Lebensmitteltoxikologie

ISBN-13: 9783642732706 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 664 str.

Rainer Macholz; Hans-Jochen Lewerenz; Heribert Benz

Opis

In den letzten Jahrzehnten ist die Bedeutung der Lebensmitteltoxikologie enorm ge wachsen. Der Wunsch, in gesunder Umwelt dem Wohlbefinden nicht abtragliche Lebens mittel verzehren zu konnen, hat verstarkt zu Diskussionen uber lebensmitteltoxiko logische Probleme unter Laien gefuhrt. Hier kommt dem Fachmann eine eminente Ver antwortung zu, wobei der Schwerpunkt auf der sachlichen Erlauterung der meist viel faltigen Aspekte der toxikologischen Bewertung von chemischen Stoffen liegen muss. Dabei wird das Fehlen von zusammenfassenden Darstellungen der biologischen Grund lagen zur Beurteilung toxischer Wirkungen und deren Anwendung auf die Vielzahl von Einzelsubstanzen in unserer Nahrung besonders deutlich. Anliegen dieses Buches ist es, dem sowohl biologisch als auch lebensmittelchemisch orientierten Fachmann das interdisziplinare Herangehen an die Bewertung von Sub stanzen zu erleichtern. Dabei sind zwangslaufig biochemische, toxikologisch-pharma kologische, ernahrungswissenschaftliehe, okologische sowie teilweise medizinische Aspekte zu berucksichtigen, um dem Leser die Vielschichtigkeit der Problematik zu verdeutlichen. Vielfach liegen auch physiologische und toxikologische Aspekte so eng beieinander, dass ihre Trennung schon aus didaktischen Grunden wenig sinnvoll erscheint. uber Einzelgebiete existieren zahlreiche Bucher, deren Inhalt sich seltener auf die biologischen Grundlagen bezieht oder bei denen weitgehend nur lebensmittelchemische Aspekte im Vordergrund stehen. Abhandlungen letzterer Art liegt nur selten die Absicht zugrunde, die breite Vielfalt der verschiedenen chemischen Stoffklassen darzustellen. Zudem sind seit einigen Jahren Stoffgruppen zu beachten, die bislang unberucksichtigt geblieben waren. . Dieses Buch soll weder ein Lehrbuch noch eine Monographie sein, auch nicht eine Anleitung zur Diagnose und Therapie von Intoxikationen. Auch legislative Aspekte, die sehr landesspezifisch sind, stellen keinen inhaltlichen Schwerpunkt dar."

Spis treści

1. Einleitung.- 2. Aufgabengebiet der Lebensmitteltoxikologie.- 2.1. Definition, Anliegen.- 2.2. Vorkommen potentiell toxischer Stoffe in der Nahrung.- 3. Dosis und Wirkung.- 3.1. Dosis.- 3.2. Wirkung.- 3.2.1. Wirkungsmerkmale.- 3.2.2. Wirkungsmechanismen und Angriffsorte.- 3.2.2.1. Rezeptoren.- 3.2.2.2. Bindungsarten.- 3.2.2.3. Angriffsorte.- 3.2.2.3.1. Elemente der Körperzelle.- 3.2.2.3.2. Systeme im Makroorganismus.- 3.3. Dosis-Wirkungs-Beziehungen.- 4. Resorption, Disposition und toxikokinetische Analyse.- 4.1. Resorption, Verteilung, Exkretion.- 4.1.1. Prinzipien des Stofftransportes.- 4.1.1.1. Passive Diffusion.- 4.1.1.1.1. Lipiddiffusion.- 4.1.1.1.2. Diffusion durch Poren.- 4.1.1.2. Filtration durch Poren.- 4.1.1.3. Carriervermittelte Transportprozesse.- 4.1.1.4. Pinozytose und Persorption.- 4.1.1.5. Ionenpaartransport.- 4.1.2. Resorption.- 4.1.3. Verteilung und Speicherung.- 4.1.3.1. Verteilungsräume.- 4.1.3.2. Verteilungsbestimmende Faktoren.- 4.1.4. Exkretion.- 4.1.4.1. Renale Ausscheidung.- 4.1.4.2. Biliäre und intestinale Ausscheidung.- 4.2. Biotransformation.- 4.2.1. Begriffsbestimmung.- 4.2.2. Phase I-Reaktionen.- 4.2.2.1. Funktion und molekulare Struktur Cytochrom P-450-abhängiger Monooxygenasen.- 4.2.2.2. Reaktionscyclus des Monooxygenasesystems.- 4.2.2.3. Molekularer Mechanismus der Sauerstoffaktivierung.- 4.2.2.4. Regulation des Monooxygenasesystems.- 4.2.3. Phase II-Reaktionen.- 4.2.3.1. Glucuronsäurekonjugation.- 4.2.3.2. Essigsäurekonjugation.- 4.2.3.3. Schwefelsäurekonjugation.- 4.2.3.4. Konjugation mit Aminoverbindungen.- 4.2.3.5. Konjugation mit Glutathion.- 4.2.3.6. Methylierungsreaktionen.- 4.2.4. Induktion.- 4.2.4.1. Isozymverteilungsmuster.- 4.2.4.2. Organspezifität der Induktion.- 4.2.5. Pharmakologisch-toxikologische Konsequenzen.- 4.2.5.1. Genetischer Polymorphismus.- 4.2.5.2. Induzierbarkeit.- 4.2.6. Schlußbemerkungen und Ausblick.- 4.3. Toxikokinetische Analyse.- 4.3.1. Stoffkinetische Modelle.- 4.3.1.1. Kompartiment-Modelle.- 4.3.1.2. Hämodynamische Modelle.- 4.3.2. Kumulationsanalyse.- 5. Einflußfaktoren auf die Toxizität.- 5.1. Applikationsregime—Exposition.- 5.2. Physiologische Differenzen.- 5.2.1. Speziesunterschiede.- 5.2.2. Alter.- 5.2.3. Geschlechtsbedingte Unterschiede.- 5.3. Genetischbedingte Unterschiede.- 5.3.1. Ah-locus.- 5.3.2. Obesitas.- 5.3.3. Enzymmangel.- 5.3.3.1. Glucose-6-phosphatdehydrogenase (G6PDH).- 5.3.3.2. Methämoglobinreduktase.- 5.3.3.3. Pseudocholinesterase (pCHE).- 5.3.3.4. Glucuronyltransferase.- 5.3.3.5. Aldehyddehydrogenase (ALDH).- 5.3.4. Tierstamm/Rasse.- 5.4. Koergismus.- 5.5. Prä- und postnatale Prägung.- 5.6. Spontanerkrankungen.- 5.6.1. Infektionskrankheiten.- 5.6.2. Lebererkrankungen.- 5.6.3. Diabetes mellitus.- 5.6.4. Gastrointestinalflora.- 5.7. Nahrungszusammensetzung.- 5.7.1. Proteingehalt in der Nahrung.- 5.7.2. Fettgehalt in der Nahrung.- 5.7.3. Ballaststoffgehalt in der Nahrung.- 5.7.4. Vitamin- und Mineralstoffgehalt in der Nahrung.- 5.8. Individueller Lebensstil.- 5.9. Ausblick.- 6. Toxizitätsprüfung.- 6.1. Anforderungen an lebensmitteltoxikologische Untersuchungen.- 6.1.1. Allgemeines.- 6.1.2. Physiko-chemische Stoffbeschreibung.- 6.1.3. Untersuchungsverfahren.- 6.1.4. Grundsätze der guten Laborpraxis (GLP-Regeln).- 6.1.5. Erfordernisse des Tierversuches.- 6.1.5.1. Speziesauswahl.- 6.1.5.2. Genetischer Status der Versuchstiere.- 6.1.5.3. Versuchstierqualität.- 6.1.5.4. Haltungs- und Versuchsbedingungen.- 6.2. Akute Toxizitätsprüfung.- 6.2.1. Untersuchungsziele.- 6.2.2. Untersuchungsprinzip.- 6.2.3. Versuchsdurchführung.- 6.2.3.1. Auswahl der Versuchstiere.- 6.2.3.2. Dosierungen.- 6.2.3.3. Beobachtungen.- 6.2.3.4. Mittlere letale Dosis (LD50).- 6.3. Subchronische Toxizitätsprüfung.- 6.3.1. Untersuchungsziele.- 6.3.2. Untersuchungsprinzip.- 6.3.3. Versuchsdurchführung.- 6.3.3.1. Auswahl der Versuchstiere.- 6.3.3.2. Dosierungen.- 6.3.3.3. Applikation der Testsubstanz.- 6.3.3.4. Beobachtungen und Untersuchungen.- 6.4. Chronische Toxizitätsprüfung.- 6.4.1. Untersuchungsziele.- 6.4.2. Versuchsdurchführung.- 6.4.2.1. Auswahl der Versuchstiere.- 6.4.2.2. Dosierungen.- 6.4.2.3. Applikation der Testsubstanz.- 6.4.2.4. Beobachtungen und Untersuchungen.- 6.5. Reproduktionstoxikologische Untersuchungen.- 6.5.1. Aufgabe.- 6.5.2. Sensitive Faktoren für die Induktion von Reproduktionsstörungen.- 6.5.3. Prüfung auf reproduktionsschädigende Wirkung.- 6.5.3.1. Prüfung auf Fertilität und allgemeine Fortpflanzungsfähigkeit.- 6.5.3.2. Peri- und Postnatal-Test.- 6.5.3.3. Multigenerationstest.- 6.5.3.4. Andere Untersuchungsverfahren.- 6.5.4. Schlußbetrachtung.- 6.6. Pränataltoxikologische Untersuchungen.- 6.6.1. Einführung.- 6.6.1.1. Definition.- 6.6.1.2. Historischer Überblick.- 6.6.2. Grundlagen für pränataltoxikologische Untersuchungen.- 6.6.2.1. Auswahl des Modells.- 6.6.2.2. Phasenspezifität pränataltoxikologischer Effekte.- 6.6.2.3. Bewertung pränataltoxikologischer Effekte.- 6.6.2.4. Dosisabhängigkeit und Pseudoteratogenität.- 6.6.3. Tierversuche.- 6.6.3.1. Pränatale Untersuchungen.- 6.6.3.1.1. Allgemeines.- 6.6.3.1.2. Letale Effekte.- 6.6.3.1.3. Untersuchungen der lebenden Feten.- 6.6.3.2. Postnatale Untersuchungen.- 6.6.3.2.1. Allgemeines.- 6.6.3.2.2. Postnatale Entwicklung.- 6.6.3.2.3. Fitness- und Verhaltensteste.- 6.6.3.2.4. Funktionelle Teratologie.- 6.6.3.2.5. Transplacentare Cancerogenese.- 6.6.3.2.6. Beeinträchtigung des Immunsystems.- 6.6.4. Pränataltoxikologische Untersuchungen in vitro.- 6.7. Cancerogenitätstestung.- 6.7.1. Theoretische Grundlagen, Definition, Anforderungen, Probleme.- 6.7.2. Metabolisierung, modifizierende Faktoren.- 6.7.3. Tumorklassifikation, maligne/benigne Tumoren, Spontantumoren, Kontrolltiere.- 6.7.4. Bewertung chemischer Verbindungen vor ihrer experimentellen Prüfung in Screening-Tests bzw. im Langzeit-Tierversuch.- 6.7.5. Kurzzeit- (Screening-) Tests im Rahmen von Prüfungen chemischer Verbindungen auf Cancerogenität.- 6.7.6. Langzeit-Tierversuche zur Prüfung chemischer Verbindungen auf Cancerogenität.- 6.7.6.1. Spezies, Tierstamm, Geschlecht.- 6.7.6.2. Applikations- und Behandlungsweise.- 6.7.6.3. Dosierung.- 6.7.6.4. Beginn und Dauer der Behandlung, Beobachtungszeitraum.- 6.7.6.5. Anzahl der Tiere in Cancerogenitätstests.- 6.7.6.6. Randomisierung der Tiere.- 6.7.6.7. Inspektionen und Befunderhebung.- 6.7.6.8. Datengewinnung und -aufbewahrung.- 6.7.6.9. Tierqualität, Tierhaltung.- 6.7.6.10. Futtermittel und Einstreu.- 6.7.6.11. Sicherheitsmaßnahmen, Arbeits- und Gesundheitsschutz.- 6.7.6.12. Datenanalyse.- 6.7.6.13. Protokoll.- 6.7.6.14. Mitteilung und Interpretation erzielter Befunde.- 6.7.7. Schlußbemerkungen.- 6.8. Mutagenitätstestung.- 6.8.1. Einführung.- 6.8.2. Kinetik chemischer Mutagene.- 6.8.2.1. Ultimale Mutagene.- 6.8.2.2. Promutagene.- 6.8.3. Testsysteme.- 6.8.4. Bewertung der Testergebnisse.- 7. Toxikologische Bewertung.- 7.1. Zielstellung.- 7.2. Wirkungsschwellen.- 7.3. Sicherheitsfaktor.- 7.4. Duldbare tägliche Aufnahmemenge.- 7.5. Zulässige Mengen im Lebensmittel.- 7.6. Risikoabschätzung.- 7.7. Schlußbetrachtung.- 8. Natürliche toxische Substanzen in Lebensmittelrohstoffen.- 8.1. Einführung.- 8.2. Alkaloide.- 8.3. Biogene Amine.- 8.4. Carbonsäuren.- 8.5. Glycoside.- 8.6. Peptide.- 8.7. Hormonaktive Substanzen.- 8.8. Phenolische Verbindungen.- 8.9. Enzym-Inhibitoren.- 8.10. Hämagglutinine.- 8.11. Phytoalexine.- 8.12. Alkohole.- 8.12.1. Ethanol.- 8.12.2 Methanol.- 8.13. Phytinsäure.- 8.14. Oligosaccharide.- 8.15. Nucleoside, Nucleotide, Nucleinsäuren.- 8.16. Sonstige toxische Stoffe.- 8.17. Grenzen und Perspektiven des Einsatzes herkömmlicher und neuer Rohstoffe.- 8.17.1 Einführung.- 8.17.2 Sojabohne.- 8.17.3 Baumwollsamen.- 8.17.4 Erdnuß.- 8.17.5. Sonnenblumensamen.- 8.17.6 Rapssamen.- 8.17.7. Ackerbohne.- 8.17.8. Lupine.- 8.17.9 Mikrobielle Biomassen.- 9 Vitamine.- 9.1. Einführung.- 9.2. Fettlösliche Vitamine.- 9.2.1. Vitamin A.- 9.2.2. Vitamin D.- 9.2.3. Vitamin E.- 9.2.4. Vitamin K.- 9.3. Wasserlösliche Vitamine.- 9.3.1. VitaminC.- 9.3.2. Vitamin B1.- 9.3.3. Niacin.- 9.3.4. Vitamin B6.- 9.3.5. Panthothensäure.- 9.3.6. Folsäure.- 9.3.7. Vitamin B12.- 10. Mineralstoffe.- 10.1. Einführung.- 10.2. Eisen.- 10.3. Iod.- 10.4. Fluor.- 10.5. Kupfer.- 10.6. Mangan.- 10.7. Zink.- 10.8. Cobalt.- 10.9. Molybdän.- 10.10. Selen.- 10.11. Chrom.- 10.12. Aluminium.- 10.13. Arsen.- 10.14. Beryllium.- 10.15. Blei.- 10.16. Cadmium.- 10.17. Lithium.- 10.18. Nickel.- 10.19. Quecksilber.- 10.20. Thallium.- 10.21. Zinn.- 10.22. Biotransformationsreaktionen von Spurenelementen.- 11. Rückstände aus der Pflanzenproduktion.- 11.1. Einführung.- 11.2. Herbicide.- 11.3. Insekticide, Akaricide, Begasungsmittel.- 11.3.1. Insekticide.- 11.3.2. Akaricide.- 11.3.3. Begasungsmittel.- 11.4. Fungicide.- 11.5. Rodenticide.- 11.6. Molluskicide.- 11.7. Mittel zur Steuerung biologischer Prozesse.- 11.7.1. Einführung.- 11.7.2. Wachstumsregulatoren/Halmstabilisatoren.- 11.7.3. Keimhemmungsmittel.- 11.7.4. Nitrificide.- 11.7.5. Düngemittel.- 12. Rückstände aus der Tierbehandlung.- 12.1. Einführung.- 12.2. Tierarzneimittel.- 12.2.1. Antiparasitica.- 12.2.2. Coccidiostatica.- 12.2.3. Chemotherapeutica.- 12.2.4. Psychopharmaca.- 12.3. Mastfördernde Mittel (Ergotropica).- 12.3.1. Antibiotica.- 12.3.2. Chemobiotica.- 12.3.3. Thyreostatica.- 12.4. Substanzen mit Hormonwirkung.- 13. Umweltchemikalien.- 13.1. Einführung.- 13.2. Eintrag ökotoxisch wirksamer Substanzen in die Umwelt.- 13.3. Polyhalogenierte Kohlenwasserstoffe.- 13.3.1. Polychlorierte Biphenyle.- 13.3.2. Polychlorierte Naphthalene.- 13.3.3. Polychlorierte Terphenyle.- 13.3.4. Polybromierte Biphenyle.- 13.3.5. Chlorparaffine.- 13.3.6. Polychlorierte Dibenzodioxine und Dibenzofurane.- 13.3.7. Halogenalkane und -alkene.- 14. Lebensmittelzusatzstoffe.- 14.1. Einführung.- 14.2. Stoffe zur Verlängerung der Haltbarkeit.- 14.2.1. Einführung.- 14.2.2. Konservierungsstoffe.- 14.2.3. Desinfektions- und Reinigungsmittel.- 14.2.3.1. Einführung.- 14.2.3.2. Sekundärprodukte der Trinkwasseraufbereitung.- 14.2.4. Antioxydantien und Synergisten.- 14.2.5. Komplexbildner (Metallfänger).- 14.3. Stoffe zur Verbesserung der Konsistenz.- 14.3.1. Einführung.- 14.3.2. Emulatoren.- 14.3.3. Gelier-und Dickungsmittel.- 14.3.4. Feuchthaltemittel.- 14.4. Stoffe zur Verbesserung des Aussehens.- 14.4.1. Einführung.- 14.4.2. Lebensmittelfarbstoffe.- 14.4.3. Farbkorrigierende und farbstabilisierende Stoffe.- 14.5. Stoffe zur Verbesserung des Geschmackes.- 14.5.1. Einführung.- 14.5.2. Aromastoffe.- 14.5.3. Geschmacksverstärker.- 14.5.4. Süßungsmittel.- 14.5.4.1. Einführung.- 14.5.4.2. Energiereiche Süßungsmittel.- 14.5.4.3. Energiearme Süßungsmittel (Süßstoffe).- 14.5.5. Säuren.- 14.5.6. Bitterstoffe.- 14.6. Zusatzstoffe mit mehreren Funktionen.- 14.6.1. Einführung.- 14.6.2. Nitrit und Nitrat.- 14.6.3. Schwefeldioxid.- 14.6.4. Phosphate.- 14.7. Enzyme.- 15. Sekundärprodukte aus Eiweißen und Kohlenhydraten.- 15.1. Einführung.- 15.2. Veränderungen durch erhöhte Temperatur.- 15.3. Veränderungen durch Bestrahlung.- 15.4. Veränderungen durch Hydroxylionen.- 15.5. Veränderungen durch Oxydation.- 15.6. Veränderungen durch enzymatische Modifizierung.- 15.7. Veränderungen durch chemische Modifizierung.- 16. Sekundärprodukte von Fetten.- 17. Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe.- 18. N-Nitrosoverbindungen.- 19. Toxische Substanzen mikrobieller Herkunft.- 19.1. Mykotoxine.- 19.2. Toxine der Bakterien.- 20. Synthetische Polymere im Lebensmittelverkehr.- 20.1. Einführung.- 20.2. Monomere.- 20.3. Katalysatoren.- 20.4. Stabilisatoren.- 20.5. Antioxydantien.- 20.6. UV-Absorber.- 20.7. Antistatica.- 20.8. Optische Aufheller.- 20.9. Weichmacher.- 20.10. Grundlagen und Regelungen für die Zulassung eines Additivs.- 21. Behandlung von Lebensmitteln und Bedarfsgegenständen mit ionisierender Strahlung.- 21.1. Einführung.- 21.2. Theorie der Strahleneinwirkung und deren toxikologische Auswirkungen.- 21.3. Strahlenwirkung auf Verpackung.- 21.4. Mikrobiologische Aspekte.- 21.5. Strahlenchemische Veränderungen ausgewählter Lebensmittelgruppen im Vergleich zu konventionellen Bearbeitungsverfahren.- 21.6. Ernährungshygienische Aspekte.- 21.7. Legislative Aspekte und Ausblick.- 22. Nahrungsmittelunverträglichkeit.- 22.1. Einführung.- 22.2. Nahrungsmittelallergie.- 22.3. Nahrungsmittelintoleranz.- 22.4. Anaphylaktoide Reaktionen.- 22.5. Nahrungsmittelidiosynkrasien.- 23. Lebensmittelrecht der Deutschen Demokratischen Republik.- 24. Lebensmittelrecht der Bundesrepublik Deutschland.- 24.1. Einführung.- 24.2. Begriffsbestimmung des LMBG.- 24.2.1. Lebensmittel (§ 1 LMBG).- 24.2.2. Zusatzstoffe (§ 2 LMBG).- 24.2.3. Kosmetische Mittel (§ 4 LMBG).- 24.2.4. Bedarfsgegenstände (§ 5 LMBG).- 24.3. Verkehr mit Lebensmitteln.- 24.3.1. Verbote zum Schutz der Gesundheit bei Lebensmitteln (§ 8 LMBG).- 24.3.2. Verbote zum Schutz der Gesundheit bei Kosmetika (§ 24 LMBG).- 24.3.3. Verbote zum Schutz der Gesundheit bei Bedarfsgegenständen (§ 30 LMBG).- 24.3.4. Verbote zum Schutz der Gesundheit durch Übergang von Stoffen auf Lebensmittel (§ 31 LMBG).- 24.4. Ermächtigungen zum Schutz der Gesundheit.- 24.4.1. Ermächtigung zum Schutz der Gesundheit für Lebensmittel (§ 9 LMBG).- 24.4.2. Ermächtigung zum Schutz der Gesundheit für kosmetische Mittel (§ 26 LMBG).- 24.4.3. Ermächtigung zum Schutz der Gesundheit für Bedarfsgegenstände (§ 32 LMBG).- 24.4.4. Ermächtigung zum Schutz der Gesundheit für Hygienevorschriften (§ 10 LMBG).- 24.5. Zusatzstoffe in Lebensmitteln.- 24.5.1. Zusatzstoffverbot (§ 11 LMBG).- 24.5.2. Ermächtigung für Zusatzstoffe (§ 12 LMBG).- 24.5.2.1. Zusatzstoff-Zulassungsverordnung — ZZulV.- 24.5.2.1.1. Allgemeine und beschränkte Zulassung.- 24.5.2.1.2. Konservierungsstoffe.- 24.5.2.1.3. Schwefeldioxid.- 24.5.2.1.4. Antioxidantien.- 24.5.2.1.5. Farbstoffe.- 25.5.2.2. Zusatzstoff-Verkehrsverordnung — ZVerkV.- 24.5.2.2.1. Reinheitsanforderungen.- 24.5.2.2.2. Nitritpökelsalz und Natriumnitrit.- 24.5.2.3. Weitere Zusatzstoff-Zulassungen.- 24.6. Bestrahlungsverbot für Lebensmittel (§ 13 LMBG).- 24.7. Rückstandsregelungen.- 24.7.1. Rückstände aus Pflanzenschutz- oder sonstige Mittel (§ 14 LMBG).- 24.7.2. Rückstände aus Stoffen mit pharmakologischer Wirkung (§ 15 LMBG).- 24.8. Täuschungsschutz (§§ 17, 18, 22, 27 LMBG).- 24.9. Lebensmittelbuch (§§ 33, 34 LMBG).- 24.10. Überwachung (§§ 40–46 LMBG).- 24.11. Schlußbemerkung.- 25. Literatur.- 26. Autorenanschriften.- 27. Sachverzeichnis.