Schlagworte wie „Chips verursachen Krebs“ und „Bratkartoffeln sind ungesund und giftig“ verunsichern seit Ende der neunziger Jahre weltweit Verbraucher. Acrylamid wurde zum Modewort und wird bis heute noch mit Krebsentstehung assoziiert. Spätestens zu diesem Zeitpunkt wurde die Maillard-Reaktion populär. Die Paranoia, die regelrecht in der Bevölkerung verbreitet wurde, entstand vor allem daher, dass die Allgemeinbevölkerung zum Einen damit konfrontiert war, dass Acrylamid beispielsweise bei der täglichen Zubereitung in jedem Haushalt entsteht und zum Anderen, dass eine große Verunsicherung aufgrund von Wissenslücken auf die Bevölkerung einprasselte.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Maillard-Reaktion an sich, ihren verschiedenen Reaktionsphasen und ihren Ausgangsprodukten sowie den aus der Reaktion hervorgehenden Endprodukten, den sogenannten Maillard-Produkten (MRP). Ebenso werden Zwischenprodukte aufgegriffen, die einen entscheidenden Beitrag zur Bildung der „finalen“ Maillard-Produkte leisten.
Die Arbeit soll auf der einen Seite mögliche toxische Maillard-Produkte in Hinblick auf Karzinogenität und Mutagenität/Genotoxizität darstellen, aber auch in einem kleinen Überblick die Vorteile der Maillard-Reaktion vorzeigen, denn nur eine komprimierte Abbildung und Darstellung beider Seiten, der „guten“ und der „bösen“ Maillard-Produkte, kann letztendlich dem Leser und Verbraucher einen objektiven Einblick verschaffen.
Weiterhin soll ein Überblick darüber gegeben werden, inwiefern die Ergebnisse verschiedener Studien auf den Menschen übertragbar sind, denn der überwiegende Anteil der Versuche wurde an Tieren durchgeführt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Die Maillard-Reaktion
2.1 Rahmenbedingungen der Maillard- Reaktion
2.2 Phasen der Maillard Reaktion
2.2.1 Initialstadium
2.2.2 Intermediärstadium
2.2.3 Endstadium
2.2.3.1 Strecker-Abbau
2.3 Produkte der Maillard-Reaktion in Lebensmitteln
2.3.1 Folgeprodukte der Desoxyosone
2.3.1.1 Folgeprodukte der 3-Desoxyosone
2.3.1.2 Folgeprodukte der 1-Desoxyosone
2.3.1.3 Folgeprodukte der 4-Desoxyosone
2.3.2 Strecker-Aldehyde
2.3.3 Farbige Verbindungen
2.3.3 Quervernetzungen (cross-links)
2.4 Advanced glycation endproducts (AGEs)
3 Mögliche gesundheitsgefährdende Maillard-Produkte
3.1 Begrifferklärungen
3.1.1 Definition Mutagenität
3.1.2 Definition Karzinogenität
3.1.3 Ames-Test
3.1.4 Mikronukleustest (MN)
3.1.5 Vitotox-Test
3.1.6 Elektronenspinresonanz (ESR)
3.1.7 Chinese Hamster Ovary-Cells (CHO-Zellen)
3.2 Advanced Glycation Endproducts (AGEs)
3.3 Mögliche karzinogene und mutagene Maillard-Produkte
3.3.1 Acrylamid
3.3.2 5-Hydroxymethylfurfural (HMF)
3.3.3 2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl-4H-pyran-one (DDMP)
3.3.4 1,3-Dithian und 1,4-Dithian
3.3.5 Reduktone
3.3.6 Melanoidine
3.3.7 Heterozyklische Amine (HAs)
3.3.7.1 PhIP (2-Amino-1-methyl-6-phenyl-imidazo[4,5-b]pyridin)
4 Schlusswort
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die Maillard-Reaktion, ihre verschiedenen Reaktionsphasen sowie die daraus hervorgehenden Endprodukte (MRP) im Hinblick auf ihre potenziell toxischen, mutagenen und karzinogenen Wirkungen. Ziel ist es, dem Leser einen objektiven Einblick in die Thematik zu geben, indem sowohl die Risiken gesundheitsgefährdender Produkte als auch die Vorteile der Maillard-Reaktion für die Lebensmittelindustrie und den Verbraucher gegenübergestellt werden.
- Grundlagen und Reaktionsphasen der Maillard-Reaktion
- Identifikation und Charakterisierung potenziell toxischer Maillard-Produkte
- Wissenschaftliche Bewertung der Mutagenität und Karzinogenität in Tierversuchen
- Untersuchung von AGEs und deren gesundheitliche Auswirkungen
- Einfluss der Lebensmittelzubereitung auf die Bildung schädlicher Verbindungen
Auszug aus dem Buch
3.3.1 Acrylamid
Acrylamid ist ein Amid, welches in Lebensmitteln aus der Reaktion der Aminosäure Asparagin mit einem reduzierenden Zucker entsteht.
Diese Reaktion wird durch hohe Gartemperaturen sowie durch den Stärkeghalt der Lebensmittel wie bei Kartoffel- oder Getreideprodukten begünstigt [11].
In der Industrie wird Acrylamid zur Herstellung von Kunststoffen wie beispielsweise Verpackungen verwendet. Acrylamid wird hier durch Hydrolyse aus Acrylnitril und Kupferkatalysatoren hergestellt. Acrylamid ist ein starkes Nervengift. Da Arbeiter in dieser Industrie dem Acrylamid täglich ausgesetzt sind und Acrylamid bei langfristiger Exposition neurotoxisch wirkt, wurde entsprechend ein MAK-Wert (Maximale Arbeitsplatzkonzentration) festgelegt.
Die Aufnahme in den menschlichen Organismus kann durch Einatmen, Haut- und Augenkontakt, Verschlucken und/oder Resorption erfolgen. Akute Wirkungen gehen mit Reizungen von Haut- und Schleimhäuten einher [12].
Über die Langzeitwirkungen gibt die Wissenschaft nur Aufschluss anhand von Tierversuchen. Demnach wirkt Acrylamid kanzerogen, genotoxisch und neurotoxisch.
Ob und inwieweit Acrylamid, wenn es in Lebensmitteln entsteht, gesundheitsgefährdend für den Menschen ist, haben die schwedischen Forscher um Tareke und Törnqvist zu ermitteln versucht. Sie stellten fest, dass im Blut der Versuchspersonen Reaktionsprodukte von Acrylamid und Hämoglobin vorhanden waren, obwohl die Probanden zu keinem Zeitpunkt exogen exponiert waren. Da nach Berechnung jeder Proband 100 µg Acrylamid täglich aufgenommen haben muss und dieser Wert als das Krebsrisiko fördernd gilt, war es Ziel der Studie, den Ursprung der Acrylamid-Quelle zu finden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel gibt einen historischen Überblick zur Entdeckung der Maillard-Reaktion durch Louis Camille Maillard im Jahr 1912 und betont deren Bedeutung für die Lebensmittelindustrie.
2 Die Maillard-Reaktion: Hier werden die chemischen Voraussetzungen, wie die Notwendigkeit von reduzierenden Zuckern und Aminogruppen, sowie die drei Phasen der Reaktion und ihre Produkte detailliert beschrieben.
3 Mögliche gesundheitsgefährdende Maillard-Produkte: Der Hauptteil definiert wissenschaftliche Messmethoden für Toxizität und analysiert kritisch bekannte Maillard-Produkte wie Acrylamid, HMF, AGEs und heterozyklische Amine hinsichtlich ihrer potenziellen Gefährlichkeit.
4 Schlusswort: Das Fazit stellt fest, dass viele Maillard-Produkte in Tierversuchen mutagene Wirkungen zeigen, jedoch eine abschließende Übertragbarkeit auf den Menschen und eine endgültige Gesundheitsbewertung aufgrund fehlender Daten noch ausstehen.
Schlüsselwörter
Maillard-Reaktion, Lebensmittelchemie, Acrylamid, Advanced Glycation Endproducts, AGEs, Mutagenität, Karzinogenität, Ames-Test, HMF, Melanoidine, heterozyklische Amine, PhIP, Strecker-Abbau, Lebensmittelzubereitung, Toxikologie.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das grundlegende Thema dieser Arbeit?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Maillard-Reaktion in Lebensmitteln und der Frage, ob die dabei entstehenden Produkte ein gesundheitliches Risiko für den Menschen darstellen.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Im Zentrum stehen die Entstehungsmechanismen der Maillard-Reaktion, die Identifizierung spezifischer potenziell toxischer Verbindungen sowie deren Bewertung mittels verschiedener toxikologischer Tests.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, einen objektiven Überblick über die „guten“ und „bösen“ Seiten der Maillard-Produkte zu geben, um Verbrauchern und Wissenschaftlern bei der Risikoeinschätzung zu helfen.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden erwähnt?
Zur Untersuchung der Mutagenität und Genotoxizität werden unter anderem der Ames-Test, der Vitotox-Test, der Mikronukleustest sowie die Elektronenspinresonanz-Spektroskopie (ESR) herangezogen.
Welche spezifischen Schadstoffe werden im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil befasst sich detailliert mit Acrylamid, 5-Hydroxymethylfurfural (HMF), DDMP, 1,3- und 1,4-Dithian, Reduktonen, Melanoidinen sowie heterozyklischen Aminen wie PhIP.
Was sind die wichtigsten Schlüsselwörter der Arbeit?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Maillard-Reaktion, Mutagenität, Karzinogenität, Acrylamid, AGEs und Lebensmittelchemie charakterisieren.
Wie unterscheidet die Arbeit zwischen verschiedenen Arten von AGEs?
Die Autorin differenziert zwischen Melanoidinen, die bei der Zubereitung im Lebensmittel entstehen, und körpereigenen AGEs, die aus Stoffwechselprozessen resultieren.
Warum ist die Übertragbarkeit der Studienergebnisse auf den Menschen schwierig?
Der Großteil der toxikologischen Daten stammt aus Tierversuchen oder Modell-Systemen (wie Salmonella typhimurium), die die komplexen metabolischen Abläufe im menschlichen Körper nur unzureichend abbilden.
- Quote paper
- Verena Thurnes (Author), 2008, Versuch einer toxikologischen Bewertung ausgewählter mutagener und karzinogener Produkte der Maillard-Reaktion, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/150248
