Welche Gesundheitsrisiken birgt die Kontamination von Lebensmitteln mit 3-MCPD-, 2-MCPD- und Glycidyl-Fettsäureestern?

3-Monochlorpropandiol (3-MCPD) und 2-Monochlorpropandiol (2-MCPD) werden chemisch den Chlorpropanolen zugerechnet. Charakteristisch für diese Substanzgruppe ist, dass sie ein Glycerin-Grundgerüst aufweisen, bei dem eine Hydroxylgruppe durch ein Chloratom ersetzt ist. Bei 3-MCPD befindet sich das Chloratom an Position 3, bei 2-MCPD an Position 2. Die Fettsäureester bestehen aus dem Chlorpropanol, das mit einer oder zwei Fettsäureresten (Mono- und Diester) verestert ist.

Die chemische Struktur von Glycidol hat dasselbe Glycerin-Grundgerüst wie die Chlorpropanole, besitzt jedoch anstelle des Chloratoms eine Epoxidstruktur. Glycidyl-Fettsäureester sind entsprechend Verbindungen aus Glycidol, das mit einer Fettsäure (Monoester) verestert ist. 

Die Substanzen wurden in zahlreichen erhitzten Lebensmitteln, zum Beispiel in dunkel geröstetem Toastbrot, in der Rinde von Brot oder in Sojasaucen nachgewiesen. Freies 3-Monochlorpropandiol (3-MCPD) bzw. freies 2-Monochlorpropandiol (2-MCPD) kann entstehen, wenn fett- und gleichzeitig salzhaltige Lebensmittel im Herstellungsprozess hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Die estergebundenen Formen, also 2-MCPD-, 3-MCPD- sowie Glycidyl-Fettsäureester entstehen nach heutigem Wissensstand vor allem bei der Raffination pflanzlicher Fette und Öle, also bei Wärmebehandlungen zum Zweck von Reinigung und Veredlung. Rohe Öle enthalten noch verschiedene Begleitstoffe, die unter anderem aus Geruchs- und Geschmacksgründen unerwünscht sind und entfernt werden. Raffinierte, d.h. nicht naturbelassene (native) Speiseöle und Speisefette wie zum Beispiel Palmöl oder Palmfett, können daher 2-MCPD, 3-MCPD- sowie Glycidyl-Fettsäureester enthalten.

Für 2-MCPD wurden in 28-tägigen Toxizitätsstudien an Ratten nach wiederholter oraler Verabreichung bei hohen Dosierungen eine Schädigung der glatten Muskulatur, insbesondere im Herzmuskel (Kardiotoxizität) nachgewiesen. Zudem wurden schädliche Effekte in den Nieren der Versuchstiere (Nephrotoxizität) beobachtet. Die aktuell für 2-MCPD und seine Fettsäureester verfügbaren toxikologischen Daten sind jedoch unvollständig. Für die Ableitung eines gesundheitsbasierten Richtwertes im Rahmen einer Risikobewertung werden insbesondere Langzeitstudien zur dosisabhängigen Toxizität benötigt. Darüber hinaus fehlen weitere Informationen zum Wirkungsmechanismus und zur Toxikokinetik.

Anders ist die Situation bei 3-MCPD und seinen Fettsäureestern. Eine Studie mit Ratten zur oralen Bioverfügbarkeit hat gezeigt, dass 3-MCPD-Fettsäureester bei der Resorption im Darm weit-gehend vollständig unter Freisetzung von 3-MCPD gespalten wird. In toxikologischen Langzeitstudien wurde nach Verabreichung von 3-MCPD an Versuchstiere eine Zunahme der Zellzahl (Hyperplasie) in den Nierentubuli als empfindlichster Endpunkt beobachtet. In höheren Dosierungen wurden bei den behandelten Tieren gutartige Tumoren ausgelöst. Eine erbgutschädigende Wirkung von freiem 3-MCPD wurde nicht nachgewiesen. Nach derzeitigem Kenntnisstand ist somit davon auszugehen, dass die in der Tierstudie mit freiem 3-MCPD beobachteten kanzerogenen Effekte ausschließlich bei höheren Dosierungen auftreten.

Die EFSAkurz fürEuropean Food Safety Authority (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) hat im Jahr 2018 eine Analyse der Dosis-Wirkungsbeziehungen für 3-MCPD und seine Fettsäureester vorgenommen. Als sensitivster Endpunkt wurde das gehäufte Auftreten von Hyperplasien in den Nieren der männlichen Versuchstiere angesehen.

Die EFSAkurz fürEuropean Food Safety Authority (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) ermittelte aus den vorliegenden toxikologischen Daten einen Referenzpunkt (BMDLkurz fürBenchmark Dose Lower Confidence Limit₁₀) von 200 µgkurz fürMikrogramm/kgkurz fürKilogramm Körpergewicht und Tag (männliche Ratten). Als BMDLkurz fürBenchmark Dose Lower Confidence Limit₁₀ wird ein toxikologischer Schätzwert der niedrigsten Dosis bezeichnet, die im Tierexperiment mit 95%iger Sicherheit eine Krebsinzidenz von weniger als 10% verursacht. Auf der Basis dieses Wertes leitete die EFSAkurz fürEuropean Food Safety Authority (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) unter Anwendung eines Unsicherheitsfaktors von 100 einen Wert für die tolerierbare tägliche Aufnahme (TDIkurz fürTolerable Daily Intake (tolerierbare tägliche Aufnahmemenge); Tolerable Daily Intake) für 3-MCPD von 2 µgkurz fürMikrogramm/kgkurz fürKilogramm Körpergewicht ab. Das bedeutet für Verbraucherinnen und Verbraucher, dass bei einer täglichen Aufnahme von bis zu 2 µgkurz fürMikrogramm 3-MCPD je kgkurz fürKilogramm Körpergewicht gesundheitliche Beeinträchtigungen nicht zu erwarten sind. Dies schließt den Anteil an 3-MCPD mit ein, welcher zunächst als Fettsäureester aufgenommen und dann im Darm freigesetzt wird.

Glycidol besitzt genotoxische und kanzerogene Eigenschaften und wurde von verschiedenen wissenschaftlichen Gremien (IARC, MAK-Kommission) als wahrscheinlich krebserregend für den Menschen eingestuft. Studien zur oralen Bioverfügbarkeit haben gezeigt, dass Glycidyl-Fettsäureester im Organismus gespalten werden, wobei Glycidol nahezu vollständig freige-setzt wird. Daher werden die Glycidyl-Fettsäureester aus toxikologischer Sicht wie Glycidol behandelt. Aufgrund des genotoxischen Potenzials von Glycidol können für Glycidyl-Fettsäureester keine unbedenklichen Aufnahmemengen festgelegt werden.

Für erbgutverändernd (genotoxisch) und krebserzeugend (kanzerogen) wirkende Substanzen wie Glycidol oder Glycidylfettsäureester gilt in der Europäischen Union (EU) generell die Empfehlung, die Gehalte in Lebensmitteln so weit zu minimieren, wie dies vernünftigerweise erreichbar ist (ALARA-Prinzip: as low as reasonably achievable).

Die Verbindungen wurden in raffinierten Speiseölen und Speisefetten wie zum Beispiel Palmöl und Palmfett nachgewiesen sowie in Lebensmitteln, die daraus hergestellt wurden, wie zum Beispiel Margarine, Back- und Konditoreiwaren und frittierte Produkte, aber auch verschiedene Snack-Produkte, süße Brotaufstriche (Nuss-Nougatcreme) sowie Säuglingsanfangs- und Folgenahrung.

Eine Zusammenstellung von Gehaltsdaten in Lebensmitteln auf dem deutschen Markt aus den Jahren 2012-2017 findet sich in dem Bericht des BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung aus dem Jahr 2020, der im Jahr 2022 nochmals aktualisiert wurde. Hohe 3-MCPD Durchschnittsgehalte wurden in gebratenen Fischstäbchen, Brathering sowie in süßem Brotaufstrich und damit gefülltem Feingebäck und Croissants nachgewiesen. Süße Brotaufstriche und gefülltes Feingebäck wiesen ebenfalls hohe Gehalte an Glycidyl-Fettsäureestern auf. 

Aktuelle Daten aus der ersten deutschen Total Diet (BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung MEAL) Studie aus den Jahren 2019-2021 bestätigen, dass gefüllte feine Backwaren nach wie vor hohe Gehalte an Glycidyl- Fettsäureestern sowie 2- und 3-MCPD-Fettsäureester aufweisen. Fischstäbchen und Pommes Frites können abhängig vom Bräunungsgrad und der Art der Erhitzung (in der Fritteuse, der Heißluftfritteuse oder im Backofen) ebenfalls höhere Gehalte dieser hitzebedingten Kontaminanten enthalten.

Die EFSAkurz fürEuropean Food Safety Authority (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) kommt in ihren Stellungnahmen aus den Jahren 2016 und 2018 zum Ergebnis, dass die ExpositionDialog schließenExpositionExpositionZum Glossareintrag in der erwachsenen Bevölkerung den neu etablierten TDIkurz fürTolerable Daily Intake (tolerierbare tägliche Aufnahmemenge)-Wert von 2 µgkurz fürMikrogramm/kgkurz fürKilogramm Körpergewicht pro Tag nicht überschreitet. Lediglich bei jüngeren Personengruppen, hier insbesondere bei Vielverzehrern und Säuglingen, die ausschließlich Säuglingsnahrung erhalten, überschreitet die Aufnahme von 3-MCPD und seinen Fettsäureestern den TDIkurz fürTolerable Daily Intake (tolerierbare tägliche Aufnahmemenge)-Wert geringfügig. 

Eine Bewertung des BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung aus dem Jahr 2020, die im Jahr 2022 nochmals aktualisiert wurde, gelangte auf der Basis von neueren Gehaltsdaten und unter Verwendung von national erhobener Verzehrsdaten zu ähnlichen Ergebnissen. Für erwachsene Normal- und Vielverzehrer ist auf Grundlage der durchgeführten Expositionsschätzung keine Überschreitung des TDIkurz fürTolerable Daily Intake (tolerierbare tägliche Aufnahmemenge)-Werts von 2 μg/kgkurz fürKilogramm Körpergewicht pro Tag festzustellen. Im Gegensatz dazu wurde für Kinder und für Säuglinge eine zum Teil deutliche Überschreitung des TDIkurz fürTolerable Daily Intake (tolerierbare tägliche Aufnahmemenge) festgestellt. Ein erhöhtes gesundheitliches Risiko bei langfristigem Verzehr ist daher in diesen Bevölkerungsgruppen möglich. Externer Link:https://www.bfr.bund.de/stellungnahme/gesundheitliche-risiken-durch-hohe-gehalte-an-3-mcpd-und-glycidyl-fettsaeureestern-in-bestimmten-lebensmitteln-moeglich/

Um die Exposition gegenüber 3-MCPD und 3-MCPD-Fettsäureester zu senken, wurden in der Europäischen Union (EU) mit der Verordnung (EU) Nr. 2020/1322 Höchstgehalte für bestimmte Lebensmittel festgelegt. Diese Höchstgehalte gelten seit Januar 2021. Aktuelle Daten zum Vorkommen von 3-MCPD und 3-MCPD-Fettsäureester in Lebensmitteln aus den Jahren 2020–2022 aus Monitoringprogrammen der Mitgliedstaaten deuten darauf hin, dass bei guter Praxis bereits niedrigere Werte an 3-MCPD und 3-MCPD-Fettsäureestern in bestimmten Lebensmitteln erreicht werden können. Daher wurden in der EU mit der Verordnung (EU) 2024/1003 die Höchstgehalte für 3-Monochlorpropandiol (3-MCPD) und 3-MCPD-Fettsäureester in Säuglingsanfangsnahrung, Folgenahrung, Lebensmitteln für besondere medizinische Zwecke für Säuglinge und Kleinkinder sowie in Kleinkindnahrung nochmals abgesenkt. Diese neuen Höchstgehalte gelten seit dem 1. Januar 2025. 

Aktuell lässt sich noch nicht zuverlässig beurteilen, in welchem Ausmaß das Risiko für bestimmte Bevölkerungsgruppen durch die Einführung bzw. Absenkung von Höchstgehalten gemindert werden konnte. 

Für Glycidol und Glycidyl-Fettsäureester ist die Ableitung einer gesundheitlich unbedenklichen Aufnahmemenge nicht möglich, da sich nach aktuellem Kenntnisstand für krebserzeugende Substanzen mit einem DNA-reaktiven Wirkmechanismus keine untere Wirkschwelle ermitteln lässt. Stattdessen erfolgt die Risikocharakterisierung in der Regel anhand des Margin of Exposure (MOEkurz fürMargin of Exposure)-Konzepts. Der MOEkurz fürMargin of Exposure ist der Quotient aus einem geeigneten toxikologischen Referenzpunkt und der Exposition gegenüber der Substanz beim Menschen.

Basierend auf Untersuchungen an Ratten wurde als Referenzpunkt für die kanzerogenen Effekte von Glycidol ein T25-Wert (die chronische Dosis, bei der bei 25 % der Versuchstiere innerhalb ihrer Lebensspanne Krebs in einem bestimmten Gewebe entsteht) von 10,2 mgkurz fürMilligramm/kgkurz fürKilogramm KG und Tag ermittelt. Eine Exposition gegenüber Glycidol bzw. Glycidyl-Fettsäureestern wird mit Blick auf die öffentliche Gesundheit als wenig bedenklich angesehen, wenn der auf Basis dieses Referenzpunkts ermittelte MOEkurz fürMargin of Exposure 25.000 oder mehr beträgt.

Auf der Grundlage dieses MOEkurz fürMargin of Exposure-Ansatzes stellten die EFSAkurz fürEuropean Food Safety Authority (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) und das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung fest, dass vor allem jüngere Bevölkerungsgruppen, insbesondere nicht-gestillte Säuglinge, die ausschließlich mit industriell gefertigter Säuglingsmilchnahrung (Anfangs- und Folgemilch) ernährt werden, gesundheitlich bedenkliche Mengen an Glycidol aufnehmen können.

Um die Exposition gegenüber Glycidyl-Fettsäureester zu senken, wurden in der Europäischen Union (EU) mit der Verordnung (EU) Nr. 2020/1322 Höchstgehalte für bestimmte Lebensmittel festgelegt. Diese Höchstgehalte gelten seit Januar 2021. 

Aktuell lässt sich noch nicht zuverlässig beurteilen, inwieweit das Risiko für bestimmte Bevölkerungsgruppen durch die Einführung von Höchstgehalten gemindert werden konnte.

3-MCDP-, 2-MCPD- und ihre Fettsäureester sowie Glycidyl-Fettsäureester entstehen unvermeidlich, wenn fett- und gleichzeitig salzhaltige Lebensmittel hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Entsprechend werden die Substanzen in zahlreichen erhitzten Lebensmitteln nachgewiesen. Bei verarbeiteten Lebensmitteln, die bereits erhitzt werden, bevor sie in den Handel gelangen, können ihre Gehalte nur durch Anpassung der Produktions- und Verarbeitungsverfahren gesenkt werden. Um die Aufnahme über solche Lebensmittel zu verringern, sollten Verbraucher bestimmte Lebensmittel, von denen bekannt ist, dass sie besonders hohe Gehalte aufweisen, nur in Maßen konsumieren.

Allerdings können 3-MCDP-, 2-MCPD- und ihre Fettsäureester sowie Glycidyl-Fettsäureester als prozessbedingte Kontaminanten auch bei der Zubereitung von Speisen zu Hause entstehen. Fleisch oder Gemüse sollte daher besser ungesalzen in Öl oder Fett gebraten werden. Gesalzen werden kann dann nach dem Bratvorgang. Bei Pommes Frites und Fischstäbchen ist auch der Bräunungsgrad entscheidend (je brauner, desto höher die Gehalte dieser Substanzen), aber auch die Art der Erhitzung (Fritteuse, Heißluftfritteuse oder Backofen). In der BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung-MEAL-Studie wiesen Lebensmittel, die vorgebraten und/oder mit pflanzlichen Ölen frittiert wurden, wie z. B. Fischstäbchen und Pommes frites, höhere Werte auf. 

Säuglingsmilchnahrung ist in der Zusammensetzung auf die speziellen Bedürfnisse von Kindern in den ersten Lebensmonaten abgestimmt. Ihre Herstellung erfolgt aus einzelnen Komponenten entsprechend den aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen zum Nährstoffbedarf. Seit langer Zeit werden für den Fettanteil raffinierte pflanzliche Fette verwendet. Aufgrund des Nachweises von 3-Monochlorpropandiol (3-MCPD)-, 2-Monochlorpropandiol (2-MCPD)- und Glycidyl-Fettsäureestern in diesen Fetten kommen diese Verbindungen auch in Säuglingsmilchnahrung vor. Die Gehalte dürfen die auf EU-Ebene festgelegten Höchstgehalte aber nicht überschreiten.

Grundsätzlich gibt es für die Ernährung von nicht gestillten Säuglingen keine Alternative zu industriell gefertigter Säuglingsmilchnahrung. Nur so kann eine optimale Ernährung sicher-stellt werden, wenn nicht gestillt wird. Das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung empfiehlt daher Eltern, ihre Säuglinge, sofern diese nicht gestillt werden, bei Bedarf wie bisher mit den speziell für sie hergestellten Produkten zu ernähren, weil diese Produkte für den Säugling lebenswichtige Nährstoffe in der richtigen Zusammensetzung enthalten.