Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Minimierung der Gehalte an Acrylamid, Furan und Furanderivaten bei der Herstellung von Röstkaffee durch unterschiedliche Prozessparameter und Anwendung innovativer Verfahren

Die anstehende Regulierung der Acrylamidgehalte von Lebensmitteln durch die EU- Kommission zwingt alle Lebensmittelhersteller, den jeweiligen Benchmark-Wert einzuhalten. Kaffee hat als bisher einziges Lebensmittel eine charakteristische Bildungs- und Abbaukurve von Acrylamid und es gibt, wie auch die zuständigen Behörden bestätigen, nur geringe Minimierungsmöglichkeiten. Frisch geröstete Kaffees, die auf einen minimalen Acrylamidgehalt optimiert sind, weisen aber offenbar höhere Furangehalte auf, d. h. diese beiden Prozesskontaminanten verhalten sich in ihrer Bildung aufgrund der Bildungswege unterschiedlich und teilweise im Endprodukt konträr. Furan steht unter Verdacht, potentiell krebserregend zu sein; die EU-Kommission hat deshalb eine wissenschaftliche Bewertung von Furan hinsichtlich seiner Gesundheitsgefährdung veranlasst; weitere regulatorische Schritte sind sehr wahrscheinlich. Kaffeeproduzenten stehen deshalb vor der Aufgabe, beide Kontaminanten gleichermaßen minimieren zu müssen. Untersuchungen zur Minimierung von Furan und insbesondere der Zusammenhang zwischen Acrylamid und Furan bei deren Entstehung bzw. Abbau sind nicht vorhanden.

Ziel des Vorhabens ist es, entsprechende Untersuchungen durchzuführen und hieraus Handlungsempfehlungen an die Hersteller zur gleichzeitigen Minimierung von Acrylamid, Furan und Furanderivaten (Methylfuranen) im Kaffee differenziert nach den einzelnen Produktgruppen abzuleiten. Hierbei sollen auch innovative Verfahren geprüft werden.

Die aus dem Projekt resultierenden Handlungsanweisungen zur Vermeidung von Richtwert- bzw. Höchstmengenüberschreitungen bzw. zur rechtlich geforderten Minimierung der beiden Prozesskontaminanten sind vor allem wichtig für KMU, da diese nicht über die notwendigen apparativen und personellen Ressourcen für die Durchführung derartiger Studien verfügen.

Ergebniszusammenfassung:

In zwei Röstserien wurden 72 Arabica Röstkaffees und 71 Robusta Röstkaffees hergestellt. Die Kaffees wurden jeweils in 5, 10, 15 und 20 Minuten auf die Röstgrade hell, mittel und dunkel geröstet. Die Untersuchung der Röstkaffees bestätigte das gegenläufige Verhalten der Bildung von Acrylamid und Furan/Methylfuranen. Unabhängig der Sorte wurden die höchsten Gehalte an Acrylamid bei hellen sowie kurzen Röstungen und geringste bei dunklen sowie langen Röstungen ermittelt. Furan und Methylfurane verhielten sich konträr. Mit Dichlormethan entkoffeinierte Robusta und Arabica Kaffees wiesen höhere Gehalte an Acrylamid auf als die koffeinhaltigen. Bezüglich ΣFurane konnte kein eindeutiger Trend abgeleitet werden. Bei der Wasserentcoffeinierung war kein eindeutiger Trend zu erkennen. Durch die Dämpfung waren bei den Arabicas Unterschiede aber kein deutlicher Trend zu erkennen, die Robustas zeigten keine Unterschiede. Die ΣFurane war bei Arabica und Robusta bei den gedämpften Kaffees niedriger. Durch die Wasserkühlung (Quenchen) wurden bei Arabica und Robusta höhere Gehalte an Acrylamid als bei den luftgekühlten Referenzröstungen festgestellt. Die ΣFurane zeigte bei den wassergekühlten Robustas keinen eindeutigen Trend, bei Arabicas lag sie höher. Bei Temperatursprungröstungen wurde bei Robusta ein höherer Acrylamidgehalt erhalten, bei Arabica zeigte sich kein eindeutiger Trend. Die ΣFurane war bei Arabica bei den Temperatursprungproben höher. Durch doppelte Röstungen wurde bei Arabica eine höhere Menge an ΣFurane gefunden. Bei Robusta hingegen konnten keine klaren Tendenzen erkannt werden. Die heißluftgerösteten Spezialitätenkaffees wiesen niedrigere Gehalte an Acrylamid als auch an ΣFurane auf. Die Trommelröstungen zeigten keinen Trend.

Zusammenfassend lassen sich Minimierungsoptionen für Acrylamid oder die Furane ableiten, eine gleichzeitige Minimierung konnte mit den benutzten Verfahren nicht erreicht werden.