Minimierung von Mineralölbestandteilen in Speiseölen

Neue Ansätze zur Minimierung

In Deutschland werden etwa 50 Prozent der produzierten Pflanzenöle, rund drei Millionen Tonnen, in der Ernährung eingesetzt. Die Minimierung von Kontaminationen mit Mineralölbestandteilen ist dabei eine große Herausforderung für den gesundheitlichen Verbraucherschutz.

Mineralölkohlenwasserstoffe (MOH), von denen einzelne Bestandteile als toxikologisch bedenklich eingestuft werden, finden sich in Mengen von bis zu einigen Milligramm pro Kilogramm in vielen Lebensmitteln, insbesondere auch in Speiseölen. Diese Verbindungen gelangen bei der Herstellung von Speiseölen auf unterschiedliche Weise in die Produktionskette und lassen sich zurzeit auch durch den Raffinationsprozess nur teilweise wieder entfernen. Das Problem wird durch die Tatsache besonders verschärft, dass Öle und Fette aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften die fettlöslichen Mineralölbestandteile aus der Umgebung sammeln und anreichern. Dies macht es dringend notwendig, den Eintrag von Mineralbestandteilen schon vor der Raffination möglichst niedrig zu halten. In einem vorhergehenden Projekt (FEI 19662N) wurden die Eintragswege für Mineralölbestandteile in der Herstellungskette untersucht. Als Fazit wurden zwei Eintragswege identifiziert bei denen großes Potenzial gesehen wird, MOH in Speiseölen zu minimieren:

1. Übergang von Schmierstoffen aus Schmierpunkten der Produktionsanlagen.
2. Übergang von Absorptionsölen (Weißölen) aus der Abluftreinigung in Extraktions-betrieben.

In dem vorangegangenen Projekt wurde auch die Analysenmethode weiterentwickelt und validiert, um in den besonders schwierigen Matrizes der Öle und Fette eine bessere Vergleichbarkeit der Ergebnisse bis in den Konzentrationsbereich von 1 mg/kg zu erreichen. Trotzdem ist es notwendig, die aufwändige Methode weiter zu vereinfachen und die Entfernung von Störsubstanzen zu verbessern, um die Handhabung der Methode robuster zu machen. Zudem hat die Identifizierung von Kontaminationsquellen durch die umfassende zweidimensionale Gaschromatographie mit massenspetrometrischer Detektion (GCxGC-MS) in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht, wird aber häufig sehr unterschiedlich gehandhabt und muss daher vereinheitlicht und weiter verbessert werden.

Möglichkeiten zum Ersatz herkömmlicher Schmierstoffe durch biobasierte MOH-freie Schmierstoffe werden in dem jetzt beginnenden Projekt gemeinsam mit dem Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung der RWTH Aachen geprüft. Die funktionell wichtigen Eigenschaften (Tribologie, Standzeit, Materialverträglichkeit) der herkömmlichen Schmierstoffe müssen von den biobasierten Schmierstoffen erfüllt werden, um hier einen vollwertigen Ersatz sicher gewährleisten zu können. Diese Eigenschaften werden in Versuchsständen und entsprechenden Messverfahren umfassend charakterisiert. Das Institut begleitet diese Arbeiten mit Untersuchungen zu den Gehalten an MOH.

Für die Abluftreinigung in Extraktions-Betrieben wird eine wirtschaftlich vertretbare Alternative zur herkömmlichen Absorption des Rest-Hexans aus der Abluft mit Weißölen durch die außeruniversitäre Forschungseinrichtung der privaten Wirtschaft „Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg“ entwickelt und überprüft. So kann die Verwendung von Weißölen in den Betrieben und ein Übergang in die Speiseölproduktion sicher vermieden werden. Hierfür werden verschiedene Möglichkeiten untersucht:

1. Die Nutzung von pflanzlichen Ölen aus dem Herstellungsprozess als Einmal-Absorptionsmittel und anschließende Rückführung in den Ölgewinnungsprozess.
2. Ersatz bisher genutzter Weißöle als Hexan-Absorptionsmittel durch mit Antioxidantien stabilisierte, speziell ausgewählte Pflanzenöle.
3. Einsatz von neuen, MOH-freien Absorptionsmitteln (vorzugsweise aus Biomasse hergestellt) als Alternative zum Weißöl. Diese Stoffe werden dem Produkt nicht wieder zugeführt, sondern wie das Weißöl destillativ vom Hexan getrennt und jeweils im Kreislauf wiederverwendet.

Die Erweiterung der Anwendbarkeit der Analysenmethode zur Untersuchung von Mineralölbestandteilen auf weitere Matrizes, wie etwa Ölsaaten und Presskuchen, ist wichtig, um für die gesamte Produktionskette Minimierungsstrategien entwickeln zu können. Dies stellt die Basis dar, um schnelle und weitreichende Entscheidungen zur weiteren Minimierung der Mineralölbestandteile in der Praxis der Speiseölproduktion fällen zu können. Durch einen neuen Epoxidierungsschritt wird die Methode vereinfacht und die Entfernung von Störsubstanzen verbessert. Anschließend wird die weiterentwickelte Methode in einem Ringversuch validiert. Darüber hinaus wird die Identifizierung von Kontaminationsquellen im Fall eines Befundes durch die GCxGC-MS verbessert und harmonisiert, um auch hier verlässliche Aussagen zu ermöglichen.

Damit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zum vorbeugenden Verbraucherschutz, da die Ergebnisse die Sicherheit der Speiseöle weiter verbessern werden. Produkte aus den Ölmühlen sind in Form von Öl, Lecithin, etc. in etwa 80 Prozent der Produkte des täglichen Bedarfs enthalten, so dass den Untersuchungen zur Vermeidung eines Eintrags von Mineralölkomponenten in die Produktionskette von Speiseölen auch für die meisten nachgelagerten Branchen der Ernährungsindustrie und darüber hinaus grundlegende Bedeutung zukommt. Hinzu kommt, dass der Ersatz von MOH-haltigen Schmierstoffen für alle Branchen der Lebensmittelhersteller ein wichtiges Thema darstellt und daher die Verwendung von nachhaltigen, MOH-freien Produkten in vielen Bereichen angestrebt wird.

Vorgängerprojekt zum Thema „Minimierung von Mineralölbestandteilen in Speiseölen"