Update zu Furan und seinen Methyl-Analoga

Furan (abgeleitet vom lateinischen Wort furfur für Kleie) ist in reiner Form eine farblose, leicht flüchtige Flüssigkeit und auch unter den Namen Divinylenoxid, Oxacyclopentadien und Oxol bekannt. Die Verbindung, die zur Gruppe der sauerstoffhaltigen Heteroaromaten zählt, ist unlöslich in Wasser, jedoch gut löslich in organischen Lösungsmitteln, wie Alkoholen, Ether und Aceton. Furan findet in der chemischen Industrie Anwendung zur Herstellung von Chemikalien, Harzen und Lacken.

Was sind Methyl-Analoga des Furans?

Im Allgemeinen werden Verbindungen als „Analoga“ bezeichnet, wenn sie strukturelle oder funktionelle Ähnlichkeiten aufweisen. Methyl-Analoga des Furans, wie 2-Methyl-, 3-Methyl- und 2,5-Dimethylfuran, (s. Abbildung 1) haben demnach die Grundstruktur des Furans mit einer oder mehreren Methyl- (CH3-) Gruppen an unterschiedlichen Positionen.
Diese wurden neben Furan in thermisch behandelten Lebensmitteln nachgewiesen. Sie können während der Lebensmittelzubereitung entstehen oder auch den Lebensmitteln als Aromastoffe zugesetzt werden.




Zur Generierung von Furan in thermisch behandelten Lebensmitteln werden in der Literatur mehrere Bildungswege beschrieben. Furan kann demnach im Rahmen der Maillard-Reaktion durch den Abbau von Aminosäuren und reduzierenden Zuckern entstehen. Außerdem ist die Bildung durch thermische Oxidation von Ascorbinsäure, Carotinoiden sowie durch Lipidoxidation mehrfach ungesättigter Fettsäuren möglich.

Wo kommen Furan und seine Methyl-Analoga vor?

Neben der Anwesenheit von Furan in Zigarettenrauch wird auch seit einigen Jahren das Vorkommen in Lebensmitteln beschrieben, die einer thermischen Behandlung unterzogen wurden. Besonders hohe Gehalte wurden dabei in geröstetem Kaffee, sowie bei Lebensmitteln, die in geschlossenen Behältnissen erhitzt werden, wie z.B. Fleisch-, Suppen- und Gemüsekonserven ermittelt. Ebenfalls wurde Furan in Säuglingsnahrung, Gebäck, Saucen, Brot und Getränken nachgewiesen. Erwachsene nehmen Schätzungen zufolge 85 % der Furan-Menge über Kaffee auf, bei Kindern erfolgt die Exposition in erhöhtem Maße durch Gläschennahrung, sowie durch die Aufnahme über Fruchtsäfte.

Können Furan und seine Methyl-Analoga ein Gesundheitsrisiko darstellen?

Furan selbst wurde schon 1995 von der International Agency for Research on Cancer (IARC) als karzinogen im Tierversuch und als möglicherweise karzinogen für den Menschen (Kategorie 2b) eingestuft. Im Rahmen der Metabolisierung erfolgt eine Epoxidierung und die nachfolgende Ringöffnung sowie die Bildung eines reaktiven 2-ene-1,4-dicarbonyl-Intermediats. Im Rahmen eines Berichtes des CONTAM-Panels der EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) wurde außerdem festgestellt, dass zwischen der Furan-Exposition des Menschen und der Dosis, die in Tierexperimenten kanzerogene Effekte hervorruft, nur eine kleine Differenz besteht. Bei den Methyl-Analoga 2-Methylfuran und 2,5-Dimethylfuran wurden im Rahmen der toxikologischen EFSA-Bewertung einer Vielzahl von aromatisierenden, Furan-ähnlichen Substanzen ebenfalls Bedenken aufgrund einer möglichen Genotoxizität festgestellt. Angesichts der strukturellen Ähnlichkeit und der fehlenden Möglichkeit für andere Metabolisierungwege wie z.B. Hydrolyse oder Konjugation, kann ein Metabolisierungsmechanismus analog zum Furan erfolgen. Zusätzlich kann durch eine Oxidation am C1-Atom der alkylsubstituierten Verbindungen die Formierung eines Ketons resultieren. Für eines dieser Ketone liegen der EFSA ebenfalls Daten vor, die auf ein genotoxisches Potential hindeuten. Aufgrund der teilweise unzureichenden Datenlage bezüglich Toxikologie und Exposition hat die Europäische Kommission die EFSA beauftragt, eine wissenschaftliche Stellungnahme zum Risiko des Vorhandenseins von Furan und seiner Methyl-Analoga in Lebensmitteln für den Menschen abzugeben. Im Zuge dessen wurden Ende 2016 Daten zum Vorkommen von Furan, 2-Methylfuran, 3-Methylfuran und 2,5-Dimethylfuran in Lebensmitteln erhoben.

Wie werden Furan und Methylfurane analysiert?

Aufgrund der leichten Flüchtigkeit des Furans und der Methylfurane erfolgt die Analytik mittels Headspace-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (Headspace-GC-MS) oder Solid-Phase-Micro-Extraction-GC-MS (SPME-GC-MS). Zur Quantifizierung kann entweder ein interner, vierfach deuterierter Furan-Standard oder eine externe Kalibrierung herangezogen werden. Schwierigkeiten bzw. Fehlerquellen der Analytik ergeben sich insbesondere aufgrund der leichten Flüchtigkeit des Furanmoleküls bzw. aufgrund der Beobachtung, dass unter bestimmten Bedingungen eine Furan-Generierung während der Analytik möglich ist.

Gibt es Höchstgehalte für Furan und Methyl-Furane in Lebensmitteln?

Bisher sind weder für Furan noch für Methylfurane Höchstgehalte in Lebensmitteln festgelegt worden. Die Aromastoff-Industrie hat sich jedoch aufgrund der toxikologischen Bewertung von 2-Methylfuran und 2,5-Dimethylfuran dazu entschlossen, die Verwendung der beiden Verbindungen als Aromastoffe in Europa nicht mehr zu unterstützen.