Infoblatt 02/10 für die fleischverarbeitende Industrie und für das entsprechende Gewerbe in der Schweiz und in Liechtenstein E621 Industriestr. 40 Postfach 134 FL-9487 Gamprin-Bendern Tel. +423 377 16 60 Fax +423 377 16 70 e-mail: info@gewuerzberger.com www.gewuerzberger.com ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften Life Sciences und Facility Management ILGI Institut für Lebensmittel- und Getränkeinnovation Grüental, Postfach 8820 Wädenswil Tel. 058 934 58 48 www.lsfm.zhaw.ch
Geschmacksverstärker Mononatriumglutamat E 621 Das Mononatriumglutamat E 621 ist ein Zusatzstoff, welcher als Geschmacksverstärker eingesetzt wird. Im Zusammenhang mit diesem Stoff bestehen grosse Unsicherheiten unter den Konsumenten bezüglich des sogenannten China-Restaurant-Syndroms : Schwindel, Unwohlsein, Herzklopfen und Kopfschmerzen traten bei Menschen immer wieder nach dem Verzehr von chinesischem Essen auf. Im Folgenden wird der Zusat zstof f Mononatriumglutamat näher erläuter t. Was ist Mononatriumglutamat? Das Mononatriumglutamat E 621 ist ein Zusatzstoff, der Gattung Geschmacksverstärker zugeordnet wird. Geschmacksverstärker intensivieren den Geschmack oder Geruch von Lebensmitteln, ohne selbst einen ausgeprägten Eigengeschmack zu besitzen [1]. Über die Sensibilisierung der Geschmackspapillen im Mund verstärkt es den Geschmack und hebt diesen hervor [3]. Der Verstärkungseffekt kann sich beispielsweise auf Phänomene wie Fülle, Volumen, Körper oder Frische eines Aromaeindruckes beziehen [10]. Der wichtigste Verstärker ist das Kochsalz (Natriumchlorid, NaCl); jedoch limitiert sein starker Eigengeschmack die Anwendung, während Glutamate nicht so selbstlimitierend sind [4]. In der reinen Form ist das Mononatriumglutamat ein weisses, wasserlösliches Kristallpulver, das fast keinen Eigengeschmack besitzt. Es ist das Natriumsalz der Glutaminsäure E 620. Die Glutaminsäure ist eine Aminosäure und ist für den Menschen nicht essentiell, das heisst, der Körper stellt eigene Glutaminsäure her. Sie kommt in jeder Zelle vor und ist somit in tierischen und pflanzlichen Proteinen enthalten. [4] Einige Lebensmittel wie Pilze, reife Tomaten oder Parmesan enthalten grosse Konzentrationen an freiem (d.h. nicht an Eiweiss gebundenes), natürlichem Glutamat (ca.0,1 bis 1 % des Gewichts). Ausserdem gibt es eine Alge (sog. Laminaria japonica), die die asiatische Küche schon vor dem Jahr 1500 wegen ihrer geschmacksverstärkenden Wirkung in ihren Speisen benutzte; auch sie ist eine Quelle von Glutamat. Herstellung Eine bakterielle Fermentation dient zur Herstellung von Mononatriumglutamat. Dazu wird das Bakterium Corynebacterium glutamicus in einem flüssigen Medium mit Zucker, Melasse oder Stärke als Substrat, welches überwiegend aus Getreide oder Kartoffeln gewonnen wird, gezüchtet. Dieses Bakterium scheidet Glutaminsäure aus, welche durch Filtration gewonnen werden kann. [6] Durch eine chemische Reaktion wird aus Glutaminsäure (E620) und Natriumhydroxid (E 524) oder Natriumcarbonat (E 500) Mononatriumglutamat (siehe Abbildung 1) hergestellt [12]. Abbildung 1. Strukturformel Mononatriumglutamat (Bildquelle: http://0.tqn.com/d/chemistry/1/0/e/l/1/msg.jpg [24.11.2010]) Verwendung Geschmacksverstärker werden in der Verordnung über die Kennzeichnung und Anpreisung von Lebensmitteln (LKV), Anhang 3, wie folgt definiert [14]: «Geschmackverstärker» sind Stoffe, die den Geschmack oder Geruch eines Lebensmittels verstärken. Geschmacksgebende Inhaltsstoffe gehen bei der Verarbeitung von Lebensmitteln etwa durch Hitzebehandlung, Gefrier- und Trocknungsprozesse oftmals verloren. Hier bietet sich die Zugabe von E 621 an [11]. Folgende Lebensmittelkategorien enthalten häufig Mononatriumglutamat: Würze, Streuwürze, Würzmischungen Suppenerzeugnisse Saucengrundstoffe Fertiggerichten Fleischzubereitungen und -erzeugnisse Gemüsezubereitungen (nicht erlaubt in rohem Gemüse oder Gemüsekonserven) Knabbererzeugnisse [10], [13] 2
Ersatzstoffe Eine industrielle Hauptquelle für das Glutamat - als Ersatzstoff für E 621 - ist das Hefeextrakt [7]. Während die in Eiweissen gebundene Glutaminsäure keinen Einfluss auf das Geschmacksempfinden hat, wirkt freies Glutamat als Geschmacksverstärker. Viele Lebensmittel, insbesondere Parmesan, Tomaten, Fisch und Soja enthalten verhältnismässig viel freie Glutaminsäure. Deshalb werden diese Lebensmittel pur oder in konzentrierter Form, etwa als Tomatenmark, Fisch- oder Sojasosse, zum Würzen von Gerichten genutzt. [12] Da Mononatriumglutamat mit einer E-Nummer deklariert werden muss, wird häufig nach einem Ersatzstoff gesucht, der keine E-Nummern-Deklaration verlangt ( clean label ). Ein Hydrolysat oder eine Würze gilt als Lebensmittel und wird als solches in der Zutatenliste des Endproduktes aufgeführt. Das Nennen der Zutat genügt, es besteht also keine Deklarationspflicht mit einer E-Nummer. Werden jedoch bei der Herstellung der Ersatzstoffe Zusatzstoffe als Geschmacksverstärker eingesetzt, muss die E- Nummer in der Zutatenliste erwähnt werden. Lebensmittelrechtliche Aspekte Definition Zusatzstoffe Zusatzstoffe werden in der Lebensmittel- und Gebrauchsgegenständeverordnung (LGV) Art. 2 Abs. 1 lit. l wie folgt definiert [15]: Stoffe, die Lebensmitteln aus technologischen oder sensorischen Gründen absichtlich direkt oder indirekt zugesetzt werden, mit oder ohne Nährwert, und die als solche oder in Form von Folgeprodukten ganz oder teilweise in diesen Lebensmitteln verbleiben, oder einem Lebensmittel zugesetzt werden, um diesem einen besonderen Geruch oder Geschmack zu verleihen (Aromen). Sie werden nach ihrem Einsatz und Funktion in Kategorien eingeteilt, wobei das Mononatriumglutamat zu der Kategorie Geschmacksverstärker gezählt wird [13]. Zulassung Ein Zusatzstoff darf in der Schweiz (analog zum EU-Lebensmittelrecht) nur verwendet werden, wenn er folgende Voraussetzungen erfüllt: Er muss gesundheitlich unbedenklich sein Er muss technologisch notwendig sein Der Verbraucher darf durch die Verwendung des Zusatzstoffes nicht getäuscht werden. Die Unbedenklichkeit von Zusatzstoffen ist durch das Positivprinzip gegeben, d.h. ein Stoff, der nicht in der Zusatzstoffverordnung [13] im Anhang 1 steht, darf nicht verwendet werden [1]. Die Zusatzstoffverordnung regelt die Zulässigkeit, Kennzeichnung und Höchstwerte von Lebensmittelzusatzstoffen. Die E-Nummer ist die Codenummer der Europäischen Union zur Identifizierung von Lebensmittelzusatzstoffen. Die E-Nummer erlaubt es, unabhängig von der Landessprache in jedem Land der Europäischen Union und Nicht-EU-Ländern die Verwendung eines Zusatzstoffes in Lebensmitteln zu identifizieren. Die Vergabe der «E»-Bezeichnung bedeutet auch, dass der betreffende Zusatzstoff für den Gebrauch in der EU aus gesundheitlicher Sicht als sicher eingestuft ist. [8] Das Mononatriumglutamat hat die E-Nummer E 621: Das «E» steht für Europa Die Nummer 621 ist spezifisch für Mononatriumglutamat Das Mononatriumglutamat ist mit Einhaltung einer Höchstmenge zulässig, was durch das Aufführen in Anhang 3 der Zusatzstoffverordnung kenntlich gemacht wird. Anhang 7 der Zusatzstoffverordnung regelt die Einsetzbarkeit und allfällige Einschränkungen in den verschiedenen Lebensmittelkategorien. Unbedenklichkeit ADI-Wert Der ADI-Wert (Acceptable Daily Intake) legt die höchste, tägliche Aufnahmemenge eines Zusatzstoffes fest, die lebenslang für einen Erwachsenen ohne erkennbare Gesundheitsrisiken zu sein scheint. Der Wert wird in g/kg Körpergewicht pro Tag angegeben. Der Konsument kann den ADI-Wert mit dem eigenen Körpergewicht multiplizieren und erhält so die empfohlene Höchst- Tagesdosis. Auf internationaler Ebene gibt es für die Festlegung ein gemeinsames Expertenkomitee, die von der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) und der Weltgesundheitsorganisation (WHO) eingerichtete JECFA (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives). Dieses Gremium sah anhand von durchgeführten Studien keine Notwendigkeit, den ADI-Wert des Mononatriumglutamats festzulegen. [11] Zugelassene Höchstmenge Bei der Höchstmenge handelt es sich um einen Toleranzwert im Sinne von Art. 10 Abs. 3 lit. a des Lebensmittelgesetztes vom 9. Oktober. Das heisst, der Wert ist tiefer angesetzt, als dies der Schutz der Gesundheit zwingend erfordern würde. Die Höchstmenge bezieht sich auf den Zustand des Lebensmittels, wie es in den Verkehr gebracht wird. Muss das Lebensmittel vor dem Verzehr noch einer Zubereitung unterzogen werden, bezieht sich die Höchstmenge auf das nach der Gebrauchsanweisung zubereiteter Lebensmittel. In der Zusatzstoffverordnung ist eine Höchstmenge für Mononatriumglutamat von 10 g/kg festgehalten. Dabei darf der Stoff einzeln oder als Summe von E 620, 621, 622, 623, 624 und 625 die Höchstmenge der 10 g/kg nicht überschreiten [13, Anhang 3]. Natürlich vorhandene Anteile an Glutamat bzw. Glutaminsäure werden nicht in die Höchstmenge miteinberechnet. [13] 3
Deklaration Die Kennzeichnung von Lebensmitteln wird durch die Verordnung über die Kennzeichnung und Anpreisung von Lebensmitteln, LKV [14] geregelt. Nach ihr müssen bei vorverpackten Lebensmitteln alle verwendeten Zusatzstoffe in der Zutatenliste des Lebensmittels mit ihrer Gattung und der Einzelbezeichnung oder der E-Nummer angegeben werden. [1] Beispiel: Geschmacksverstärker (Mononatriumglutamat) oder Geschmacksverstärker (E 621 Die Deklaration von Waren im Offenverkauf wird in Art. 36 der LKV geregelt: Bei offen angebotenen Lebensmitteln kann auf die Angaben nach Artikel 2 Absatz 1 in schriftlicher Form verzichtet werden, wenn die Information der Konsumentinnen und Konsumenten auf andere Weise gewährleistet wird (z. B. durch mündliche Auskunft). Eine mündliche Auskunft erfüllt die Anforderungen, sofern das Personal entsprechend ausgebildet ist (Fachkompetenz) und den Konsumenten unmittelbar zur Verfügung steht (Präsenz). Das Verkaufspersonal muss daher bei Nachfrage den Konsumenten auch über die Zugabe von E 621 informieren können. Bio-Produkte Die Bio-Verordnung [16] Art. 16k regelt, dass nur Zusatzstoffe für Bio-Produkte zulässig sind, wenn keine zulässigen Alternativen zu Verfügung stehen, oder wenn ohne diese Zusatzstoffe das Lebensmittel nicht hergestellt, haltbargemacht oder die ernährungsspezifischen Vorschriften eingehalten werden können. Die Verordnung über die biologische Landwirtschaft [17] zählt im Anhang 3 Teil A diejenigen Zusatzstoffe auf, die in der Bio- Produktion erlaubt sind. Dazu gehört das Mononatriumglutamat nicht. Sensorik Das Mononatriumglutamat hat einen angenehmen, leicht salzigsüssen Eigengeschmack. Erst durch die Zusammenwirkung mit anderen Inhaltsstoffen bewirkt das Mononatriumglutamat eine Intensivierung des sensorischen Eindrucks insbesondere bei fleischähnlichen Aromen, die im Englischen mit mouth satisfaction und im japanischen mit umami beschrieben wird. [10] Umami Abbildung 2. Die 5 verschiedenen Basisgeschmacksmodalitäten [5] Der Geschmack von Mononatriumglutamat wurde zum ersten Mal vom Japaner Kikunae Ikeda im Jahr 1908 beschrieben. Er isolierte den Stoff aus der Alge Laminaria japonica und erkannte, dass das Glutamat nicht den vier bereits bekannten Grundgeschmacksrichtungen zuzuordnen war. Er definierte einen fünften Basisgeschmack mit der Bezeichnung umami und argumentierte, dass der Geschmack umami dem Menschen als Indikator für proteinreiche Nahrung dient, so wie z.b. süss ein Indikator für kohlenhydratreiche Nahrung ist. Diese These wurde aber in späteren Jahren widerlegt [9] und heute gilt die allgemeinere Formulierung, dass der Geschmack umami Kalorien detektiert [5]. Geschmackswahrnehmung bitter umami süss sauer salzig Geschmacksverstärkung Die Wahrnehmung der 5 verschiedenen Geschmacksrichtungen wird über Rezeptoren, welche auf der ganzen Zunge verteilt sind, detektiert. Es gibt auf der Zunge Bereiche, auf denen bestimmte Geschmacksmodalitäten sensibler wahrgenommen werden. Diese Einteilung ist in Abbildung 3 dargestellt. Sie kann bei einer Degustation behilflich sein. [5] Abbildung 3. Geschmackswahrnehmung auf der Zunge (Bildquelle: https://www.wein-plus.de/images/magazin/zunge.jpg [23.11.2010]) Im Jahre 1948 wurde erkannt, dass das Beimischen von Mononatriumglutamat in den verschiedensten Lebensmitteln den Geschmack verstärkt. Vor allem in Suppen, aber auch in anderen nicht-süssen Lebensmitteln erkannte man die geschmacksverstärkende Wirkung des Stoffes. Studien über alle Altersgruppen hinweg ergaben, dass der Zusatz von Mononatriumglutamat die Beliebtheit des Lebensmittels steigert. [9] Neben den 4 Geschmacksrichtungen süss, bitter, sauer und salzig ist umami die jüngst definierte Geschmacksmodalität (Abbildung 2). Sie wird als fleischig bezeichnet. Der Konsument nimmt umami als attraktiv wahr und die Schwelle zur Geschmackserkennung im Lebensmittel (ca. 0.01mol/l) ist vergleichsweise zu den anderen Geschmacksrichtungen hoch. [5] 4
Kontroverse über gesundheitliche Risiken Die Frage nach der Verträglichkeit von Mononatriumglutamat, der Zusammenhang mit dem China-Restaurant-Syndrom, die diätischen Auswirkungen und weitere Aussagen sind Fragestellungen verschiedenster Studien. Im Folgenden werden die Ängste, welche bezüglich der Sicherheit von Mononatriumglutamat immer wieder kursieren, und deren Ursprünge aufgegriffen und erläutert. Beim Auftreten von Beschwerden im Zusammenhang mit Mononatriumglutamat spricht man von einer Nahrungsmittelintoleranz, da die Reaktion bereits beim ersten Kontakt auftreten kann und die Sensibilisierungsphase wie bei einer echten Allergie fehlt. Die Betroffenen reagieren nach dem Genuss bestimmter Nahrungsmittel wie Lebensmittelzusatzstoffen mit den gleichen Symptomen wie Allergiker. Eine Nahrungsmittelintoleranz lässt sich im Allergietest nicht nachweisen. [18] China-Restaurant Syndrom Nach dem Verzehr von chinesischem Essen wird teilweise das Auftreten von Kopfschmerzen, Steifheits- / Taubheitsgefühl im Nacken, Spannungsgefühl im Gesicht und Brust, Herzklopfen, Schwindelanfällen und anderen neurologischen Symptomen beobachtet. Dadurch entstand der Begriff China-Restaurant-Syndrom. Da die chinesische Küche reich an Glutamat ist, hat sich im Volksmund die Behauptung verfestigt, dass der Geschmacksverstärker Glutamat nach dessen Verzehr Auswirkungen auf das Wohlbefinden überempfindlicher Menschen haben kann. Dieser Zusammenhang konnte jedoch noch nie durch eine wissenschaftliche Studie bewiesen werden. [10] auf natürlich vorkommendes Glutamat in Nahrungsmitteln zu reagieren. [2] Diätische Eigenschaften Mononatriumglutamat kann hilfreich sein bei der Erhöhung der Nahrungsaufnahme bei älteren Personen, welche in den meisten Fällen eine reduzierte sensorische Wahrnehmung haben. Der Verlust an Geschmack und Geruch beginnt oft im Alter zwischen 60 und 70 Jahren. Untersuchungen in den USA haben gezeigt, dass der Verlust an Geschmack und Geruch zu einer Fehlernährung bei 1 von 4 Amerikanern führen kann. Mononatriumglutamat hat eine wichtige Rolle bei der Zurückführung des Geschmacks- und Geruchssinnes und somit auch bei der Freude an Nahrungsmitteln für viele ältere Personen. [2] Zusammenfassung Da die Zusatzstoffe in der Schweiz rechtlich über eine Positivliste freigegeben werden, sind diese sehr gut kontrolliert und werden kontinuierlich dem aktuellen Stand der Wissenschaft angepasst. Demzufolge gilt das Mononatriumglutamat mit dem vorgegebenen Höchstwert als sicher. Dennoch bietet die ordnungsmässige Etikettierung den Menschen, die es bevorzugen, kein zugesetztes Mononatriumglutamat einzunehmen, die Möglichkeit, dieses Produkt zu meiden. Jedoch muss sich der Konsument bewusst sein, dass die Substanz in vielen Lebensmitteln natürlicherweise enthalten ist und bei Verzicht auf E 621 das Glutamat trotzdem über die Ernährung eingenommen wird. Neuere Untersuchungen machen allerdings nicht mehr das Glutamat alleine, sondern ein biogenes Amin, das Histamin bzw. deren Zusammenspiel mit Glutamaten, für die Symptome verantwortlich. Möglicherweise spielen auch allergische oder pseudoallergische Reaktionen bei der Entstehung der Beschwerden eine Rolle. Abschliessende Untersuchungen liegen noch nicht vor. [11] Natürlich vs. künstlich Untersuchungen in den späten 1960 und frühen 1970 über die Rolle des Mononatriumglutamat im zentralen Nervensystem stellten die Sicherheit dieses Zusatzstoffes in Frage. Die Überarbeitung dieses Problems von FASEB (Federation of American Societies for Experimental Biology) ergab keinen Beweis für die Wirkung des Mononatriumglutamats bei der oralen Einnahme für neurotoxische Wirkungen beim Menschen. FASEB erbrachte ebenfalls den Beweis, dass frei verfügbares Glutamat aus handelsüblichen produzierten Quellen wie Mononatriumglutamat identisch ist mit frei verfügbarem Glutamat, welches natürlicherweise in den meisten, proteinreichen Nahrungsmitteln vorkommt. Tomaten und Parmesankäse haben einen sehr hohen Anteil an natürlich vorkommendem Glutamat. FASEB hat weiter bestätigt, dass der Körper nicht zwischen Glutamat, welches dem Nahrungsmittel zugeführt wurde, und natürlich vorkommendem Glutamat unterscheidet. Somit ist es nicht möglich, dass jemand eine unverträgliche Wirkung auf Mononatriumglutamat hat ohne 5
Literaturangaben [1] Bundesamt für Gesundheit (2007): Faktenblatt Zusatzstoffe. http://www.bag.admin.ch /themen /lebensmittel / 04861/ 04974/index.html?lang = de, (24.11.2010). [2] Schiffman, S. S. (1996): Update on monosodium glutamate: sensory roperties and safety, Nutrition 12(6), S. 451-452. [3] Knieriemen, H. (1999): E-Nummern, AT Verlag, Aarau. [4] Kuhnert, P. (2004): Zusatzstoffe kompakt, 1. Aufl. Behr s Verlag, Hamburg. [5] Hofmann, T. (2007): Sensorik, Vorlesungsunterlagen TU München (unveröffentlicht). [6] Food-Info (2010): Mononatriumglutamat E 621. http://www.food-info.net/de/intol /msg.htm, (24.11.2010). [7] Sachsenkräuter (2010): Mononatriumglutamat. http://www.schwarzwaldkraeuter.de/zutaten /Zutaten nicht/ Natriumglutamat/natriumglutamat.html, (23.11.2010). [8] Kirchsteiger-Meier, E., Kobler-Wehrli, S. (2010): Lebensmittelrecht: Deklaration von Lebensmitteln inkl. Zusatzstoffen, Vorlesungsunterlagen, Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Wädenswil (unveröffentlicht). [9] Beauchamp, G. K. (2009): Sensory and receptor responses to umami: an overview of pioneering work, Am J Clin Nutr 90 (3), S. 723-727. [10] Belitz, H.-D., Grosch W. (1992): Lehrbuch der Lebensmittelchemie, 4. Aufl. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg. [11] Redaktion F.A. Brockhaus (2001): Der Brockhaus Ernährung, F.A. Brockhaus GmbH, Leipzig Mannheim. [12] zusatzstoffe-online.de (2010): Mononatriumglutamat E 621. http://www.zusatzstoffe-online.de/zusatzstoffe/253.e621_mononatriumglutamat.html (23.11.2010). [13] Verordnung des EDI über die in Lebensmitteln zulässigen Zusatzstoffe (ZuV) vom 22. Juni 2007, Stand am 25. Mai 2009 (SR 817.022.31). [14] Verordnung des EDI über die Kennzeichnung und Anpreisung von Lebensmitteln (LK V) vom 23. November 2005, Stand am 1. November 2010 (SR 817.022.21). [15] Lebensmittel- und Gebrauchsgegenständeverordnung (LGV) vom 23. November 2005, Stand am 1. November 2010 (SR 817.02). [16] Verordnung über die biologische Landwirtschaft und die Kennzeichnung biologisch produzierter Erzeugnisse und Lebensmittel (Bio-Verordnung) vom 22. September 1997, Stand am 1. Januar 2010 (SR 910.18). [17] Verordnung über die biologische Landwirtschaft vom 22. September 1997, Stand am 1. Januar 2010 (SR 910.181). [18] aha! (2010): Nahrungsmittelallergien und -intoleranzen. http://www.ahaswiss.ch /index.cfm?parents _id =738 (25.11.2010)