Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs)

Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe, bekannt als PAKs, sind komplexe Verbindungen, die sowohl in natürlichen Prozessen als auch durch menschliche Aktivitäten entstehen.  Es gibt überraschend viele PAKs, doch die meisten von ihnen sind sowohl gesundheits- als auch umweltschädlich.

In diesem Artikel erfährst du, wie PAKs entstehen, wo sie enthalten sind, wie sie unsere Welt beeinflussen und wie du deine Exposition gegenüber PAKs im Alltag minimierst. Im Nahrungsergänzungsmittel-Bereich sind PAKs vor allem bei Resveratrol aus dem Japanischen Staudenknöterich relevant.

Chemische Eigenschaften von PAKs

Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe sind eine Gruppe organischer Verbindungen, die aus zwei oder mehr miteinander verschmolzenen aromatischen Ringen bestehen, welche hauptsächlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen. Diese Ringe sind in einer flachen, plattenartigen Struktur angeordnet.

Die chemische Struktur der PAKs ermöglicht es ihnen, sich in Fett zu lösen, aber sie sind relativ unlöslich in Wasser. Ihre Stabilität resultiert aus der aromatischen Struktur, was sie in der Umwelt überdauernd macht. Je mehr Ringe ein PAK-Molekül aufweist, desto stabiler und weniger reaktiv ist es.

Es gibt über 100 verschiedene PAKs

Es gibt über 100 verschiedene PAKs, die natürlich vorkommen oder durch menschliche Aktivitäten entstehen. Sie werden häufig in zwei Kategorien eingeteilt:

  1. Leichte PAKs mit zwei bis drei Ringen
  2. Schwere PAKs mit vier oder mehr Ringen.

Leichte PAKs finden sich oft in der Luft und können über den Atemweg aufgenommen werden, während schwere PAKs in Böden und Sedimenten persistieren und über die Nahrungskette (manchmal in Nahrungsergänzungsmitteln) aufgenommen werden können.

Die Vielfalt der Polyzyklischen Aromatischen  Kohlenwasserstoffe ergibt sich aus der Anzahl und Anordnung der aromatischen Ringe sowie der Anwesenheit verschiedener funktioneller Gruppen. Diese strukturelle Vielfalt führt zu einem breiten Spektrum an physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften, was die Analyse und das Verständnis von PAKs komplex macht.

Eine Hand voll Resveratrol-hältiger Trauben
Resveratrol kommt nicht nur in Trauben vor, sondern auch im Japanischen Staudenknöterich. Bei der Gewinnung daraus entstehen häufig PAKs, die dann auch im Pulver verbleiben.

Ökologischer Einfluss von Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasserstoffen

Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe können tiefgreifende Auswirkungen auf die Umwelt haben, insbesondere auf Ökosysteme. Sie sind in der Lage, Böden und Gewässer zu kontaminieren, was die Pflanzen- und Tierwelt beeinträchtigen kann.

PAKs binden sich oft an Bodenpartikel und können jahrzehntelang in der Umwelt verbleiben, wodurch sie langfristige Schäden verursachen. In Gewässern können sie sich in Sedimenten ansammeln und aquatische Lebensformen schädigen. Besonders empfindlich reagieren benthische Organismen (wie Muscheln und Würmer), die in direktem Kontakt mit kontaminierten Sedimenten stehen. Darüber hinaus können PAKs in der Nahrungskette akkumulieren und sich so auf den Menschen auswirken.

Wie beeinflussen Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe die Gesundheit?

PAKs können sowohl kurz- als auch langfristige Gesundheitseffekte haben. Kurzfristige Exposition kann Haut-, Augen-, und Atemwegsreizungen verursachen. Bei einigen Menschen können PAKs auch Übelkeit und Erbrechen auslösen.

Langfristige und wiederholte Exposition, insbesondere bei hohen Konzentrationen, ist besonders bedenklich. Sie wurde mit einer Reihe von schwerwiegenden Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht, darunter Nieren-, Brust-, und Prostatakrebs. PAKs gelten als krebserregend, da sie DNA-Schäden verursachen können.

Zudem wurden Sie mit einer Beeinträchtigung des Immunsystems und reproduktiven Problemen in Verbindung gebracht.

Wer ist durch PAKs besonders gefährdet?

Bestimmte Bevölkerungsgruppen sind besonders gefährdet, durch Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe beeinträchtigt zu werden. Dazu gehören Menschen, die berufsbedingt hohen PAK-Konzentrationen ausgesetzt sind, wie z.B. Arbeiter in der Kohle-, Öl- und Gasindustrie, Straßenbauarbeiter und Schornsteinfeger.

Kinder und Schwangere sind ebenfalls besonders anfällig für die schädlichen Auswirkungen von PAKs. Bei Kindern können PAKs die Entwicklung beeinträchtigen und zu Lernschwierigkeiten führen. Besonders gefährlich ist hierbei Plastikspielzeug, dass von Kindern gerne in den Mund genommen wird. Bei Schwangeren können sie das Risiko von Geburtsfehlern und Entwicklungsstörungen beim Ungeborenen erhöhen.

Gibt es Grenzwerte für Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe?

In der Europäischen Union gibt es spezielle Regeln, die bestimmen, wie viele polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe in Produkten sein dürfen. Bei Produkten für den allgemeinen Gebrauch dürfen nur bis zu 1 mg/kg dieser PAKs enthalten sein. Bei Spielzeug und Dingen für Babys und Kleinkinder ist der erlaubte Höchstwert noch strenger: nur 0,5 mg/kg.

Zudem gibt es das GS-Zeichen (“Geprüfte Sicherheit”). Ein wichtiges Qualitätssiegel in Deutschland, das die Sicherheit von Produkten kennzeichnet. Bezüglich der PAKs spielt das GS-Zeichen eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung, dass Produkte, insbesondere solche, die aus Gummi, Elastomeren oder Kunststoffen bestehen und mit denen häufig Hautkontakt besteht, niedrige PAK-Konzentrationen aufweisen. Um das Zeichen zu bekommen, werden 18 PAKs untersucht, diese dürfen insgesamt den Gehalt von 1 mg/kg nicht überschreiten. Noch strengere Grenzwerte gelten bei Materialen, die in den Mund genommen oder länger gehalten werden können (0,2-0,5 mg/kg).

Grenzwerte für Lebensmittel

Für verschiedene Lebensmittelkategorien gelten unterschiedliche Höchstwerte für PAKs. Zum Beispiel haben Öle und Fette, Kakaobohnen und daraus hergestellte Erzeugnisse, Kokosnussöl, geräucherte Fisch- und Fleischerzeugnisse sowie bestimmte Getreidebeikost und weitere Erzeugnisse für die Ernährung von Säuglingen jeweils eigene festgelegte Grenzwerte. Diese Grenzwerte schwanken meist zwischen 1 und 6 mg/kg.

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Praxisnahe Tipps zur Vermeidung von PAKs in der Ernährung

1.   Setze auf qualitativ hochwertige Supplements

Beim Kauf von Resveratrol-Produkten, insbesondere bei solchen, die vom Japanischem Staudenknöterich aus China stammen, ist Vorsicht geboten. Es gibt Bedenken hinsichtlich erhöhter nachgewiesener PAKs in diesen Produkten. Dies ist vermutlich nicht auf die Pflanze selbst, sondern auf die Produktionsprozesse in China zurückzuführen. Daher ist es wichtig, die Herkunft und Reinheit von Supplements wie Resveratrol sorgfältig zu prüfen, um gesundheitliche Risiken zu vermeiden. MoleQlar Resveratrol wird innovativ aus Hefefermentation hergestellt und ist dadurch völlig PAK-frei.

2.   Beschränke deinen Fleischkonsum

Eine Verringerung des Fleischkonsums kann die Aufnahme von PAKs senken, da diese bei der Zubereitung von Fleisch entstehen. Früher galt rotes Fleisch als Sündenbock für PAKs, mittlerweile wissen wir, dass unter anderem auch Geflügel und Fisch damit belastet sein können.

3.   Tipps für die Zubereitung von Lebensmitteln

Nicht nur die Wahl der Lebensmittel, sondern auch die Art der Zubereitung spielen eine entscheidende Rolle. Hierzu ein paar Tipps:

  • Niedrige Temperaturen verwenden: Koche bei möglichst niedrigen Temperaturen, um die Bildung von PAKs zu verringern.
  • Direkte Flammen vermeiden: Gare Lebensmittel in der Pfanne, im Ofen oder im Dampfgarer, um direkten Kontakt mit offenen Flammen zu vermeiden.
  • Verbranntes entfernen: Entferne verbrannte Stellen an Lebensmitteln vor dem Verzehr. (So entfernst du eventuell auch AGEs!)
  • Marinaden verwenden: Marinaden können helfen, die Bildung von PAKs während des Grillens zu reduzieren.

Literatur

  1. Sahoo, Biswa Mohan et al. “Polyaromatic Hydrocarbons (PAHs): Structures, Synthesis and their Biological Profile.” Current organic synthesis vol. 17,8 (2020): 625-640. Link
  2. Boström, Carl-Elis et al. “Cancer risk assessment, indicators, and guidelines for polycyclic aromatic hydrocarbons in the ambient air.” Environmental health perspectives vol. 110 Suppl 3,Suppl 3 (2002): 451-88. Link
  3. Srogi, K. “Monitoring of environmental exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons: a review.” Environmental chemistry letters vol. 5,4 (2007): 169-195. Link
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  9. Rafiee, Ata et al. “Exposure to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and adverse reproductive outcomes in women: current status and future perspectives.” Reviews on environmental health, 10.1515/reveh-2022-0182. 2 Jan. 2023. Link
  10. EU/Nr. 1272/2013 DER KOMMISSION vom 6. Dezember 2013 zur Änderung von Anhang XVII der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (PDF) Link
  11. Deutsches Produktsicherheitsgesetz (ProdSG) Neue Anforderung an PAK bei der Zuerkennung des GS-Zeichens (PDF) Link
  12. VERORDNUNG (EG) Nr. 1881/2006 DER KOMMISSION vom 19. Dezember 2006 zur Festsetzung der Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln (PDF) Link
  13. Understanding the Risks of Contaminants in Your Supply Chain (PDF) Link
  14. Sahin, Seyda et al. “The Presence of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in Grilled Beef, Chicken and Fish by Considering Dietary Exposure and Risk Assessment.” Food science of animal resources vol. 40,5 (2020): 675-688. Link
  15. Hamidi, Elliyana Nadia et al. “Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) and their Bioaccessibility in Meat: a Tool for Assessing Human Cancer Risk.” Asian Pacific journal of cancer prevention : APJCP vol. 17,1 (2016): 15-23. Link
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