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Über das Projekt

14 Partner, 1 Ziel: Die Herausforderung der Acrylamid Reduzierung effizient anzugehen

Acrylamid ist ein Kontaminant, welcher üblicherweise in stärkehaltigen Lebensmitteln während der Zubereitung bei hohen Temperaturen (über 120°C) entsteht - wie beim Backen, Frittieren, Grillen oder Rösten.

Bildung von Acrylamid

Zahlreiche Untersuchen zum Bildungsmechanismus von Acrylamid in Lebensmitteln weisen auf einen Zusammenhang mit der so genannten Maillard-Reaktion hin[i][ii][iii]. Die nicht-enzymatischen Bräunungsreaktionen, vor allem die Maillard-Reaktion und die sich daraus bildenden Reaktionsprodukte sind u.a. im Bereich der Backwaren, Kartoffelchips und Pommes-Herstellung ein maßgeblicher Mechanismus für die Ausbildung der sensorischen Eigenschaften der Lebensmittel. Durch die Reaktionen von Aminosäuren mit reduzierenden Zuckern unter Einwirkung von thermischer Energie (im Bereich von 140-185°C) werden komplexe Stoffgemische gebildet, die für die charakteristischen sensorischen Eigenschaften der jeweiligen Lebensmittel verantwortlich sind[iv]. Sowohl die Mehrzahl der aromatischen Eigenschaften (flüchtige und nichtflüchtige Aromen), ebenso aber auch das visuelle Erscheinungsbild eines Lebensmittels (u.a. Braunfärbung bzw. Farbpigmentierung) werden durch die Reaktionsprodukte der Maillard-Reaktion verursacht.

Neben diesen gewünschten Reaktionsprodukten der Maillard-Reaktionen sind in den vergangenen Jahren auch zunehmend unerwünschte Reaktionsprodukte wie Acrylamid in den Fokus der Öffentlichkeit gerückt und sie sind u.a. Gegenstand des aktuellen Vorhabens.

Als Schlüsselsubstanz bei der Acrylamid-Bildung spielt freies Asparagin die Hauptrolle, das mit reduzierenden Zuckern reagiert[v][vi][vii]. Freies Asparagin und reduzierende Zucker sind natürlich vorkommenden Bestandteilen in verschiedene Lebensmittel und gelten daher nach derzeitigem Wissensstand als die Haupt-Ausgangsverbindungen für die Acrylamidbildung[viii][ix][x].

Bildungsweg

Anerkannter Weg der Acrylamid Bildung[xi]

 

[i] Stadler, R. H., I. Blank, N. Varga, F. Robert, J. Hau, P. A. Guy, M. C. Robert & S. Riediker, 2002: Acrylamide from Maillard reaction products. Nature 419, 449-450.

[ii] Mottram, D. S., B. L. Wedzicha & A. T. Dodson, 2002: Acrylamide is formed in the Maillard reaction. Nature 419, 448-449.

[iii] Becalski, A., B. P. Y. Lau, D. Lewis & S. W. Seaman, 2003: Acrylamide in foods: Occurrence, sources and modelling. J. Agric. Food Chem. 51, 802-808.

[iv] Mottram, D. S., Wedzicha, B. L., & Dodson, A. T. (2002). Food chemistry: acrylamide is formed in the Maillard reaction. Nature, 419(6906), 448-449.

[v] Weisshaar, R. & B. Gutsche, 2002: Formation of acrylamide in heated potato products – model experiments pointing to asparagine as precursor. Deut. Lebensm.-Rundsch. 98, 397-399.

[vi] Yaylayan, V. A., A. Wnorowski, & C. P. Locas, 2003: Why asparagine needs carbohydrates to generate acrylamide. J. Agric. Food Chem. 51, 1753-1757.

[vii] Zyzak, D. V., Sanders, R. A., Stojanovic, M., Tallmadge, D. H., Eberhart, B. L., Ewald, D. K., ... & Villagran, M. D. (2003). Acrylamide formation mechanism in heated foods. Journal of agricultural and food chemistry, 51(16), 4782-4787.

[viii] Amrein, T. M., S. Bachmann, A. Noti, M. Biedermann, M. F. Barbosa, S. Biedermann-Brem, K. Grob, A. Keiser, P. Realini, F. Escher & R. Amad , 2003: Potential of acrylamide formation, sugars, and free asparagine in potatoes: A comparison of cultivars and farming systems. J. Agric. Food Chem. 51, 5556-5560.

[ix] Haase, N. U., B. Matthäus & K. Vosmann, 2003b: Acrylamid in Backwaren – ein Sachstandsbericht. Getreide, Mehl und Brot 57, 180-184.

[x] Becalski, A., B. P. Y. Lau, D. Lewis, S. W. Seaman, S. Hayward, M. Sahagian, M. Ramesh & Y. Leclerc, 2004: Acrylamide in French fries: Influence of free aminoacids and sugars. J. Agr. Food Chem. 52, 3801-3806.

[xi] V. A. Yaylayan, R. H. Stadler, J. AOAC Int. 2005, 88, 1, 262-267

Vorkommen von Acrylamid
Risiko verbunden mit Acrylamid
Rechtslage
Bereits eingesetzten Minimierungsmaßnahmen

Innovative Ansätze des Acrylamid Netzwerks

Die Mehrzahl der existierenden Methoden zur Reduktion der Acrylamidkonzentration sind, obwohl sie wirksam sind, mit Veränderungen an Rezepturen und/oder Prozessparametern verbunden. Meist führen diese Maßnahmen zu sensorisch veränderten Produkten, die nicht mehr der Verbrauchererwartung entsprechen und somit abgelehnt werden, oder sie sind in der industriellen Produktion nicht einfach zu implementieren[i].

Es existieren somit nur sehr eingeschränkte Möglichkeiten, ohne Veränderungen an Rezepturen oder Prozessparametern, eine signifikante Reduzierung der Acrylamidbildung unter kostenneutralen Bedingungen zu realisieren. Zudem wurden die bisher festgesetzten Richtwerte[ii] durch die neue EU Verordnung wesentlich herabgesetzt (z.B. 25% für Kartoffelchips; 38% für weiches Brot (Weizen basierend),…).

 

[i] Weber, E. A., Koller, W. D., Graeff, S., Hermann, W., Merkt, N., & Claupein, W. (2007). Acrylamid in pflanzlichen Nahrungsmitteln-pflanzenbauliche Minimierungsansätze an den Beispielen Kartoffeln und Getreide–eine Übersicht. Pflanzenbauwissenschaften, 11(1), 28-44.

[ii] Empfehlung der Kommission vom 8. November 2013 zur Untersuchung des Acrylamidgehalts von Lebensmitteln (2013/647/EU)

Ziel des Acrylamid-Netzwerkes ist es, durch technologische Prozessinnovationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette den Gehalt von Acrylamid in Lebensmitteln zu reduzieren, um die Lebensmittelunternehmer bei der Einhaltung der vorgeschriebenen Richtwerte durch Minimierungsmaßnahmen zu unterstützen.

Um die Globale Herausforderung der Acrylamid-Reduzierung effizient anzugehen, wird das Netzwerk zurzeit von 15 Partner aus Deutschland und Frankreich mit komplementären Expertisen getragen. Das Netzwerk wird vom ttz Bremerhaven koordiniert.

Aufbau des Acrylamid Netzwerks

Das Netzwerk verfolgt gemeinsam verschiedene Lösungsansätze:

  1. Ermittlung des erstrebenswerten Gehalts an Asparagin und reduzierenden Zuckern für einzelne Anwendungen und Untersuchung existierender Korrelationen mit dem Acrylamidgehalt im Endprodukt nicht nur für Rohstoffe (Kartoffel, Weizen) aber auch für weitere Zutaten (Gewürze, Gemüse, Früchte)

  2. Entwicklung von Analysenmethoden und Geräten zur schnelleren Charakterisierung der Rohstoffe/ Zutaten (Asparagin, Zucker) und der Produkte (Acrylamid) entlang der gesamten Wertschöpfungskette

  3. Entwicklung neuartiger Produktionsanlagen, die der Bildung von Acrylamid vorbeugen

  4. Entwicklung von Rohwaren mit niedrigem Asparagin und reduzierenden Zuckern Gehalt sowie Hilfsstoffen, die die Maillard-Reaktionen hemmen inkl. derer Herstellungsverfahren

  5. Entwicklung von Alternativen zu den aktuellen Produktionsabläufen zur Minimierung der Entstehung von Acrylamid

Das Acrylamid-Netzwerk zielt auf eine Steigerung der Qualität von Kartoffelprodukten, Brot und Backwaren; die Entwicklung neuer Anlagen, die dank innovativer Technologien zur Senkung der Acrylamid-Bildung beitragen und die Entwicklung neuer Analysengeräte/Schnelltests für die begleitende Analytik der Acrylamid-Bildung entlang der Wertschöpfungskette ab.

Die Arbeit der 15 Netzwerkpartner fokussiert sich auf die Entwicklung der Technologischen Roadmap und die Vorbereitung von Innovationsvorhaben, sowie die Außendarstellung des Netzwerks und das Anwerben neuer Netzwerkpartner. Die Netzwerkaufgaben werden zwischen den deutschen und den französischen Netzwerkpartnern unter der organisatorischen Leitung und fachlichen Begleitung der Netzwerkmanager und des ausländischen Koordinators aufgeteilt.

Logo Acrylamid Netzwerk

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Am Lunedeich 12
27572 Bremerhaven

E info@acrylamid-netzwerk.de

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