten von Kaffeebohnen und wurde beispielsweise in Mais-Chips, Kartoffelchips, Cornflakes, Popcorn, Brot, Knäckebrot, Toastbrot, Zwieback, Kräcker, Lebkuchen, Spekulatius, Keksen, Knabbererzeugnisse, Kakaopulver in der Panierung von Fischstäbchen oder Schnitzel sowie in Kuchen und Gebäck nachgewiesen. Dabei ist es gleichgültig, ob die Lebensmittel industriell, im Handwerksbetrieb, in der Gastronomie oder im Haushalt zubereitet werden.

Mögliche Aufnahme von Acrylamid bei Ausschöpfung des Richtwertes für die entsprechende Lebensmittelgruppe bei täglichem Verzehr von:

Acrylamid in Trinkwasser

Auch in Trinkwasser kann Acrylamid gelangen, wenn in Ausnahemfällen bei der Wasseraufbereitung Polyacrylamide zur Flockung eingesetzt werden. Für den Verbraucherschutz wurde darum in Anlage 2 der Trinkwasserverordnung ein Grenzwert von 0,1 µg/ml festgelegt. Die zur Flockung eingesetzten Polyacrylamide gelten dann technischer Hilfsstoff.

Gesundheitliche Aspekte

Die durchschnittliche, tägliche Acrylamidaufnahme liegt in Europa bei 0,3 bis 0,8 µg pro Kilogramm Körpergewicht für Erwachsene und Normalverzehrer. So genannte Hochverzehrer können auf etwa 4 µg/kg Körpergewicht pro Tag kommen. Die aufgenommene Menge Acrylamid von Hochverzehrer liegt knapp unter den Werten, die Tieren im Zuge einer Studie zur Karzinogenität (Krebserzeugung oder Krebserregung) sowie einer Langzeitstudie zur Neurotoxizität (Nervenschädigung) aufgenommen haben.

Krebsgefahr durch Acrylamid

Im menschlichen Körper wird Acrylamid von Enzymen in der Leber zu Glycidamid umgewandelt. Glycidamid ist sehr reaktiv und kann sich direkt an die DNA, also an Moleküle im Erbgut heften. Das verhindert, dass der genetische Code vernünftig abgelesen werden kann. Das wiederum kann zu Mutationen führen und die Krebs auslösen können. Dieser Vorgang konnte in Tierversuchen (besonders an Ratten und Mäusen) nachgewiesen werden. Glycidamid wirkt also erbgutschädigend (genotoxisch) und hat sich bei Tieren als krebserregend erwiesen. Details zum Einfluss von Acrylamid auf den menschlichen Stoffwechsel sind jedoch noch weitgehend unerforscht. Eine Gesundheitsgefahr konnte bislang nur in Tierversuchen nachgewiesen werden. Inwiefern die Substanz für den Menschen auf gleiche Weise gefährlich ist, konnte aufgrund der unzureichenden Datenlage nicht zweifelsfrei nachgewiesen werden. Zur Sicherheit wird desshalb angenommen, dass die Ergebnisse aus den Tierversuchen auf den Menschen übertragbar sind und Acrylamid wahrscheinlich eine krebserregende Wirkung hat und das Erbgut verändern kann. Acrylamid wird darum als "wahrscheinlich krebserregend für den Menschen" eingestuft. Vorsorglich wird daher in der Lebensmittelproduktion versucht, die Entstehung von Acrylamid weitestgehend zu reduzieren und bestenfalls zu vermeiden.

Nervenschädigung durch Acrylamid

Nach einer Auswertung von Daten aus 17 Ländern nimmt der Durchschnittsverbraucher am Tag etwa ein Mikrogramm Acrylamid pro Kilogramm Körpergewicht auf. Durch den Verzehr von großen Mengen Kartoffelchips, Pommes frites, Kaffee, Bratkartoffeln oder Knäckebrot kann der Wert bis auf vier Mikrogramm ansteigen. Der Expertenrat der Weltlandwirtschafts- (FAO) und Weltgesundheitsorganisation (WHO) für Lebensmittelzusätze (JEFCFA) kamen zu dem Schluss, dass es nicht auszuschließen sei, dass diese Menschen Veränderungen an den Nervenzellen erleiden können.

Erhöhte Acrylamidaufnahme von Kinder

Aufgrund der durchschnittlichen täglichen Aufnahme von Acrylamid wird davon ausgegangen, dass Kinder im Allgemeinen eine zwei bis dreimal höhere Dosis je Kilogramm Körpergewicht aufnähmen als Erwachsene.

Vermeidung von Acrylamid

Wer ein paar Tipps beachtet, kann bei der Zubereitung von Speisen die Bildung von größeren Mengen Acrylamid vermeiden. Die Bildung von Acrylamid kann durch bestimmte Zubereitungsmethoden reduziert werden. Ganz vermeiden lässt sie sich bei Zubereitungsmethoden mit trockener Hitze jedoch nicht.

Backen

Beim Backen entsteht weniger Acrylamid, wenn die Temperaturen mit Umluft 180 °C und ohne Umluft 200 °C nicht überschreiten. Das gilt auch für Pommes, die im Backofen zubereitet werden, auch wenn auf der Verpackung höhere Gar-Temperaturen angegeben sind. Da die Dauer der Hitzezufuhr eine wichtige Komponente bei der Entstehung von Acrylamid ist, sollten die Lebensmittel nur so lange gebacken werden, wie sie unbedingt brauchen um gar zu werden. Backpapier als Unterlage auf dem Backblech 🛒 vermeidet eine zu starke Bräunung von unten. Acrylamid bildet sich vor allem in den Randschichten von Lebensmitteln. Helles Gebäck enthält weniger Acrylamid als dunkles. Ei oder Eigelb im Rezept verringert die Acrylamidbildung. Toast sollten nur kurz und leicht geröstet werden.

Frittieren

Beim Frittieren sollten die Temperatur von 175 °C nicht überschreiten werden, auch wenn auf Verpackungen höhere Werte angegeben sind. Die Temperatur werden am besten mit einem Zuckerthermometer 🛒 kontrolliert, da viele Haushaltsfritteusen die Temperaturen nicht zuverlässig messen. Da sich Acrylamid vor allem in den Randschichten von Lebensmitteln bildet, entsteht Acrylamid vor allem in Lebensmittel mit einer großen Oberfläche (bsp.: dünne Pommes). Bei Lebensmittel mit einer kleinen Oberfläche (bsp.: dicke Pommes) ist er Acrylamidanteil im Vergleich mit Lebensmitteln, die eine große Oberfläche haben geringer. Auch die Sorte und die Lagerung von Kartoffeln beeinflusst die Acrylamidbildung beim Erhitzen. Experten vermuten, dass der Acrylamidgehalt mit der Konzentration an Fructose und Glucose ansteigt. Durch den Stärkeabbau während des Lagerns wird Glucose freigesetzt. Auch niedrige Lagertemperaturen fördern den Abbau von Stärke. Grüne und angekeimte Kartoffeln weisen ebenfalls erhöhte Zuckerkonzentrationen auf. Gebratene oder frittierte Kartoffeln sollen darum möglichst aus frischer Ware ohne grüne Stellen oder Keimansätze zubereitet werden. Die Lagertemperatur von Kartoffeln sollte nicht unter 8 °C liegen. Zudem kann die Frittierdauer verkürzt werden, wenn die Kartoffeln vor dem Frittieren blanchiert worden sind; Eine kürzere Frittierzeit geht mit einem reduzierten Acrylamidgehalt einher.

Industrielle Nutzung

Acrylamid wird industriell genutzt, zum Beispiel:

• als Rohstoff für Kunststoffe (Polyacrylamid)
• zur Aufbereitung von Trinkwasser (so genanntes Flockungsmittel)
• bei der Erzgewinnung

Auflagen

Im Jahr 2011 hat sich die EU auf einen zulässigen Richtwert für Lebensmittel von 450 µg/kg geeinigt. Bis dahin galt in Deutschland ein noch strengerer Wert von 280&mnsp;µg/kg. Seit April 2018 gibt es europaweit neue Vorgaben für die Herstellung und Verarbeitung von Kartoffelerzeugnissen, Brot und Feinbackwaren, Frühstücksgetreideprodukte, Säuglingsnahrung, Kaffee und Kaffeeersatzprodukten. Ziel ist, die Acrylamidbelastung so weit wie möglich zu reduzieren. Je nach Größe des Betriebs ist eine Nachweis- und Dokumentationspflicht vorgesehen. Für Pommes frites sollen beispielsweise nur noch Kartoffelsorten mit einem geringen Stärkegehalt verwendet werden. Durch Blanchieren und Einweichen wird die Stärke zusätzlich ausgewaschen. Die Frittiertemperatur sollte nicht über 175 °C liegen und zudem so niedrig wie möglich sein. Die Bräunung sollte lediglich so stark sein, wie es für den Geschmack notwendig ist.

Eine Grundregel lautet: Vergolden, nicht verkohlen. Bräunungstabellen, Zeit- und Temperaturvorgaben helfen bei der Umsetzung.

Zusammenfassung und Kurzinfos

• Acrylamid bildet sich aus Asparagin
• Acrylamid gehört zu den Amiden
• Acrylamid ist ein Prozesskontaminant, Karzinogen
• Acrylamid kommt vor in Pommes frites, Rösti, Bratkartoffeln, Kartoffelchips, Brotkruste, Brot, Kaffeebohnen, Mais-Chips, Cornflakes, Popcorn, Knäckebrot, Toastbrot, Zwieback, Kräcker, Lebkuchen, Spekulatius, Keksen, Knabbererzeugnissen, Kakaopulver, Kuchen, Gebäck

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 »