Von der Bohne zum Kaffee. Mögliche Eintragswege für Kontaminanten und andere unerwünschte Stoffe

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1 Von der Bohne zum Kaffee Mögliche Eintragswege für Kontaminanten und andere unerwünschte Stoffe Dr. Katrin Hoenicke Eurofins Analytik GmbH

2 Definitionen Kontaminanten sind Substanzen, die dem Lebensmittel nicht absichtlich hinzugefügt werden, jedoch infolge der Gewinnung, Fertigung, Verarbeitung, Zubereitung, Behandlung, Aufmachung, Verpackung, Beförderung oder Lagerung oder infolge einer Verunreinigung durch die Umwelt im Lebensmittel vorhanden sein können. (Verordnung (EWG) Nr. 315/93) Abgrenzung zu Rückständen: Als Rückstände bezeichnet man Reste von Stoffen, die bei der Herstellung von Lebensmitteln bewusst eingesetzt werden (z.b. Pflanzenschutzmittel). 2

3 Rechtsvorschriften zu Kontaminanten Grundprinzipien des Europäischen Kontaminantenrechts sind in der Verordnung (EWG) Nr. 315/93 (Festlegung von gemeinschaftlichen Verfahren zur Kontrolle von Kontaminanten in Lebensmitteln) beschrieben 3

4 Rechtsvorschriften zu Kontaminanten Verordnung (EWG) Nr. 315/93: Es darf kein Lebensmittel in den Verkehr gebracht werden, das Kontaminanten in gesundheitlich und insbesondere toxikologisch nicht vertretbarer Menge enthält Es gilt das Minimierungsgebot (ALARA-Prinzip): As low as reasonable achievable Durch gute Herstellungspraxis auf allen Stufen ist der Gehalt an Kontaminanten in Lebensmitteln auf so niedrige Werte zu begrenzen, wie sinnvoll erreicht werden kann 4

5 Rechtsvorschriften zu Kontaminanten Höchstgehalte für Kontaminanten in der EU: Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 (konsolidierte Fassung 2018) Höchstgehalte für Kontaminanten in Deutschland: Verordnung zur Begrenzung von Kontaminanten in Lebensmitteln (Kontaminanten-Verordnung - KmV) vom

6 Spezielle Rechtsvorschriften zu Kaffee Ochratoxin A: Grenzwert (µg/kg)* Röstkaffee 5,0 Löslicher Kaffee 10,0 Acrylamid: * Gemäß Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 Richtwert (µg/kg)* Röstkaffee 400 Instant-Kaffee 850 Kaffeemittel a) ausschließlich aus Getreide b) aus einer Mischung von Getreide und Zichorie c) ausschließlich aus Zichorie 500 entsprechend dem relativen Anteil 4000 * Gemäß Verordnung (EU) Nr. 2017/2158 6

7 Weitere relevante Kontaminanten Umwelt Schwermetalle Aflatoxine Migration Mineralöle Prozess Furan PAKs 7

8 Allgemeine Rechtsvorschriften Lebensmittel- und Futtermittel-Gesetzbuch LFGB 5: Es ist verboten, Lebensmittel für andere derart herzustellen oder zu behandeln, dass ihr Verzehr gesundheitsschädlich im Sinne des Artikels 14 Absatz 2 Buchstabe a der Verordnung (EG) Nr. 178/2002 ist 44: Besteht Grund zur Annahme, dass ein Lebensmittel einem Verkehrsverbot nach Artikel 14 Absatz 1 der Verordnung (EG) Nr. 178/2002 unterliegt, hat der Lebensmittelunternehmer unverzüglich die zuständige Behörde zu unterrichten 8

9 Allgemeine Pflichten des Lebensmittelunternehmers Verordnung (EG) Nr. 178/2002 Basisverordnung Lebensmittelsicherheit Art. 14: Lebensmittel, die nicht sicher sind, dürfen nicht in Verkehr gebracht werden. Lebensmittel gelten als nicht sicher, wenn davon auszugehen ist, dass sie - gesundheitsschädlich sind - für den Verzehr durch den Menschen ungeeignet sind 9

10 Allgemeine Pflichten des Lebensmittelunternehmers Verordnung (EG) Nr. 178/2002 Basisverordnung Lebensmittelsicherheit Art. 14: Lebensmittel, die nicht sicher sind, dürfen nicht in Verkehr gebracht werden. Lebensmittel gelten als nicht sicher, wenn davon auszugehen ist, dass sie - gesundheitsschädlich sind - für den Verzehr durch den Menschen ungeeignet sind Art. 17: Lebensmittelunternehmer sorgen auf allen Produktions-, Verarbeitungs- und Vertriebsstufen dafür, dass Lebensmittel die Anforderungen des Lebensmittelrechts erfüllen und überprüfen die Einhaltung dieser Anforderungen 10

11 Allgemeine Pflichten des Lebensmittelunternehmers Verordnung (EG) Nr. 178/2002 Basisverordnung Lebensmittelsicherheit Art. 14: Lebensmittel, die nicht sicher sind, dürfen nicht in Verkehr gebracht werden. Lebensmittel gelten als nicht sicher, wenn davon auszugehen ist, dass sie - gesundheitsschädlich sind - für den Verzehr durch den Menschen ungeeignet sind Art. 17: Lebensmittelunternehmer sorgen auf allen Produktions-, Verarbeitungs- und Vertriebsstufen dafür, dass Lebensmittel die Anforderungen des Lebensmittelrechts erfüllen und überprüfen die Einhaltung dieser Anforderungen Art. 19: Entspricht ein Lebensmittel nicht den Anforderungen an die Lebensmittelsicherheit werden unverzüglich Verfahren eingeleitet, um das betreffende Lebensmittel vom Markt zu nehmen und die zuständigen Behörden unterrichtet 11

12 ROHKAFFEE Von der Bohne zum Kaffee 12

13 MYKOTOXINE Ochratoxin A (OTA) Aflatoxine 13

14 OCHRATOXIN A (OTA) 14

15 Was ist OTA und wie entsteht es? Schimmelpilzgift durch Aspergillus- und Penicilium-Arten gebildet Typisches Lagertoxin Nesterbildung, kann lokal in hohen Konzentrationen vorhanden sein Warme und feuchte klimatische Verhältnisse bei Ernte, Trocknung, Verarbeitung, Transport und Lagerung begünstigen die Bildung 15

16 Was ist OTA und wie entsteht es? Leitfaden Codex-Alimentarius zur Vermeidung der OTA Bildung während Reife, Ernte, Trocknung, Lagerung und Transport Code of Practice for the Prevention and Reduction of Ochratoxin A Contamination in Coffee Durch Präventionsmaßnahmen konnte das Vorkommen von OTA in Kaffee in den letzten Jahren deutlich reduziert werden Mittlere Konzentration an OTA in Röstkaffee liegt bei 0,8 µg/kg Relativ hitzestabil, bleibt beim Röstprozess weitestgehend erhalten 16

17 Toxikologische Bewertung Tierstudien zeigen eine mögliche krebserzeugende Wirkung Tolerierbare wöchentliche Aufnahme (TWI): 120 ng/kg Körpergewicht Annahme: - Röstkaffee mit 5 µg/kg OTA - 5 Tassen am Tag (8 g Kaffee / Tasse) -> 280 g Kaffee / Woche - 60 kg schwerer Mensch 23 ng OTA pro kg Körpergewicht und Woche durch Kaffee 17

18 Rechtliche Bewertung von OTA Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 Empfohlen wird die Prüfung des Rohkaffees, da OTA beim Röstprozess weitestgehend erhalten bleibt und in den wässrigen Kaffeeextrakt übergeht 18

19 Probenahme Mykotoxine können lokal in sehr hohen Konzentrationen vorhanden sein Probenahme ist entscheidend für die Beurteilung der Ware Vorschrift für die Probenahme zur amtlichen Kontrolle: Verordnung (EG) Nr. 401/2006 Anhang I, Abschnitt G Quelle: MG_2239.jpg 19

20 Probenahme Verordnung (EG) Nr. 401/2006 Röstkaffee - Anzahl Einzelproben abhängig vom Gewicht der Partie ( Stück) - Einzelprobe à 100 g (ergibt 1 10 kg) Vakuumverpackungen - 25% der üblichen Anzahl Einzelproben (3 25 Stück) Einzelhandel - Sammelprobe von mind. 1 kg Quelle: MG_2239.jpg 20

21 Probenahme Entnahme von bis zu 100 Einzelproben à 100 g Sammelprobe von bis zu 10 kg Vermahlung der Kaffeebohnen Slurry-Verfahren ( Wasseraufschlämmung ) zur Herstellung einer homogenen Gesamtprobe Analyse einer Teilprobe von g im Labor 22

22 AFLATOXINE 23

23 Was sind Aflatoxine und wie entstehen sie? Schimmelpilzgift durch Aspergillus-Arten gebildet ( A. flavus toxin ) Für Lebensmittel relevant sind Aflatoxin B1, B2, G1, G2 Feuchtwarmes Klima, unhygienische Ernte-, Transportund Lagerbedingungen fördern die Bildung Hitzestabil Nesterbildung Kaffeebohnen sind nur selten betroffen 24

24 Toxikologische Bewertung Toxisch am relevantesten ist Aflatoxin B1 Tierstudien zeigen eine mögliche krebserzeugende Wirkung, es gibt keine Festlegung von tolerierbaren Aufnahmemengen 25

25 Rechtliche Bewertung von Aflatoxinen Verordnung zur Begrenzung von Kontaminanten in Lebensmitteln (Kontaminanten-Verordnung KmV) Für Kaffee gilt ein allgemeiner Grenzwert für Aflatoxin B1 von 2,0 µg/kg bzw. für die Summe B1, B2, G1, G2 von 4,0 µg/kg Kaffee weist in der Regel keine oder nur Spuren von Aflatoxinen auf 26

26 SCHWERMETALLE Quecksilber 27

27 Schwermetalle Können u.a. über den Anbau auf belasteten Böden oder Bewässerung mit kontaminierten Wasser in pflanzliche Lebensmittel gelangen Toxikologisch relevant sind vor allem Belastungen mit Blei, Cadmium, Quecksilber und Arsen In der Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 werden Höchstgehalte für bestimmte Lebensmittel geregelt Kaffee gehört nicht zu den potentiell belasteten Lebensmitteln, daher sind auch keine Höchstgrenzen festgelegt 28

28 Quecksilber Verbot quecksilberhaltiger Pflanzenschutzmittel Ende 70er Jahre Verordnung (EG) Nr. 396/2005 ( Pestizidverordnung ): allgemeine Höchstmenge von 0,01 mg/kg Quecksilbergehalte sind, wenn vorhanden i.d.r. auf eine Kontamination durch die Umwelt zurückzuführen, kann in einigen Lebensmitteln die allgemeine Höchstmenge von 0,01 mg/kg überschreiten Verordnung (EU) Nr. 2018/73 zur Änderung der Verordnung (EG) Nr. 396/2005 Kaffeebohnen: max. 0,02 mg/kg Quecksilber Quelle: Federico Rostagno, 29

29 Quecksilber Verordnung (EU) Nr. 2018/73 zur Änderung Verordnung (EG) Nr. 396/2005 Kaffeebohnen: max. 0,02 mg/kg Quecksilber Kaffee weist in der Regel keine Kontamination mit Quecksilber auf Quelle: Federico Rostagno, 30

30 TRANSPORT Von der Bohne zum Kaffee Quelle: /IMG_2239.jpg 31

31 MOSH / MOAH Migration von Mineralölen 32

32 Was sind Mineralöle? Werden durch Destillation von Rohöl gewonnen Eingesetzt z.b. als Treibstoffe, Heizöl, Schmierstoffe oder Lösungsmittel Gemische unterschiedlicher Kohlenwasserstoffverbindungen Man unterscheidet im wesentlichen 2 Gruppen: MOSH = Mineral Oil Saturated Hydrocarbons (gesättigte Kohlenwasserstoffe) - Chemisch sehr ähnlich: POSH = Polyolefin Oligomeric Saturated Hydrocarbons (Kunststoff-Oligomere, z.b. aus Polyethylen, Polypropylen) MOAH = Mineral Oil Aromatic Hydrocarbons (aromatische Kohlenwasserstoffe, überwiegend 1 4 Ringsysteme und hoch alkyliert; hochkomplexe Mischungen) 33

33 Toxikologische Bewertung Toxikologische Bewertung von Mineralölen nicht abschließend möglich Mögliches krebserzeugendes Potential von MOAH kann nicht ausgeschlossen werden (EFSA 2012) Vorhandensein von Mineralölen in Lebensmitteln ist grundsätzlich unerwünscht (BfR) 34

34 Mögliche Eintragswege in der Erzeugung Schmieröle Feinstaub Kraftstoffe Pestizide Abgase 35

35 Mögliche Eintragswege beim Transport Schmieröle Staubbinder Jutesäcke (batching oil) Kartonagen Glanzmittel 36

36 Mögliche Kontaminationswege WAS Quelle MOSH MOAH Benzin / Diesel Umwelt / Ernteeinflüsse + +/- Pestizide Rückstände + +/- Trennöl (batching oil) in Jute / Sisal Säcken Transport, Lagerung + + Polypropylen Bags Transport, Lagerung POSH - Wellpappe / Dressing Transport, Lagerung + + Maschinen-Schmiermittel Schmierstellen, defekte Lager + + Paraffin / Paraffinöle Schmiermittel + +/- Druckfarben-Lösemittel Verpackung + + Karton aus Altpapier Verpackung + + Polyethylen / Polypropylen Verpackung POSH - 37

37 Rechtliche Bewertung Keine spezifischen rechtlichen Regelungen! Empfehlung (EU) Nr. 2017/84: Datensammlung zu Mineralölkontaminationen in Lebensmitteln inklusive der Ermittlung von potentiellen Quellen Neue Konzepte auf nationaler Ebene: Orientierungswerte 38

38 Rechtliche Bewertung Anlehnungswerte: MOSH: Übergänge von MOSH sollten so weit wie technisch möglich minimiert werden BfR-Richtwert für Lösemittel, die MOSH enthalten: max. 12 mg/kg (C10-C16) bzw. 4 mg/kg (C16-C20) für den Übergang auf Lebensmittel MOAH: Aufgrund des potenziell krebserregendem Potential sollte es in Lebensmitteln nicht nachweisbar sein Entwurf einer Nationaler Mineralölverordnung, 2017: max. 0,5 mg/kg für den Übergang aus Papier- und Kartonverpackungen auf Lebensmittel 39

39 Rechtliche Bewertung Aber: Mineralöle scheinen beim Aufbrühen nicht in das Kaffeegetränk überzugehen! 40

40 RÖSTUNG Von der Bohne zum Kaffee 41

41 PROZESSKONTAMINANTEN Acrylamid Furan PAKs 42

42 ACRYLAMID 43

43 Was ist Acrylamid und wie entsteht es? Produkt der sog. Maillard-Reaktion ( Bräunungsreaktion ) Bildet sich bei Erhitzung (> 120 C) aus natürlich vorkommenden Bestandteilen: Asparagin (Aminosäure) Reduzierende Zucker (z.b. Fructose) Gut wasserlöslich Entsteht hauptsächlich in gebackenen, gebratenen, frittierten oder gerösteten kohlenhydratreichen Lebensmitteln, wie beispielsweise Kartoffeln oder Kaffeebohnen 44

44 Toxikologische Bewertung Tatsächliche Wirkung von Acrylamid auf den Menschen ist nach wie vor nicht abschließend geklärt EFSA Bewertung 2015: Ausgehend von Ergebnissen aus Tierversuchen erhöht Acrylamid potentiell das Krebsrisiko für den Menschen Gegenwärtiger Grad der Exposition gegenüber Acrylamid durch Lebensmittel ist für alle Altersgruppen mit Blick auf seine karzinogene Wirkung bedenklich 45

45 Bildung von Acrylamid im Röstkaffee Acrylamide / µg/kg Final product time in process / sec Acrylamide Studies on acrylamide levels in roasting, storage and brewing of coffee. Lantz, I., Ternité, R., Wilkens, J., Hoenicke, K., Guenther, H., van der Stegen, G.H. Mol Nutr Food Res Nov; 50(11): Acrylamidbildung durchläuft ein Maximum während der Röstung von Kaffeebohnen 46

46 Bildung von Acrylamid im Röstkaffee Dunkle Röstgrade und lange Röstzeiten führen tendenziell zu geringen Acrylamidgehalten Während der Lagerung nimmt die Acrylamidkonzentration im Röstkaffee wieder ab Arabica weist tendenziell geringere Acrylamidgehalte auf als Robusta, was mit höheren Gehalten an Asparagin im Rohkaffee im Zusammenhang stehen könnte Eine enzymatische Behandlung des Rohkaffees mit dem Enzym Asparaginase baut den Precursor Asparagin ab und verringert so die Bildung von Acrylamid Nachteil: Verändert das Geschmacksprofil Akzeptanz beim Verbraucher? 47

47 Rechtliche Bewertung Verordnung (EU) Nr. 2017/2158 legt Richtwerte und Minimierungsmaßnahmen für die Senkung des Acrylamidgehalts in Lebensmitteln fest Richtwerte für Kaffeeprodukte: Gelten als Leistungsindikatoren zur Überprüfung der Wirksamkeit von Minimierungsmaßnahmen 48

48 Rechtliche Bewertung Zusätzlich müssen Minimierungsmaßnahmen und Kontrollen in das Hygienekonzept / HACCP-Konzept eingebunden und deren Wirkung durch Analyse des Acrylamidgehalts überprüft und dokumentiert werden (ausgenommen sind Kleinunternehmen) Rezeptur: Arabica vs. Robusta Optimierung Röstbedingungen (Temperatur und Zeit) und Sicherstellung der Kontrolle Wenn möglich Anwendung einer Behandlung mit Asparaginase testen 49

49 FURAN 50

50 Was ist Furan und wie entsteht es? Leicht flüchtige Substanz mit einem Siedepunkt von 31 C Schlecht wasserlöslich Als Bestandteil des Kaffeearomas bereits seit 1938 bekannt Bilde sich beim Erhitzen von Lebensmitteln z.b. aus Kohlenhydraten (inkl. Vitamin C) ß-Carotin Aminosäuren ungesättigten Fettsäuren Weitere relevante Furan-Verbindungen: 2- und 3-Methylfuran 2,5-Dimethylfuran 51

51 Bildung von Furan im Röstkaffee Hellere Röstung oder kürzere Röstzeiten führen zu geringeren Furangehalten - andererseits aber auch zu einer Erhöhung der Acrylamidkonzentration! Eine Reduzierung der Furankonzentration erfolgt: Während der Lagerung im geöffneten Paket Durch die Kaffeezubereitung Während des Warmhaltevorgangs des aufgebrühten Kaffees Bisher wenig Studien zu den Methylfuranen Konzentrationen von 2-Methylfuran im Kaffee scheinen bis zu 4 mal höher zu sein als die von Furan 52

52 Toxikologische Bewertung Ausgehend von Ergebnissen aus Tierversuchen zeigt Furan eine leberschädigende Wirkung und erhöht potentiell das Krebsrisiko Laut EFSA und JECFA könnte die Exposition gegenüber Furan aus Lebensmitteln Anlass zu gesundheitlichen Bedenken geben Zur Ableitung eines toxikologischen Grenzwertes sind weitere Studien erforderlich, es sei möglich dass der derzeit gewählte Bewertungsansatz das gesundheitliche Risiko überschätzt 53

53 Rechtliche Bewertung Keine gesetzlichen Höchstmengen oder Richtwerte EFSA, 2016: Aufruf zur Einreichung von Daten zu Furan und seinen Methylanalogen in Lebensmitteln vor dem Hintergrund der Erarbeitung einer Risikobewertung Höchste Gehalte wurden in geröstetem Kaffee ermittelt, welches am meisten zur Exposition bei Erwachsenen beiträgt Erarbeitung einer Furan-Toolbox unter Federführung von FoodDrinkEurope 54

54 PAK Polycyclische Aromatische Kohlenwasserstoffe 55

55 Was sind PAKs und wie entstehen sie? Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe Ubiquitär vorkommende Umweltkontaminanten, die bei Verbrennungsvorgängen gebildet werden Entstehen bei Herstellungs- und Behandlungsverfahren, bei denen Lebensmittel stark erhitzt werden oder mit Verbrennungsgase / Rauch in Kontakt kommen Substanzklasse mit etwa 250 verschiedenen Verbindungen Einige Vertreter weisen krebserregende Eigenschaften auf Leitsubstanz Benzo(a)pyren Wird zur Beurteilung des PAK-Gehalts in Lebensmitteln herangezogen wird. Plus zusätzlich drei weitere Marker-Vertreter (sogenannte PAK 4) 56

56 Rechtliche Bewertung In der Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 werden Höchstgehalte für bestimmte Lebensmittel geregelt Kaffee gehört nicht zu den potentiell belasteten Lebensmitteln, daher sind auch keine Höchstgrenzen festgelegt 57

57 RESÜMEE 58

58 Zusammenfassung Kontaminanten sind unerwünschte Stoffe, die während der Reife, Ernte, Trocknung, Lagerung, Transport, Verpackung und des Herstellungsprozesses in den Kaffee gelangen können Relevant für Kaffee und mit Grenz- bzw. Richtwerten hinterlegt sind Ochratoxin A und Acrylamid Upcoming issues sind Furan und Mineralöle Ochratoxin A sollte bereits im Rohkaffee untersucht werden Prozesskontaminanten (Acrylamid, Furan) und Mineralöle sollten im Endprodukt (Röstkaffee) untersucht werden Es darf kein Lebensmittel in den Verkehr gebracht werden, das Kontaminanten in gesundheitlich nicht vertretbarer Menge enthält Lebensmittelunternehmer ist dafür verantwortlich, dass ihre Lebensmittel die Anforderungen des Lebensmittelrechts erfüllen und die Einhaltung dieser Anforderungen überprüft wird 59

59 Fragen 60

60 Kontakt Dr. Katrin Hoenicke Eurofins Analytik GmbH Neuländer Kamp 1 D Hamburg Die in dieser Veröffentlichung enthaltenen Informationen entsprechen dem derzeitigen Stand unserer Kenntnisse und wurden sorgfältig geprüft. Dennoch kann keine Garantie für die Aktualität, Vollständigkeit und Richtigkeit übernommen werden. Eurofins haftet daher nicht für Schäden, die in Zusammenhang mit der Verwendung dieser Inhalte stehen.