Asparagin, Problem bei Herstellung zahlreicher Lebensmittel
Asparagin ist ein wichtiger Reservestoff in vielen pflanzlichen Samen, der bei der Keimung ausreichend Stickstoff liefert. Für die Herstellung vieler unserer Lebensmittel kann Asparagin aber auch zum Problem werden. Wir nutzen vielfach pflanzliche Samen als Grundlage für unsere Ernährung und erhitzen bzw. rösten sie um geschmackvolle Lebensmittel zu produzieren (z.B.: Backwaren, Müsli, Bier, Kaffee, Whisky, Nüsse, Marshmallows). Leider reagiert die Aminosäure Asparagin bevorzugt beim Erhitzen (>140°C) mit vielen Zuckern (reduzierende Kohlenhydrate z.B. Glukose, Fruktose, Lactose), die im Samen meist im Überschuß vorhandenen sind, zu Acrylamid (Maillard-Reaktion), was neurotoxisch ist und carcinogen wirkt [1]. Die EU hat deshalb Richtwerte für Acrylamid festgelegt:
aus VERORDNUNG (EU) 2017/2158:
Für Acrylamid in Lebensmitteln gemäß Artikel 1 Absatz 1 gelten folgende Richtwerte:
| Lebensmittel | Richtwert [µg/kg] |
|---|---|
| Pommes frites (verzehrfertig) | 500 |
| Kartoffel-/Erdapfelchips aus frischen Kartoffeln/Erdäpfeln und aus Kartoffel-/Erdapfelteig Cracker auf Kartoffel-/Erdapfelbasis Andere Kartoffel-/Erdapfelerzeugnisse aus Kartoffel-/Erdapfelteig | 750 |
| Weiches Brot | |
| a) Brot auf Weizenbasis | 50 |
| b) Weiches Brot außer Brot auf Weizenbasis | 100 |
| Frühstückscerealien (ausgenommen Porridge) | |
| Kleie-Erzeugnisse und Vollkorngetreide, gepuffte Körner | 300 |
| Erzeugnisse auf Weizen- und Roggenbasis | 300 |
| Erzeugnisse auf Mais-, Hafer-, Dinkel-, Gerste- und Reisbasis | 150 |
| Kekse und Waffeln | 350 |
| Cracker, ausgenommen Cracker auf Kartoffel-/Erdapfelbasis | 400 |
| Knäckebrot | 350 |
| Lebkuchen | 800 |
| Röstkaffee | 400 |
| Instant-Kaffee (löslicher Kaffee) | 850 |
| Kaffeemittel | |
| a) Kaffeemittel ausschließlich aus Getreide | 500 |
| b) Kaffeemittel ausschließlich aus Zichorie | 4000 |
| c) Kaffeemittel aus einer Mischung von Getreide und Zichorie | 500-4000 |
| Säuglingsnahrung, Getreidebeikost für Säuglinge und Kleinkinder, ausgenommen Kekse und Zwieback | 40 |
| Kekse und Zwieback für Säuglinge und Kleinkinder | 150 |
Was kann man tun um die Richtwerte einzuhalten?
Entscheidend für die Acrylamidbildung ist das Erhitzen bzw. Rösten. Dies erklärt die hohen Richtwerte, die man trockenen Backwaren einräumt. Brot ist unser vorherrschendes Lebensmittel und erfordert das Erhitzen. Deshalb ist es ratsam, Getreidesorten mit geringem Asparagingehalt zu nutzen. Der Gehalt an Asparagin in Mehlen hängt von vielen Faktoren ab: Pflanzensorte, Bodendüngung (insbesondere Schwefel), Klima (Stressfaktor Trockenheit) oder Mahlvorgang (Ascheanteil, Vollkorn bis Auszugsmehl). Curtis et al. (2018) empfehlen den Asparagingehalt der Weizensorten zu bestimmen [2].
Um die Richtwerte einzuhalten, versucht man auch den Asparagingehalt vor dem Backen zu verringern. Dies ist möglich durch Zugabe des Enzyms Asparaginase, welches vorhandenes Asparagin zur Aminosäure Aspartat abbaut. Asparaginase wird großtechnisch hergestellt. Hierdurch lässt sich die Acrylamidbildung bis zu 90% reduzieren [3]. Wer aber kein rekombiant hergestelltes Enzym einsetzen will, kann es mit Asparaginase-produzierenden Hefe- oder Bakterienstämmen (Sauerteig) versuchen.
Wir können durch Bestimmung des Asparagingehaltes im Mehl oder Messung der Asparaginase helfen, Entscheidungskriterien zu finden, um die Acrylamidbildung beim Backen zu minimieren.
Sprechen sie uns an und lassen sie sich ein entsprechendes Angebot erstellen: info@amplab.de
[1] IAC MONOGRAHS ON THE EVALUATION OF CARCINOGENIC RISKS TO HUMAS (1994) Vol. 60 IARC, Lyon [2] Curtis et al. (2018) Effects of variety, year of cultivation and sulphur supply on the accumulation of free asparagine in the grain of commercial wheat varieties. Food Chemistry 239: 304-313. [3] Kumar et al. (2014) Reduction of Acrylamide Formation in Sweet Bread with L-Asparaginase Treatment Food Bioprocess Technol 7:741–748
