artikel

Onderzoek naar reduceren van Glycidol, 2- en 3-MCPD

Algemeen

Onderzoek naar reduceren van Glycidol, 2- en 3-MCPD

Glycidol, 2-MCPD en 3-MCPD zijn chemische stoffen die kunnen ontstaan bij het verwerken van plantaardige oliën. Vanwege het toxische karakter ervan zijn voor glycidol maximumlimieten gesteld die volgend jaar verder worden aangescherpt. De industrie pleit ook voor een limiet voor 3-MCPD. Hoe komen die contaminanten in olie en bijvoorbeeld kindervoeding en kan de industrie dit ook voorkomen? Dit artikel is verschenen in VMT 12 van 19 oktober 2018.

De esters van glycidyl, 2-monochloropropaandiol (2-MCPD) en 3-monochloropropaandiol (3-MCPD) kunnen voorkomen in plantaardige oliën en vetten. De Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid (EFSA) heeft in 2016 een risicobeoordeling (‘opinie’) gepubliceerd waarin zij een overzicht maakt van gehalten die door autoriteiten, het Joint Research Center en industrie zijn ingestuurd.

Daaruit blijkt dat de gehalten het hoogst zijn in palmolie. Maar ook in onder andere olie uit olijven, kokos, maïs, pinda en zonnebloempitten, en in plantaardige vetten kunnen deze contaminanten voorkomen. De EFSA constateert een afname van deze contaminanten over de periode 2010-2015. Deze afname is het sterkst bij palmolie.

De 3-MCPD-gehalten zijn daarin gedaald van circa 3.500 tot 2.500 μg/kg. In de andere oliën en vetten liggen de gehalten veelal onder de 1.000 μg/kg. De 2-MCPD-gehalten waren alleen beschikbaar over een kortere periode en bedragen ongeveer 1.600 μg/kg. De glycidol-gehalten daalden tussen 2010 en 2015 van circa 9.000 tot 4.000 μg/kg.

Daarnaast komen deze contaminanten voor in producten waarin deze oliën en vetten zijn verwerkt, producten die daarin zijn gebraden (bijvoorbeeld gefrituurde aardappelproducten en gefrituurde, gebakken of geroosterde vis en vlees) en producten die uit deze oliën zijn vervaardigd (bijvoorbeeld margarines).

Een voorbeeld van deze laatste categorie is zuigelingenvoeding (melkpoeder) waarin de EFSA gemiddelde gehalten van 108 (3-MCPD), 44 (2-MCPD) en 87 μg/kg (glycidol) aantrof.

Hittebehandeling

De esters van glycidyl, 2-MCPD en 3-MCPD worden gevormd tijdens het verhitten van plantaardige olie. Met name palmolie wordt vaak in verband gebracht met deze stoffen, maar deze kunnen ook voorkomen in andere oliën en vetten die een hittebehandeling hebben ondergaan.

Verhitting gebeurt vooral tijdens raffinage van de oliën en vetten met als doel de juiste kleur, geur, smaak, houdbaarheid en verwerkbaarheid van het eindproduct te verkrijgen. Daarnaast worden door raffinage contaminanten zoals pesticiden en polycyclische aromatische koolwaterstoffen uit de olie verwijderd. Maar het nadeel van verhitten op hoge temperatuur en gedurende lange tijd is dus de vorming van esters van 2- en 3-MCPD en glycidyl.

De 2-MCPD en 3-MCPD-esters worden gevormd via een reeks reacties uit mono-, di- of triacylglycerolen in aanwezigheid van chloride of chlorine bevattende stoffen. Dat kan al vroeg in het raffinageproces gebeuren bij temperaturen boven 160-170°C.

Glycidylesters worden gevormd via een andere keten van reacties uit mono- en diacylglycerolen. Daarvoor zijn hogere temperaturen nodig (>200°C). Deze worden vaak later bereikt in het raffinageproces, tijdens de deodorisatie, bij temperaturen tot 270°C gedurende 1 tot 2 uur.

Toxiciteit en limieten

De EFSA heeft de toxiciteit van glycidol, 2- en 3-MCPD uitvoerig onderzocht. In een risicobeoordeling (‘opinie’) die in 2016 verscheen, kwam naar voren dat glycidol een mutagene werking heeft. Rekening houdend met diverse veiligheidsfactoren oordeelde de EFSA dat met name kinderen een te hoge blootstelling kunnen hebben via hun voedselinname.

De Europese Commissie (EC) heeft met deze opinie in het achterhoofd besloten om maximumlimieten te stellen voor glycidol van 1.000 μg/ kg in plantaardige oliën en vetten. Babyvoeding (in poedervorm) mag maximaal 75 μg/kg bevatten, omdat de EFSA constateert dat anders de veilige gezondheidskundige grenzen worden overschreden bij zuigelingen die met alleen poedermelk worden gevoed. Deze maximumlimieten traden in maart 2018 in werking.

Dat betekent dat de industrie nu ook aan deze maximumlimieten moet voldoen. Een aanscherping van de maximumlimieten voor babyvoeding is voorzien voor 1 juli 2019. Daarmee geeft de Europese Commissie de industrie ruim een jaar de tijd om te anticiperen op deze strengere limieten.

Met name voor babyvoeding ligt er voor de industrie de uitdaging om de gehalten voldoende te verlagen zodat babyvoeding blijft voldoen aan de aan te scherpen maximum limiet.

Voor 3-MCPD werd in 2016 aanvankelijk een tolereerbare dagelijkse inname (TDI) vastgesteld van 0,8 μg per kg lichaamsgewicht/ dag, maar eind 2017 kwam de EFSA tot het oordeel dat een hogere TDI van 2,0 μg per kg lichaamsgewicht/dag gerechtvaardigd is.

Hiermee vormt de blootstelling voor de algemene bevolking waarschijnlijk geen risico. Wel kunnen met name kleine kinderen en baby’s die alleen met melkpoeder worden gevoed de TDI voor 3-MCPD overschrijden.

Het is echter nog onduidelijk of de EC ook maximum limieten gaat stellen voor 3-MCPD in plantaardige vetten en oliën, iets waarvoor de MVO, de ketenorganisatie voor oliën en vetten, heeft gepleit. De EFSA constateerde in haar opinie van 2016 dat voor 2-MCPD te weinig informatie beschikbaar is om een conclusie te kunnen trekken over de veiligheid.

Raffinage oliën en vetten

Bij raffinage worden drie fases onderscheiden:

1. Ontslijmen: Verwijderen van slijmstoffen met zuur.

2. Bleken: Met bleekaarde verwijderen van kleurcomponenten, metaalsporen en andere onzuiverheden.

3. Deodoriseren: Onder hoge temperatuur en vacuüm verwijderen van vrije vetzuren, fosfolipiden, contaminanten en andere onzuiverheden.

Vorming voorkomen

Onderzoekers en bedrijven hebben in de afgelopen jaren naar manieren gezocht om de vorming van deze stoffen te voorkomen of te minimaliseren tijdens de voedselverwerking. Dat kan door goede condities tijdens teelt en oogst op de plantages, oliewinning en transport. Daardoor wordt de vorming van de precursors (de chemische ‘voorlopers’ waaruit de contaminanten worden gevormd, zoals mono- en diglycerolen), geminimaliseerd.

Maar vaak zijn de condities tijdens teelt, oogst, winning en transport niet optimaal. Uit de precursors in de ruwe olie kunnen dan toch tijdens raffinage MCPD-esters en glycidyl-esters ontstaan. Via aanpassingen in het fysische raffinageproces is de vorming van deze contaminanten te minimaliseren (zogeheten mitigatiestrategieën), waarbij een balans moet worden gezocht tussen behoud van de gewenste positieve eigenschappen van de olie en de lagere gehalten van deze contaminanten.

In diverse studies is gekeken naar het maken van aanpassingen in de raffinage (kader) en het effect daarvan op de contaminantgehalten (zie voor een overzicht Oey et al., 2018). Zo zijn chloorresiduen die tijdens de teelt in het product terecht zijn gekomen, te verminderen door de olie met water te ontslijmen. Dat kan een reductie tot 84% van 3-MCPD-esters opleveren.

De behandeling met bleekaarde kan, afhankelijk van de keuze van het type bleekaarde, de vorming van 3-MCPD-esters met 67% verminderen. Voor verlaging van glycidyl-esters ligt de oplossing onder andere in het deodoriseren onder mildere condities (lagere temperatuur en/of kortere tijdsduur) of dubbel-deodoriseren (circa 75% reductie van 3-MCPD-esters en 78% glycidyl-esters).

De oplossing voor voldoende verlaging van alle drie contaminanten ligt waarschijnlijk in de combinatie van strategieën. De huidige studies hebben dat nog niet ten volle verkend. Daarnaast zijn deze studies voornamelijk uitgevoerd op palmolie en is weinig bekend over andere plantaardige oliën en vetten. Ook is weinig bekend over de reductie van 2-MCPD-esters.

Refine-project

Het Refine-project is een vier jaar durende publiekprivate samenwerking binnen TKI Agrifood tussen de bedrijven Special Refining Company (SRC), Spack Trading, Care Naturkost en onderzoeksinstituut Rikilt Wageningen University & Research.

De bedrijven richten zich met name op de raffinage, handel en verwerking van biologische oliën en vetten. Het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit (LNV) subsidieert het project (50%), de bedrijven dragen de overige 50% van de projectsom bij met in-kind- en cashbijdragen.

Vorming minimaliseren

In 2017 is het Refine-project gestart (kader). Doel van dit project is om mitigatiestrategieën te ontwikkelen die de vorming van contaminanten tijdens de raffinage minimaliseren.

Om dit goed te onderzoeken is het raffinageproces op pilotplantschaal nagebouwd. Hierdoor is de raffinage stap-voor-stap te volgen en zijn experimenten met andere condities relatief eenvoudig uit te voeren. Bovendien wordt in dit project – naast palmolie – ook de raffinage van andere oliesoorten onderzocht.

Ook wordt 2-MCPD (naast 3-MCPD en glycidol) bestudeerd. De vorming van de contaminanten kan onder verschillende procescondities worden gemeten door diverse monsters te nemen gedurende het gehele proces (ontslijmen, bleken en deodoriseren) en in het laboratorium te analyseren op 2-MCPD, 3-MCPD en glycidol.

Daardoor ontstaat een goed beeld van de snelheid waarmee de contaminanten worden gevormd. Met die data wordt de vormingssnelheid in (kinetische) modellen vastgelegd. Vervolgens worden beloftevolle combinaties van ontslijmen, bleken en deodoriseren getest waarbij de balans tussen verminderen van contaminanten en behoud van positieve kenmerken van de oliën en vetten goed te optimaliseren is.

Met de beschikbaarheid van laag-gecontamineerde oliën en vetten kunnen uiteindelijk voedingsmiddelen worden geproduceerd waarin de gehalten van 2-, 3-MCPD en glycidol laag zijn en voldoen aan de geldende limieten.

REFERENTIES

Reageer op dit artikel