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Grundlagen für die großtechnische Anwendung von Verfahren zur Herstellung von Speisefetten und -ölen mit reduzierten Gehalten an 3-MCPD-Fettsäureestern und verwandten Verbindungen

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

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Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: AiF 17059 BG
Laufzeit: 01.01.2012 - 31.12.2014
Fördersumme: 747.650 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Im Jahr 2006 wurde erstmals das Vorkommen von Fettsäureestern des 3-Monochlorpropandiols (3-MCPD-FE) in raffinierten Fetten und Ölen beschrieben. Bedeutsam ist dieser Fund, da für das freie, nicht mit Fettsäuren veresterte 3-MCPD in Langzeitstudien an Ratten gezeigt werden konnte, dass diese Verbindung zu Nierenschäden führt und bei höheren Dosierungen auch gutartige Tumore verursacht. Aufgrund dieser Ergebnisse wurde vom Wissenschaftlichen Lebensmittelausschuss der EU-Kommission (Scientific Committee on Food; SCF) bzw. dem gemeinsamen Komitee der FAO/WHO (JECFA) eine tolerierbare tägliche Aufnahmemenge (TDI) von 2 μg/kg Körpergewicht festgelegt. In einer neuen Bewertung hat die International Agency for Research on Cancer (IARC) freies 3-MCPD als mögliches Humankarzinogen (Gruppe 2 B) eingestuft. Im Rahmen des IGF-Vorhabens (AiF 16004 BG) 'Untersuchungen zur Bildung von 3-Monochlor-propan-1,2-diol-Fettsäureestern (3-MCPD-FE) in Pflanzenölen und Entwicklung von Strategien zu deren Vermeidung' wurden seitens der vier beteiligten Forschungsstellen bereits umfangreiche technologische und analytische Untersuchungen zur Bildung von 3-MCPD-FE und G-FE durchgeführt sowie mögliche Minimierungsansätze erarbeitet und eine auf LC-MS basierende direkte Analysenmethode für die Bestimmung einzelner G-FE entwickelt. Dabei zeigte sich, dass die Verringerung der Gehalte an diesen gesundheitlich bedenklichen Substanzen an unterschiedlichen Punkten der Prozesskette erfolgen kann: durch Reduzierung oder Vermeidung der Präkursoren im Rohmaterial vor der Verarbeitung und Auswahl geeigneter Ausgangsmaterialien für Öle bzw. Fette, durch Veränderung der Raffinationsbedingungen und durch nachträgliche Reduzierung durch geeignete Adsorbentien. Im Vorläuferprojekt zeigte sich, dass es nicht ausreichend ist, die Raffinationsparameter im bestehenden Prozess zu optimieren, da diese Strategie nur in einem geringen Umfang zur Reduzierung der 3-MCPD-FE und G-FE führte. Vielmehr wurde gezeigt, dass durch die Einführung weiterführender Raffinationsschritte, wie Waschen des Rohöls vor der Raffination, Zusatz von Hilfsstoffen während der Desodorierung, aber auch Einführung der zweistufigen Desodorierung bzw. Kurzwegdestillation, eine deutliche Reduzierung erreicht werden kann. Bezüglich der nachträglichen Entfernung der G-FE aus den raffinierten Produkten konnten geeignete Adsorbentien ermittelt und der Einfluss der Behandlungsbedingungen in einem Batchprozess bestimmt werden. Zudem existieren Hinweise auf Reaktionen der G-FE an den Feststoffoberflächen, die u.U. für eine nachträgliche Reduzierung gezielt eingesetzt werden können. Eine kurzfristige Umsetzung dieser vielversprechenden Ansätze in die großtechnische Praxis, ist derzeit noch nicht möglich, da weiterführende Arbeiten nötig sind. Ziel des Forschungsvorhabens ist, die im Vorläuferprojekt identifizierten Ansätze zur Reduzierung von 3-MCPD-FE und verwandten Verbindungen während der Raffination und zur Entfernung gebildeter Ester nach der Raffination für die Anwendung zu optimieren und damit die Voraussetzungen für die großtechnische Umsetzung der erarbeiteten Minimierungsstrategien zu schaffen. Hierzu soll auf Erkenntnisse aus Modellversuchen zum Bildungsmechanismus zurückgegriffen werden. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Auswirkung der Minimierungsund Entfernungsmaßnahmen auf die Ölqualität hinsichtlich der Lagerstabilität, sowie der chemisch- physikalischen und sensorischen Qualitätsparameter.

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