Positionspapier Ethylcarbamat in Steinobstbränden

Positionspapier "Ethylcarbamat in Steinobstbränden"

erarbeitet von der Arbeitsgruppe Spirituosen

(Lebensmittelchemie,60, 26-27 (2006))

Einführung

Die Konzentration von Ethylcarbamat (EC), auch Urethan genannt, wurde in Lebensmitteln aufgrund seiner Kanzerogenität erstmals von kanadischen Behörden limitiert. 1986 führten auch die deutschen Behörden mit 0,4 mg/L einen technischen Richtwert für Obstbrände ein. Die für die Lebensmittelüberwachung zuständigen
Obersten Landesbehörden beschlossen im selben Jahr, dass bei einer Überschreitung des technischen Richtwertes um mehr als das Doppelte, d. h. ab 0,8 mg/L, ein Obstbrand nach § 17 Abs. 1 Nr. 1 LMBG (1) als "nicht zum Verzehr geeignet" zu beurteilen sei.

Ein Richtwert bzw. Grenzwert auf europäischer Ebene existiert bisher nicht. In der Schweiz wurde zum 1. Januar 2003 ein Grenzwert von 1 mg/L eingeführt.

Bildungsweise, technologische Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Reduzierung von EC sowie Beanstandungsquoten

Bei EC handelt es sich um eine ubiquitär in fermentierten Lebensmitteln (z. B. Joghurt, Brot) und Getränken vorkommende Komponente. Im Verlauf der Fermentation entsteht EC durch den Stoffwechsel von Mikroorganismen u. a. aus den Aminosäuren Ornithin und Citrullin. Die EC-Gehalte in Steinobstbränden liegen um das 10- bis 1000-fache über den Werten, die in anderen Lebensmitteln vorgefunden werden. Deshalb kommt der Minimierung dieser Substanz gerade in Steinobstbränden besondere Priorität zu.

In Steinobstbränden erfolgt die EC-Bildung auch aus der Vorstufe Cyanid, das in den Steinen natürlicherweise vorhanden ist. Durch Lichteinwirkung und in Anwesenheit von Ethanol setzt die radikalische Umsetzung zu EC ein. Sie kann, einmal initiiert, auch im Dunkeln weiterlaufen. Von Einfluss auf die Konzentration des gebildeten EC sind neben Blausäure auch Inhaltsstoffe wie z. B. Benzaldehyd sowie Kupferionen im Destillat (2).

In den vergangenen fast 20 Jahren wurden mehrere, auch für kleine Brennereibetriebe durchführbare technologische Verfahren zur EC-Reduzierung entwickelt und in Fachzeitschriften publiziert. Als wirkungsvollste Maßnahmen sind die Verwendung von Kupfer-Katalysatoren bzw. Kupfersalzen zur Bindung der Blausäure sowie das sog. Dampfwaschverfahren zu nennen. Prophylaktische Maßnahmen wie die Verhinderung der Zerstörung der Steine bei der Zerkleinerung der Früchte, der Zusatz von Reinzuchthefe zur Vergärung, eine kurze Standzeit der vergorenen Maische bis zum Brenntermin sowie das frühzeitige Abtrennen von Nachlauf bei der Destillation bieten ebenfalls einen gewissen Schutz vor zu hohen Cyanid- bzw. EC-Gehalten. Ein absoluter Lichtausschluss ist meist in der Realität nicht praktizierbar (3 - 6). Mehrere Merkblätter (7, 8) mit Hinweisen zur Reduzierung von EC wurden erstellt, so dass jeder Hersteller über geeignete Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Reduzierung von EC informiert sein sollte.

Betrachtet man den zeitlichen Verlauf der EC-Gehalte in Steinobstbränden seit Bekanntwerden der Problematik (9, 10), so ist zwar zu erkennen, dass der mittlere Ge-halt in den Jahren deutlich zurückgegangen ist, die Probenzahl mit Werten über 0,8 mg/L jedoch mit 25 bis 40 % immer noch sehr hoch liegt.

Toxikologische Bewertung (Auszüge aus verschiedenen Studien)

EC ist zwar nur mäßig akuttoxisch; entscheidend sind jedoch seine in vitro belegte Mutagenität sowie die Kanzerogenität, die im Langzeit-Tierversuch an verschiedenen Säugetier-Spezies bestätigt wurde.

Die IARC (International Agency for Research on Cancer) (11) stufte EC als "möglicherweise humankanzerogen" in die Gruppe 2B ein; die Arbeitsstoff-Kommission der DFG (12) klassifizierte die Substanz in Gruppe 2 der krebserregenden Arbeitsstoffe sowie als Keimzellmutagen der Kategorie 3A. Damit kann eine gesundheitliche Gefährdung nachfolgender Generationen i. S. von Art. 14 Abs. 4 a VO (EG) Nr. 178/2002 (13) angenommen werden.

Aufgrund der toxikologischen Datenlage ist ein unbedenklicher, sicherer Aufnahmegrenzwert (ADI), basierend auf einer Wirkungsschwelle, nicht festzulegen. Es kann nur angestrebt werden, den EC-Gehalt so niedrig zu halten, wie dies nach dem Stand der Technik erreichbar ist (ALARA-Prinzip) (14).

Zur Risikoabschätzung von Kontaminanten wurde von dem "Joint FAO/WHO Expert Committe on Food Additives" (14) in einem kürzlich vorgestellten Konzept die Berechnung eines "Margin of Exposure" (MOE) vorgestellt. Dieser MOE stellt den Quotienten aus der unteren statistischen Vertrauensgrenze (z. B. 95 %) einer Benchmark-Dosis ("Benchmark Dose Lower Confidence Limit", BMDL), die einer definierten Krebshäufigkeit im Tierversuch (z. B. 10 %) zugeordnet werden kann, und der zu bewertenden Aufnahmemenge dar. Von der EFSA (15) wurde 2005 für EC ein BMDL (95 %) von 0,3 mg/kg Körpergewicht abgeleitet und für die Risikobewertung benutzt.

Bei berechneten MOE-Werten von mehr als 10 000 werden aufgenommene Mengen von Kontaminanten als gesundheitlich unbedenklich erachtet.

Zur Risikoabschätzung wird für EC folgendes Expositionsbeispiel dargestellt: Nimmt ein 60 kg schwerer Erwachsener täglich eine Menge von 20 ml (entspricht einem Schnapsglas) eines Steinobstbrandes zu sich, der 0,8 mg/L EC enthält, so ergibt sich ein MOE von nur 1125, bei höheren EC-Gehalten sinkt dieser Wert noch weiter ab. Damit resultieren MOE-Werte, die als gesundheitlich bedenklich anzusehen sind.

Auf der Sitzung des EG-Sachverständigenausschusses am 18. März 2005 in Brüssel wurde angesichts der nicht unbeträchtlichen Belastung von Steinobstbränden mit EC betont, dass weiterhin alle Anstrengungen unternommen werden müssen, um diese Kontaminante so gering wie möglich zu halten.

Des Weiteren wurde beschlossen, Daten über EC-Gehalte in derartigen Produkten über die Jahre 2000 bis 2005 zu erheben und ggf. in Abstimmung mit dem Vorgehen in der Schweiz (Grenzwert für EC 1 mg/L) einen EU-weiten Grenzwert für EC einzuführen.

Hierzu ist anzumerken, dass bei einer evtl. Festsetzung eines Grenzwertes für EC gleichzeitig der in Art. 1 Abs. 4 Buchstabe i Nr. 1 a) der VO (EWG) Nr. 1576/89 (16) festgelegte Grenzwert für Blausäure, die Vorstufe des EC, drastisch gesenkt werden müsste. Dieser Höchstwert liegt z. Zt. bei 10 g/hl r. A., gleichbedeutend mit einer Cyanidmenge von 40 mg/L in einer Spirituose mit 40 %vol Alkohol. Legt man Praxiserfahrungen zugrunde, so ist davon auszugehen, dass, abhängig von Zusammensetzung sowie Lagerbedingungen von Steinobstdestillaten, aus 1 mg Blausäure bis zu 0,4 mg EC gebildet werden können. In diesem Zusammenhang erscheint der derzeitige EU-weit geregelte Grenzwert für die Blausäure in einer nicht vertretbaren Größenordnung und damit wirkungslos.

Beurteilung nach aktueller Rechtslage

Nach dem Inkrafttreten der Kontaminanten-Kontroll-Verordnung (17) im Jahr 1993 wurden Steinobstbrände mit EC-Gehalten über 0,8 mg/L – in Analogie zu Polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) in Olivenöl - nach Art. 2 Abs. 2 VO (EWG) Nr. 315/93 (Kontaminanten-Kontroll-Verordnung) beurteilt. Gleichzeitig wurde darauf verwiesen, dass es sich bei EC um einen kritischen Lenkungspunkt i. S. des nach § 4 der Lebensmittel-Hygiene-Verordnung (LMHV) (18) zu erstellenden HACCP-Konzeptes handelt.

Infolge der neuen Rechtssituation, d. h. nach Inkrafttreten des Art. 14 der VO (EG) Nr. 178/2002 (13) am 1. Januar 2005 ergibt sich eine neue Beurteilungsgrundlage: Demnach sind Spirituosen mit EC-Gehalten über 0,8 mg/L i. S. von Art. 14 Abs. 5 dieser VO als für den Verzehr durch den Menschen inakzeptabel zu beurteilen. Ein solches Erzeugnis stellt ein für den Verzehr durch den Menschen ungeeignetes Lebensmittel dar und gilt somit als nicht sicher. Es erfolgt daher eine Beurteilung nach Art. 14 Abs. 2 b i. V. mit Abs. 1 der VO (EG) Nr. 178/2002 (13).

Zitierte Rechtsvorschriften, Literatur und Internetquellen

(1)  Gesetz über den Verkehr mit Lebensmitteln, Tabakerzeugnissen, kosmetischen Mitteln und
sonstigen Bedarfsgegenständen (Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz – LMBG) in der Fassung der Bekanntmachung vom 9. September 1997 (BGBl. I S. 2296) BGBl. III/FNA 2125-40-1-2

(2) Christoph N, Schmitt A, Hildenbrand K: Ethylcarbamat in Obstbranntweinen (Teil 1, 2, 3). Alkohol-Industrie 100 (1987) 369-373 (Teil 1), 404-411 (Teil 2); 101 (1988) 342-347 (Teil 3)

(3) Pieper HJ, Seibold R, Luz E: Reduzierung von Ethylcarbamat bei der Herstellung von Obstbränden, Stuttgart, Verlag Ulmer, 1991

(4) Christoph N, Bauer-Christoph C: Maßnahmen zur Reduzierung des Ethylcarbamatgehaltes bei der Herstellung von Steinobstbränden. Teil I: Kleinbrennerei 50 H. 11 (1998) 9-13; Teil II: Kleinbrennerei 51 H. 1 (1999) 5-9

(5) Nusser R, Gleim P, Tramm A, Adam L, Engel K-H: Die Entfernung von Blausäure "Neues Dampfwaschverfahren". Kleinbrennerei 53 H. 9 (2001) 6

(6) Jung O, Adam L: Analytische Kennzahlen "Ethylcarbamat – so vermeiden Sie Beanstandungen". Kleinbrennerei 57 H. 8 (2005) 4

(7) BGVV Pressedienst (1999) BgVV fordert alle Hersteller von Steinobstbränden auf, die Ethylcarbamat-Gehalte in Spirituosen zu senken

(8) BGVV (1999) Maßnahmen zur Reduzierung von Ethylcarbamt in Steinobstbränden
http://www.bfr.bund.de/cm/234/massnahmen_zur_reduzierung_von_ethylcarbamat_in_steinobstbraenden.pdf

(9) Lachenmeier D W, Schehl B, Kuballa T, Frank W, Senn T: Retrospective trends and current status of ethyl carbamate in German stone-fruit spirits. Food Additives and Contaminants 22 (2005) 397-405

(10) Bauer-Christoph C: Werte unveröffentlicht

(11) International Agency for Research on Cancer (IARC 1987) Urethane: Summaries & Evaluations, Suppl. 7, p. 73
http://www.inchem.org/documents/iarc/vol07/urethane.html

(12) DFG (2004) Arbeitsstoff-Kommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft: Toxikologisch-arbeitsmedizinische Begründungen von MAK-Werten: Ethylcarbamat (Urethan). MAK, 19. Liefrg.  

(13) Verordnung (EG) Nr. 178/2002 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 28. Januar 2002 zur Festlegung der allgemeinen Grundsätze und Anforderungen des Lebensmittelrechts, zur Errichtung der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit und zur Festlegung von Verfahren zur Lebensmittelsicherheit (ABl. Nr. L 31 S. 1)

(14) WHO (2005) Joint FAO/WHO Expert Committe on Food Additives 64th meeting: 2.3 Ethyl carbamate.
Rome 8 - 17 February 2005
https://www.who.int/ipcs/food/jecfa/summaries/summary_report_64_final.pdf

(15) EFSA (2005) Draft Opinion on a Harmonised Approach for Risk Assessment of Com-pounds Which are both Genotoxic and Carcinogenic
http://www.efsa.eu.int/science/sc_commitee/sc_consultations/882/sc_consultation_genocar_draft_opinion_en1.pdf

(16) Verordnung (EWG) Nr. 1576/89 des Rates vom 29. Mai 1989 zur Festlegung der allgemeinen Regeln für die Begriffsbestimmung, Bezeichnung und Aufmachung von Spirituosen (ABl. Nr. L 160 S. 1) EU-Dok.-Nr. 3 1989 R 1576

(17) Verordnung (EWG) Nr. 315/93 des Rates vom 8. Februar 1993 zur Festlegung von gemeinschaftlichen Verfahren zur Kontrolle von Kontaminanten in Lebensmitteln (ABl. Nr. L 37 S. 1) EU-Dok.-Nr. 3 1993 R 0315

(18) Lebensmittel-Hygiene-Verordnung (LMHV) vom 5. August 1997 (BGBl. I S. 2008) BGBl. III/FNA 2125-40-68