Exposition Aroma-Chemikalien

Was sind Aromastoffe?

Aromen sind oft komplexe Mischungen von natürlichen und künstlichen Substanzen. Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) wertet Aromastoffe aus, um festzustellen, ob sie „allgemein als sicher“ (GRAS) zum Verzehr anerkannt sind., Selbst wenn sie sicher zu essen sind, können diese Inhaltsstoffe in den Formen und Mengen, denen Mitarbeiter der Lebensmittel-und chemischen Industrie ausgesetzt sein können, immer noch schädlich für das Atmen sein. Angesichts der Komplexität von Aromastoffmischungen und des Mangels an Gesundheitsdaten für viele der Komponentenmaterialien ist es eine schwierige Herausforderung, die relativen Beiträge einzelner Substanzen zur Entstehung von aromainduzierten Lungenerkrankungen zu identifizieren., Wie im NIOSH-Alarm erwähnt: Vorbeugung von Lungenerkrankungen bei Arbeitnehmern, die Aromen verwenden oder herstellen, hat die Aromaindustrie geschätzt, dass über tausend Aromastoffe aufgrund möglicher Flüchtigkeit und reizender Eigenschaften (Alpha, Beta-ungesättigte Aldehyde und Ketone, aliphatische Aldehyde, aliphatische Carbonsäuren, aliphatische Amine und aliphatische aromatische Thiole und Sulfide) möglicherweise Atemwegsgefahren aufweisen.,

Diacetyl

Diacetyl ist eine Chemikalie, die in der ursprünglich von NIOSH untersuchten Mikrowellen-Popcornanlage als prominenter flüchtiger Bestandteil in Butteraroma und Luft gefunden wurde. Diacetyl ist auch bekannt als das Alpha-Diketon, 2,3-Butandion, oder durch seine Chemical Abstracts Service (CAS) – Nummer, 431-03-08. NIOSH hat veröffentlicht eine umfassende Dokument beschreibt, diacetyl und 2,3 pentanedione berechtigt, Kriterien für Empfohlene Standard: Occupational Exposure to Diacetyl, 2,3-Pentanedione.,

Arbeiter in der Mikrowellen-Popcornherstellung sind neben Diacetyl vielen Materialien ausgesetzt. So konnten NIOSHS erste Studien an insgesamt sechs Mikrowellen-Popcornpflanzen nicht eindeutig feststellen, ob die Diacetyl-Exposition zu Lungenerkrankungen beitrug oder ein Marker für andere gefährliche Substanzen war, die zu Krankheiten beitrugen. Dennoch dokumentierten NIOSH-Studien in der ursprünglichen Pflanze einen Zusammenhang zwischen der kumulativen Exposition gegenüber Diacetyldampf im Laufe der Zeit und einer abnormalen Lungenfunktion, gemessen durch Spirometrie., Eine höhere kumulative Exposition gegenüber Diacetyl in dieser Pflanze war mit einem niedrigeren erzwungenen exspiratorischen Volumen in 1 Sekunde (FEV 1) verbunden, einem wichtigen Maß für die Lungenfunktion. In allen sechs von NIOSH untersuchten Mikrowellen-Popcorn-Pflanzen war die Arbeit als Mischer von Butteraromen und erhitztem Sojabohnenöl mit einer höheren Exposition gegenüber Diacetyldampf verbunden als in anderen Bereichen der Pflanzen. Menschen, die jemals als Mischer gearbeitet hatten, hatten mehr Brustsymptome und eine schlechtere Lungenfunktion, gemessen an niedrigerem FEV 1 als Menschen, die noch nie als Mischer gearbeitet hatten., Menschen, die länger als 12 Monate als Mischer gearbeitet hatten, hatten mehr Kurzatmigkeit mit Anstrengung und niedrigerem FEV 1 als Menschen, die weniger als 12 Monate als Mischer gearbeitet hatten.

Nachfolgende Studien haben dazu beigetragen, die Rolle von Diacetyl bei der Stofftoxizität zu klären. Toxikologische Studien haben gezeigt, dass Dämpfe aus erhitzten Butteraromen die Atemwege bei Tieren schädigen können (Hubbs et al. 2002External)., Studien an Ratten und Mäusen zeigen, dass die Zellen, die die Atemwege auskleiden, sowohl in akuten als auch in subchronischen Studien durch Einatmen von Diacetyldämpfen als Einzelwirkstoffexposition geschädigt werden können (Hubbs et al. 2008External, Morgan et al. 2008External). Bei Mäusen verursachte die Aspiration von Diacetyl allein ein Verletzungsmuster, das einige der Merkmale der obliterativen Bronchiolitis beim Menschen repliziert (Morgan et al. 2008External). Darüber hinaus kann das Einatmen von entweder Diacetyl oder dem damit verbundenen Aroma 2,3-Pentandion bei Ratten einen obliterativen Bronchiolitis-ähnlichen Zustand verursachen (Morgan et al. 2016External).,

Darüber hinaus reagiert Diacetyl mit Proteinen und eine kürzlich durchgeführte Studie, die auffällige Veränderungen der Proteinhomöostase in den Atemwegen von diacetylexponierten Mäusen zeigt, impliziert stark Proteinschäden im Atemwegsepithel als Mechanismus für Diacetyl-induzierte Atemwegsverletzungen (Hubbs et al. 2016External). Dosimetriestudien zeigen, dass bei einer gegebenen Expositionskonzentration eine viel größere Konzentration von Diacetyl die tiefe Lunge des Menschen erreichen kann als die tiefe Lunge von Ratten (Gloede et al. 2011External, Morris und Hubbs. 2009External)., Diese Ergebnisse stützen die Hypothese, dass Diacetyldämpfe eine Inhalationsgefahr am Arbeitsplatz darstellen. Auch Chemiearbeiter in einem Werk, in dem Diacetyl hergestellt wurde, und Kaffeearbeiter, die Diacetyl ausgesetzt waren, entwickelten die gleiche Art von Lungenerkrankung wie Mikrowellen-Popcorn-Arbeiter (van Rooy et al. 2007 und 2009). Die Chemiearbeiter hatten weniger komplizierte Expositionen als Mikrowellen-Popcorn-Arbeiter. Insgesamt deuten aktuelle Beweise auf Diacetyl als ein Mittel hin, das eine mit Aromen verbundene Lungenerkrankung verursachen kann.,

2,3-Pentandion

Das Alpha-Diketon, 2,3-Pentandion, hat als Aromaersatz für Diacetyl Beachtung gefunden. Es ist auch bekannt als Acetylpropionyl oder durch CAS-Nummer 600-14-6. Es ist strukturell Diacetyl sehr ähnlich, da 2,3-Pentandion ein 5-Kohlenstoff-Alpha-Diketon und Diacetyl ein 4-Kohlenstoff-Alpha-Diketon ist. Jüngste mechanistische Studien implizieren die Alpha-Diketon-Funktionsgruppe in der Atemwegstoxizität von Diacetyl (Morgan et al. 2016External, Hubbs et al. 2016External).

Berichte über 2,3-Pentandion-Toxizität wurden erstmals 2010 veröffentlicht (Hubbs et al., 2010aExternal, Morgan et al. 2010). Eine Follow-up-Veröffentlichung in voller Länge zeigte, dass akute Inhalationsexpositionen gegenüber 2,3-Pentandion in Laborstudien Epithelschäden an den Atemwegen verursachen, die Diacetyl ähneln (Hubbs et al. 2012External). In längeren 2-wöchigen Inhalationsstudien an Ratten fanden Forscher des National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS) heraus, dass wiederholte Exposition gegenüber 2,3-Pentandion oder Diacetyl bei Ratten eine Atemwegsfibrose verursachen kann, einschließlich obliterativer bronchiolitisähnlicher Veränderungen (Morgan et al. 2016External)., In der akuten Inhalationsstudie von 2,3-Pentandion wurden Veränderungen der Genexpression im Gehirn festgestellt (Hubbs et al. 2012External). In ähnlicher Weise kann Diacetyl Veränderungen der Genexpression und andere Marker für Schäden im Riechkolben des Mausgehirns verursachen (Hubbs et al. 2016External).

Andere Alpha-Diketone

Als Gruppe werfen diese Veröffentlichungen Bedenken auf, dass die toxikologischen Wirkungen von Diacetyl mit engen strukturellen Analoga in der Lebensmittelherstellung wie 2,3-Hexandion und 2,3-Heptandion (Day et al. 2011External)., Das 6-Kohlenstoff-Alpha-Diketon, 2,3-Hexandion ist weniger chemisch reaktiv als Diacetyl oder 2,3-Pentandion, und nur 2 von 12 Ratten hatten Bronchialfibrose nach einer 2-wöchigen Inhalationsexposition gegenüber 2,3-Hexandion (Morgan et al. 2016External).