Einfluss der Zubereitung von Lebensmitteln auf die Zusammensetzung und den Gehalt an bromierten Flammschutzmitteln
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel unserer Untersuchungen war es, am Beispiel der polybromierten Diphenylether zu untersuchen, ob es beim Erhitzen in Fisch und Pflanzenöl zu einer Veränderung im Schadstoffmuster und –gehalt kommt. Dazu wurden als Modellsubstanzen der relativ flüchtige 4,4´-Dibromdiphenylether (BDE 15), der mittelflüchtige 2,2´,4,4´-Tetrabromdiphenylether (BDE 47) und der schwerflüchtige Decabromdiphenylether (BDE 209) eingesetzt. Erste Versuche zeigten, dass bei der Erhitzung der drei PBDEs in Pflanzenöl kein Abbau zu beobachten war. Wurde zusätzlich eine Chlorquelle wie FeCl3 oder o,p´-DDT eingesetzt, erfolgte bei BDE 209 ein Br→Cl-Austausch unter der Bildung von zwei Nonabrommonochlorkongeneren. Auch bei BDE 47 wurde ein einmaliger Br→Cl-Austausch unter Bildung von zwei Tribrommonochlordiphenylethern beobachtet. Bei der Wiederholung der Erhitzung der PBDEs in Fisch (200 °C variable Zeit) konnte – im Gegensatz zu BDE 15 und BDE 47 – bei BDE 209 ein starker Abbau nachgewiesen werden. Als Abbauprodukte von BDE 209 wurden neben Hepta- bis NonaBDEs auch ein Hexabromdibenzofuran und ein Heptabromdibenzofuran detektiert. Im DR Calux Bioassay wurde eine lineare Zunahme der toxischen Antwort mit der Erhitzungszeit beobachtet werden. Mit Hilfe einer hierfür entwickelten Miniaturapparatur konnten kleine Ansätze eingesetzt und komplett aufgearbeitet werden. Auf diese Weise konnte der prozentuale Anteil der PBDEs, der im Fisch verblieb und der prozentuale Anteil, der durch Evaporierung aus dem Lebensmittel entwichen war, ermittelt werden. Dabei korrelierte der Anteil der aus dem Fisch evaporierte mit dem Molekulargewicht der PBDEs. Allerdings wurde BDE 209 nur außerhalb des Fisches nachgewiesen, wenn Fett, Wasser und/oder Probe verspritzte. Nachdem wir gezeigt hatten, dass beim Erhitzen von Lebensmitteln Polyhalogenverbindungen freigesetzt werden können, machten wir uns auf die Suche nach dem Verbleib der beim Erhitzen aus dem Lebensmittel evaporierten Polyhalogenverbindungen in der Küche. Dabei fiel uns auf, dass die Filter im Innern der Küchenabzüge stets mit Fett kontaminiert waren. Bei der Untersuchung von 15 Fettproben aus Abzugshauben stellten wir fest, dass diese generell hoch mit Polyhalogenverbindungen belastet waren. Insgesamt wurden 26 Substanzen bzw. Substanzklassen quantitativ erfasst. Es ergab sich, dass Chlorparaffine in den meisten Proben am stärksten vertreten waren. Neben dem generellen Vorliegen größerer Mengen an Chlorparaffinen wies jede Fettprobe aus den Abzugshauben ein unterschiedliches Rückstandsmuster auf. Klammerte man die Chlorparaffine aus, so stammte jeweils etwa die Hälfte der übrigen Polyhalogenverbindungen aller Wahrscheinlichkeit nach aus dem Lebensmittel, die anderen jedoch, wie die Chlorparaffine auch, aus dem Innenraum der Wohnungen. Auch PBDEs, die in den Küchenabzügen nachgewiesen wurden, stammten vorrangig aus der Innenluft.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2012): Decabromodiphenyl ether (BDE-209) hydrodebrominated when being heated in fish. J. Agric. Food Chem. 60: 8521-8527
Paul Bendig, Marina Blumenstein, Florian Hägele, Walter Vetter
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(2012): Heating of BDE-209 and BDE-47 in plant oil in presence of o,p’-DDT or iron(III) chloride can produce monochloro-polybromo diphenyl ethers. Food Chem. Toxicol. 50: 1697-1703
Paul Bendig, Marina Blumenstein, Walter Vetter
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(2013): Fate of polybrominated diphenyl ethers during cooking of fish in a new model cooking apparatus and a household microwave. J. Agric. Food Chem.
Paul Bendig, Florian Hägele, Marina Blumenstein, Jasmin Schmidt, Walter Vetter
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(2013): Improved GC/ECNI-MS sensitivity of decabromodiphenyl ether determination on 30 m columns by increasing the carrier gas flow after a modified gel permeation chromatographic cleanup protocol employing cyclohexane/ethyl acetate as eluent. Intern. J. Environ. Anal. Chem. 93: 1019-1029
Paul Bendig, Walter Vetter
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(2013): UV induced formation of bromophenols from polybrominated diphenyl ethers. Environ. Sci. Technol. 47 3665-3670
Paul Bendig, Walter Vetter
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(2013): Widespread occurrence of polyhalogenated compounds in fat from kitchen hoods. Anal. Bioanal. Chem.
Paul Bendig, Florian Hägele, Walter Vetter
