Chemie

Steckbriefe - Chemie

Steckbriefe - Chemie

Erkunden Sie detaillierte Steckbriefe zu chemischen Themen im Lebensmittel- und Kosmetikbereich. Unsere Fachinformationen bieten Ihnen umfassendes Wissen über chemische Analysen, Qualitätskontrolle und Sicherheitsstandards in der Chemie.

Lebensmittel

Wie gelangen Schwermetalle in Lebensmitteln?

Schwermetalle sind in der Umwelt ubiquitär vorhanden. Sie gelangen durch industrielle Prozesse, Abgase, Klärschlamm oder Pflanzenschutzmittel à über Pflanzen oder Fleisch von Weidetieren à in Lebensmittel. Hierzu zählen u.a. Blei, Cadmium, Quecksilber und Arsen.

Des Weiteren zählen aber auch bestimmte Mineralstoffe und Spurenelemente zu den Schwermetallen, die für Mensch, Tier und Pflanze lebensnotwendig sind. Hierzu zählen z.B. Zink, Eisen, Mangan und Kupfer. 

Schwermetalle können sich in Pflanzen und Organen von Nutztieren anreichern, entsprechend können daraus hergestellte Lebensmittel mit hohen Gehalten an Schwermetallen belastet sein. Beispiele hierfür sind Cadmium in Ölsaaten, Pilzen oder Kakao und Arsen und Quecksilber in Fisch und Muscheln. 

 

Welche rechtlichen Regelungen gibt es?

In der Verordnung (EU) 2023/915 über Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln (Kontaminanten-Höchstgehalte-VO) sind Höchstgehalte für die Schwermetalle Blei, Cadmium, Quecksilber, anorganisches Arsen und Zinn geregelt. Ab 01. Juli 2025 kommen Höchstgehalte für Nickel u.a. in Nüssen, Gemüse, Hülsenfrüchten, bestimmten Ölsaaten und Schokolade dazu.

 

Analytik:

Schwermetalle werden analytisch mit Hilfe der ICP-MS (Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry) nachgewiesen. Dabei handelt es sich um die am häufigsten eingesetzte Methode in der Spurenelementanalytik.

Verfügbare Schwermetalle / Mineralstoffe sind Aluminium, Antimon, Arsen, Barium, Bismut, Blei, Bor, Cadmium, Calcium, Chrom, Cobalt, Eisen, Kalium, Kupfer, Magnesium, Mangan, Molybdän, Natrium, Nickel, Quecksilber, Schwefel, Selen, Strontium, Phosphor, Thallium, Titan, Vanadium, Zinn, Zink.

In der Verordnung (EG) Nr. 396/2005 über Höchstgehalte an Pestizidrückständen in oder auf Lebens- und Futtermitteln pflanzlichen und tierischen Ursprungs (Pestizid-VO) sind weitere Höchstgehalte für Kupfer und Quecksilber festgelegt.

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Quellen:

  • BVL (Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit) zu Schwermetallen; abrufbar unter: www.bvl.bund.de
  • LGL Bayern (Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit) zu Schwermetallen; abrufbar unter: www.lgl.bayern.de, www.lgl.bayern.de

Was sind Pestizide und wie gelangen sie in Lebensmitteln?

Bei Pestiziden handelt es sich um Wirkstoffe und Stoffkombinationen, die einen oder mehrere Wirkstoffe enthalten. Pestizide schützen Pflanzen und Pflanzenerzeugnisse vor Schädlingen und Krankheiten auf dem Feld sowie während der Produktion, Lagerung und des Transports.

Dazu gehören unter anderem Herbizide (àUnkräuter), Fungizide (à Pilze), Insektizide (à Insekten), Akarizide (à Milben), Nematizide (à Nematoden), Molluskizide (à Schnecken), Wachstumsregulatoren, Repellentien, Rodentizide (à Nagetiere) und Biozide (à Produkte zur Bekämpfung von Schädlingen und Krankheitsüberträgern wie Insekten, Ratten und Mäusen).

Pestizide können über behandelte Pflanzen bereits auf dem Feld sowie durch Behandlung mit Vorratsschutzmitteln im Verlauf der weiteren Produktion in Lebensmitteln hineinkommen.

 

Welche rechtlichen Regelungen gibt es?

In der Verordnung (EG) Nr. 396/2005 über Höchstgehalte an Pestizidrückständen in oder auf Lebens- und Futtermitteln pflanzlichen und tierischen Ursprungs (Pestizid-VO) sind Höchstgehalte festgelegt à abrufbar über die EU-Pestizide-Datenbank: https://food.ec.europa.eu/plants/pesticides/eu-pesticides-database_en .

Die Höchstgehalte beziehen sich in der Regel auf frische, unverarbeitete Rohwaren. In verarbeiteten Lebensmitteln sind entsprechend Verarbeitungsfaktoren (z.B. Trocknungsfaktoren) zu berücksichtigen. Bei stark verarbeiteten Erzeugnissen oder aus mehreren Zutaten zusammengesetzten Lebensmitteln ist eine abschließende rechtliche Bewertung nicht möglich.

In der Verordnung (EU) 2018/848 über die ökologische/biologische Produktion gibt es weitere Regelungen für Bio-Lebensmittel.

Des Weiteren wird in Deutschland zur Beurteilung von Bio-Lebensmitteln der BNN-Orientierungswert für Pestizide zur Beurteilung herangezogen (BNN: Bundesverband Naturkost Naturwaren).

 

Analytik:

Das Pestizide-Screening wird mit einer Kombimethode aus LC-MS/MS, GC-MS/MS und GC-NCI durchgeführt. 

Polare Pestizide wie z.B. Glyphosat / AMPA, Chlormequat / Mepiquat, Chlorat / Perchlorat werden mit Einzelmethoden untersucht. 

Pestizide können auch aus der Umwelt (über Boden, Bewässerung, Luft ..) in Lebensmitteln (u.a. Bio-Lebensmitteln) gelangen. 

 

Quellen:

  • BNN (Bundesverband Naturkost Naturwaren) zu Orientierungswert für Pestizide; abrufbar unter: www.n-bnn.de 
  • BfR (Bundesinstitut für Risikobewertung) zur Einteilung von Pflanzenschutzmittel; abrufbar unter: www.bfr.bund.de

Steckbrief zu Mykotoxinen (Schimmelpilzgiften) in Lebensmitteln

 

Was sind Mykotoxine und wie gelangen sie in Lebensmitteln?

Bei Mykotoxinen (Schimmelpilzgiften) handelt es sich um sekundäre Stoffwechselprodukte, die durch bestimmte Schimmelpilze (z.B. Aspergillus-, Penicillium-Arten) gebildet werden. Aufgrund ihrer toxikologischen Eigenschaften sind Mykotoxine in Lebensmitteln unerwünscht.

Mykotoxine kommen u.a. in Getreide, Nüssen, Trockenfrüchten, Schalenfrüchten, Gewürzen, Kaffee und Kakao vor. Sie können bereits auf dem Feld oder danach während des Transports und der Lagerung gebildet werden und gelangen auf diesem Weg in Lebensmittel.

 

Welche rechtlichen Regelungen gibt es?

In der Verordnung (EU) 2023/915 über Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln (Kontaminanten-Höchstgehalte-VO) sind Höchstgehalte für bestimmte Mykotoxine festgelegt.

In der Empfehlung (EU) 2022/553 zur Überwachung des Vorkommens von Alternaria-Toxinen in Lebensmitteln gibt es Richtwerte z.B. für verarbeitete Tomatenerzeugnisse, Sesamsamen, Sonnenblumenkerne und –öl, Schalenobst und getrocknete Feigen.

Wichtige Vertreter der Mykotoxine sind Aflatoxine (B1, B2, G1, G2, M1), Ochratoxin A, Patulin, Deoxynivalenol, Zearalenon, Fumonisine, Citrinin, Ergotalkaloide, T-2- und HT-2-Toxine und Alternariatoxine.

 

Analytik:

Mykotoxine werden mittels LC-MS/MS, Aflatoxin M1 mittels ELISA bestimmt. 

 

Quellen:

BfR (Bundesinstitut für Risikobewertung) abrufbar unter: 

www.bfr.bund.de

Kosmetik

Steckbrief zu Konservierungsstoffen in Kosmetika

 

Was sind Konservierungsstoffe?

Nach der Kosmetik-Verordnung (VO (EG) Nr. 1223/2009) sind Konservierungsstoffe definiert als: „Stoffe, die in kosmetischen Mitteln ausschließlich oder überwiegend die Entwicklung von Mikroorganismen hemmen sollen“

 

Welche rechtlichen Regelungen gibt es?

In Kosmetika dürfen nach Art. 14 Abs. 1 Buchst. d) der Kosmetik-Verordnung nur Konservierungsstoffe enthalten sein, die in Anhang V aufgeführt sind. Derzeit sind in Anhang V ca. 50 Stoffe gelistet. Diese Aufzählung ist abschließend. Des Weiteren sind in Anhang V Höchstgehalte sowie Verwendungszwecke beschrieben. Sind die Bedingungen der Kosmetik-Verordnung nicht erfüllt, ist der Einsatz des jeweiligen Konservierungsstoffes verboten.

 

Welche Konservierungsstoffe gibt es?

Konservierungsstoffe nach Anhang V:

Die Konservierungsstoffe sind in Anhang V der Kosmetik-VO aufgeführt (Aktualisierung des Anhangs bei rechtlichen Änderungen beachten). Hierzu zählen unter anderem:

 

Konservierungsstoffgruppe Beispiele
Organische Säuren
  • Benzoesäure
  • Sorbinsäure
  • Salicylsäure
Parabene
  • Methylparaben
  • Butylparaben
Formaldehyd-Abspalter
  • Bronopol
  • Diazolidinyl Urea
Isothiazolinone
  • Methylisothiazolinone

 

In Kosmetikprodukten werden meist mehrere verschiedene Konservierungsstoffe eingesetzt, um ein breites Wirkspektrum zu erzielen. Die Höchstkonzentrationen für Konservierungsstoffe können sich auch je nach Anwendungsregion/Produktkategorie unterscheiden. Für Benzoesäure gelten z.B. folgende Bedingungen:

 

Art des Mittels/Körperteile Höchstkonzentration in der gebrauchsfertigen Zubereitung
Auszuspülende/abzuspülende Mittel, ausgenommen Mundmittel 2,5 % (Säure)
Mundmittel 1,7 % (Säure)
Auf der Haut/im Haar verbleibende Mittel 0,5 % (Säure)

 

Weitere Stoffe mit konservierenden Eigenschaften:

Neben den in Anhang V definierten Konservierungsstoffen gibt es eine Vielzahl an Stoffen in Kosmetika, die ebenfalls eine mehr oder weniger stark konservierende bzw. antimikrobielle Wirkung besitzen können. 

Zu diesen Stoffen zählen unter anderem:

  • Ätherische Öle
  • Pflanzenextrakte
  • Pflanzenteile (Senfsamen, Eukalyptusblätter etc.)

Diese Stoffe können wie genannt konservierende Eigenschaften aufweisen. Aufgrund der Tatsache, dass diese Substanzen nicht in Anhang V reguliert sind, muss der Hauptverwendungszweck ein anderer sein (z.B. duftgebend, maskierend, feuchtigkeitsspendend). Andernfalls entspricht die Verwendung nicht den Vorgaben der Kosmetik-Verordnung.

 

Was ist bei werbenden Angaben (Claims) zu beachten?

Die sog. „Claims-Verordnung“ VO (EU) Nr. 655/2013 regelt werbende Aussagen bei kosmetischen Produkten. Hierunter fallen auch Werbungen in Bezug auf die Abwesenheit von Konservierungsstoffen sowie dem Verzicht bestimmter Verbindungen (z.B. „ohne Konservierungsstoffe“, „ohne Parabene“).

Laut Anhang dieser Verordnung unterliegen solche werbende Angaben unter anderem der Wahrheitstreue, der Redlichkeit und Lauterkeit. Eine werbende Angabe ist daher stets im Einzelfall bezüglich der genannten Kriterien zu prüfen (siehe auch Literatur der GDCh).

Hinweis: 

Bei sogenannten mikrobiologisch risikoarmen Produkten ist der Einsatz von Konservierungsstoffen in der Regel nicht erforderlich. Hierzu gehören z.B. Produkte mit pH-Werten ≤3 bzw. ≥10 oder einem Wasseraktivitätswert (aW-Wert) von ≤0,75. Weitere Beispiele finden sich in der ISO 29621 (Norm für mikrobiologisch risikoarme Produkte). Werbende Aussagen zur Freiheit von Konservierungsstoffen ist bei diesen Produkten in der Regel als irreführend anzusehen. 

 

Analytische Aspekte:

Die Analytik von Konservierungsstoffen wird innerhalb unserer Tentamus Laborgruppe als akkreditiertes Prüfverfahren durchgeführt. Die Bestimmung erfolgt mittels Flüssigkeitschromatographie in Verbindung mit einer massenspektrometrischen Detektion (LC-MS/MS).

 

Literatur:

 

 

 

 

 

 

 

 

Steckbrief zu Schwermetallen in Kosmetika

 

Wie gelangen Schwermetalle in Kosmetika?

Schwermetalle sind in der Umwelt ubiquitär vorhanden. Somit gelangen diese überwiegend aus der Umwelt in die verwendeten Rohstoffe für kosmetische Mittel. Besonders Produkte wie Puder, dekorative Kosmetik und Zahnpasten können mit Schwermetallen belastet sein, da diese einen hohen Anteil an mineralischen Bestandteilen besitzen. 

Weiterhin können auch Sonnenschutzmittel oder Antitranspirantien betroffen sein, da z.B. eingesetzte Metalle wie TiO2 oder ZnO mit Schwermetallen verunreinigt sein können.

 

Welche rechtlichen Regelungen gibt es?

Einige Schwermetalle sind nach Anhang II der VO (EG) Nr. 1223/2009 (Kosmetik-Verordnung) verboten. Hierzu zählen unter anderem folgende Schwermetalle:

  • Arsen
  • Antimon 
  • Blei 
  • Cadmium 
  • Quecksilber
  • Nickel
  • Chrom VI

Nach Art. 17 Kosmetik-VO dürfen in kosmetischen Mitteln nur in technisch unvermeidbare sowie gesundheitlich unbedenklichen Mengen enthalten sein, die bei guter Herstellungspraxis nicht zu vermeiden sind. Das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) stellt für 5 Elemente nationale Richtwerte auf, die als technisch unvermeidbar angesehen werden können. Es gilt ein generelles Minimierungsgebot.

 

Schwermetall Richtwerte  
  Kosmetische Erzeugnisse allgemein Zahnpasta
Arsen 0,5 mg/kg* 0,5 mg/kg
Antimon 0,5 mg/kg 0,5 mg/kg
Blei 2,0 mg/kg** 0,5 mg/kg
Cadmium 0,1 mg/kg 0,1 mg/kg
Quecksilber 0,1 mg/kg 0,1 mg/kg

*Für Theater-, Fan- und Karnevalsschminke: 2,5 mg/kg

**Für die Warengruppe Make-up Puder, Rouge, Lidschatten, Kajal, incl. Lidstrich und Eyeliner sowie Theater-, Fan- und Karnevalsschminke: 5 mg/kg

 

Bei Nickel und Chrom handelt es sich um Schwermetalle, die Allergien auslösen können. Für Nickel besteht kein generelles Verbot. Als maximaler Gehalt werden von der Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES) 5 mg/kg empfohlen.

Chrom(VI) zählt zu den sogenannten CMR-Substanzen. CMR-Stoffe sind Stoffe, die als krebserzeugend, erbgutverändernd oder fortpflanzungsgefährdend eingestuft sind. Die Substanzen Chromdioxid-grün und Chromhydroxid-grün, welche zu den Chrom(III)-Verbindungen zählen sind in Kosmetika zulässig.

 

Analytik:

Schwermetalle werden analytisch mit Hilfe der ICP-MS (Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry) nachgewiesen. Dabei handelt es sich um die am häufigsten eingesetzte Methode in der Spurenelementanalytik.

 

 

Quellen:

  • AGES (2018) Nickel und Chrom in dekorativer Kosmetik – Monitoring, Endbericht der Schwerpunktaktion A-016-17; abrufbar unter: www.ages.at
  • BVL (2016)Technisch vermeidbare Gehalte an Schwermetallen in kosmetischen Erzeugnissen; abrufbar unter www.bvl.bund.de
  • BfR (2006) Kosmetische Mittel: BfR empfiehlt Schwermetallgehalte über Reinheitsanforderungen der Ausgangsstoffe zu regeln: Dokument
  • VO (EG) Nr. 1223/2009 des Europäischen Parlamentes und des Rates vom 30. November über kosmetische Mittel, aktueller Stand: Verordnung

 

 

 

 

 

 

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