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Acrylamid: Wie entsteht die berüchtigte Substanz, wie gefährlich ist sie wirklich, was kann man dagegen tun?

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Es ist die perfekte Misere: Der womöglich Krebs erregende Stoff steckt in Keksen und Knäckebrot, in Kaffee und Müslimischungen. Auch in Chips und Pommes Frites ist er reichlich vorhanden. Und selbst in Vanillekipferln und Lebkuchen, so wurde in der Vorweihnachtszeit gemeldet, wird man fündig. Wie und wo Acrylamid entsteht, was es bewirkt und welche Gefahren es birgt, darüber berichtet bild der wissenschaft in seinem am 21. Januar erscheinenden Heft 2/2003. Da das Thema viele bewegt und alle betrifft, veröffentlichen wir diesen Beitrag von Martin Lindner schon vorab im Internet.

„Wir haben es mit dem größten Lebensmittelproblem der letzten Jahren zu tun“, urteilt die Sprecherin des Bundesinstituts für Risikobewertung Irene Lukassowitz. Sie spricht von Acrylamid, einer Substanz, die zwar seit langem aus der Herstellung von Kunststoffen, Pappe oder Farben bekannt ist, doch erst kürzlich und völlig überraschend auch in zahlreichen Lebensmitteln entdeckt wurde. Als schwedische Wissenschaftler von ihrem Fund im vergangenen April berichteten, staunte die Fachwelt – und erschrak zugleich über die möglichen Folgen. Denn aus Tierversuchen ist bekannt, dass Acrylamid zumindest bei Ratten Tumore in Schilddrüse, Hoden und Brust verursacht. Ist der Stoff also auch für den Menschen ein schleichendes Gift im täglich Brot?

Inzwischen ist selbst die Lebensmittelindustrie hellhörig geworden – und auch die Politik hat reagiert. So ist im August ein vom Bundesverbraucherministerium initiiertes Programm angelaufen, das durch ständige Lebensmittelkontrollen und verbesserte Produktionsmethoden die Acrylamid-Konzentrationen in der Nahrung senken soll. Denn jüngste Forschungsergebnisse zeigen, wie sich die giftige Substanz im Essen zumindest teilweise vermeiden lässt.

Dabei war lange Zeit nicht einmal klar, warum Acrylamid überhaupt in der Nahrung auftaucht. Im Gegensatz zu den in der Vergangenheit aufgedeckten Skandalen gelangt der Stoff nicht durch illegale Beimengungen in die Lebensmittel. Vielmehr entsteht er als Nebenprodukt beim Braten, Rösten, Backen oder Frittieren – und dies sowohl in der Lebensmittelfabrik als auch am heimischen Herd.

„Möglicherweise ist Acrylamid in der Nahrung enthalten, seit der Mensch das Feuer erfunden hat“, kommentiert der Acrylamid-Spezialist Dr. Josef Schlatter vom Schweizer Bundesamt für Gesundheit. Das sei freilich kein Grund, das Problem zu ignorieren. Denn immerhin scheint die Krebsgefahr durch Acrylamid um Zehnerpotenzen wahrscheinlicher zu sein als durch andere, seit langem von Krebsmedizinern beargwöhnte Stoffe wie das Schimmelpilzgift Aflatoxin oder Benzopyren, das beim Braten und Räuchern von Fleisch entstehen kann.

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Acrylamid kommt in derart vielen Lebensmitteln vor, dass ihm wohl niemand ganz entgehen kann. Während sich die Substanz in gebratenem Fleisch offenbar nur in Spuren findet, scheinen viele Getreide- und Kartoffelprodukte besonders belastet zu sein. Immer wieder in den Schlagzeilen waren vor allem zwei: Chips und Pommes frites. Immerhin ist inzwischen teilweise geklärt, auf welchem Weg das Gift in die Fastfood-Leckereien hineinkommt. Wie zwei Teams um den britischen Forscher Donald Mottram von der University Of Reading und um Richard Stadler vom Nestlé Research Center in Lausanne kürzlich berichteten, spielt dabei die so genannte Maillard-Reaktion eine Schlüsselrolle. Bei dem Vorgang, den der französische Chemiker Louis Camille Maillard schon vor rund 90 Jahren beobachtete, verbinden sich Eiweiße und Zucker unter hohen Temperaturen zu neuen Molekülen. Das ist zwar durchaus gewünscht. Dabei entstehen zahlreiche Pigmente und Aromastoffe, die die Brotkruste erst ansehnlich, den Braten erst schmackhaft und die Pommes frites erst knusprig machen.

Doch die Sache hat eine Kehrseite: Acrylamid bildet sich offenbar über genau die gleichen chemischen Reaktionswege, vor allem dann, wenn ein Nahrungsmittel die Aminosäure Asparagin enthält. Tatsächlich findet sich Asparagin in vielen Getreide- und vor allem Kartoffelsorten in hohem Maße. „Das ist freilich noch nicht die ganze Wahrheit“, wendet der Hagener Lebensmittelchemiker Christian Gertz ein. Denn Asparagin sei zwar eine wahrscheinliche Hauptquelle für den Giftstoff. Doch dürften auch andere Aminosäuren zur Acrylamidbildung beitragen, die zudem von vielen weiteren Faktoren abhängig zu sein scheint, wie Gertz jüngst nachgewiesen hat. So spielt der Wassergehalt von Lebensmitteln ebenso eine Rolle wie die Back- oder Frittier-Temperatur, der pH-Wert und selbst die Art des verwendeten Frittier-Öls. Die derart komplexen – und noch längst nicht völlig verstandenen – Entstehungsmechanismen dürften auch erklären, warum beispielsweise eine Knäckebrotsorte 20-mal mehr Acrylamid enthält als eine andere.

Genau hier ließe sich freilich ansetzen, um die teilweise bedenklichen Konzentrationen zu minimieren. So verringert sich der Acrylamid-Gehalt bereits, wenn bei der Produktion von Knäckebrot die Kanten nicht mehr so braun gebacken oder bei der Herstellung von Chips die Frittiertemperaturen gesenkt werden. Auch Kartoffelsorten mit niedrigem Asparagin-Anteil könnten in Zukunft viele Produkte sicherer machen. Unterdessen versuchen Forscher noch eine ganz andere Frage zu klären: Was geschieht mit Acrylamid im Körper? Denn dass die Substanz in Lebensmitteln vorkommt, sagt noch nichts darüber aus, in welchem Maß – und durch welche Mechanismen – sie den Organismus schädigt. Gängige Hypothese ist, dass ein Teil des Acrylamids über ein spezielles Enzymsystem abgebaut wird, das so genannte Cytochrom P 450-System. Es spielt bei zahlreichen Entgiftungsvorgängen in der Leber eine Rolle und hat sich offenbar beim Menschen im Laufe der Evolution besonders stark entwickelt. So verwandelt das Cytochrom P 450-System hochgiftige Kohlenwasserstoff-Verbindungen, die beispielsweise bei der Verbrennung von Feuerholz entstehen, in wasserlösliche Moleküle. Die können dann über den Harn wieder ausgeschieden werden.

Das Problem dabei: Während der Entgiftungsprozesse bilden sich mitunter auch Zwischenprodukte, die zwar keine akute Gefahr mehr bedeuten – auf Dauer aber die DNA schädigen und Krebserkrankungen begünstigen können. Sprich: Der Körper produziert einen Teil der Krebsgifte selbst. So offenbar auch beim Acrylamid. Denn daraus entsteht im Organismus das Folgeprodukt Glycidamid – „die eigentliche Krebs auslösende Komponente“, wie Prof. Helmut Greim von der Technischen Universität München urteilt. Glycidamid binde sich an die DNA und führe dadurch zu gefährlichen Mutationen. „Allerdings wird beim Menschen weniger Glycidamid gebildet als bei Mäusen oder Ratten“, sagt Greim – weshalb auch das Krebsrisiko möglicherweise geringer sei, als dies Tierversuche nahe legen. Josef Schlatter hält diese Argumentation indes für wenig überzeugend. Denn noch sei unklar, ob die Glycidamid-Bildung tatsächlich der einzige Krebs auslösende Mechanismus ist. Zudem sei keineswegs ausgemacht, wie stark – und ob überhaupt – genetische Unterschiede zwischen Mensch und Tier ins Gewicht fallen.

Dennoch betrachtet auch Schlatter mit Skepsis die ins Kraut schießenden Spekulationen, wie viele Menschen sich durch Acrylamid eine Krebskrankheit einhandeln könnten. Bekannt ist, dass sich wahrscheinlich rund ein Drittel aller Krebsleiden auf Ernährungsfaktoren zurückführen lässt. Schwedische Wissenschaftler hatten hoch gerechnet, hinter jedem achten dieser ernährungsbedingten Tumore stecke möglicherweise Acrylamid. Demnach würde es in Deutschland jedes Jahr 10 000 bis 15 000 Krebserkrankungen verursachen.

Genauso gut könnten es aber auch 100 bis 150 sein, betont Schlatter. Denn zwar sei unstrittig, dass Acrylamid in Experimenten Tumore auslöst, wenn die Tiere mit sehr hohen Dosen des Gifts behandelt werden. Wie sich dagegen die viel geringeren Mengen auswirken, die der Mensch mit der täglichen Nahrung aufnimmt, müsse man mit mathematischen Modellen errechnen. „Diese Zahlen sagen mehr über das benutzte Rechenmodell als über die Wirklichkeit aus“, meint Schlatter.

Einig sind sich viele Experten indes, dass sich das Problem keineswegs auf Lebensmittel beschränken lässt. Eine möglicherweise nicht minder große Gefahrenquelle sind Zigaretten. Wie eine neue Untersuchung des Umweltmediziners Jürgen Angerer von der Universität Erlangen-Nürnberg gezeigt hat, lassen sich bei Rauchern viermal so hohe Acrylamid-Spiegel im Blut messen wie bei Nichtrauchern. „Offenbar entsteht Acrylamid direkt beim Zigarettenrauchen“, kommentiert Angerer. Vielleicht wäre die richtige Parole dann ja nicht: Pommes ade!, sondern: Zigaretten ade!

Martin Lindner

Wie sich die Acrylamidbildung beim Kochen zu Hause vermeiden lässt, erfahren Sie auf den Seiten des Verbraucherministeriums.

Fragen an ein Expertenforum können Sie hier stellen.

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