Het ongevaarlijke koekje

Bij bakken ontstaat vaak de kankerverwekkende stof acrylamide. Bij DSM in Delft is het enzym asparaginase gevonden dat dat gevaar terugdringt. Wim Köhler

Pipetteren, dat zullen de meeste bakkers van hun leven niet doen. Maar in de proefbakkerij van het laboratorium van DSM Food Specialties, op het terrein van het vroegere Gistbrocades in Delft, hanteert bakker Arthur Terdu even vaardig zijn Eppendorfpipet als de deegmengkom. Hij voegt 200 microliter van een oplossing met het enzym asparaginase toe aan 400 gram meel met genoeg boter, suiker, zout en bakpoeder om er een eenvoudig jodenkoekdeeg van te mengen.

Asparaginase is een enzym dat verhindert dat de kankerverwekkende stof acrylamide in koekjes, crackers, brood en chips ontstaat.

Zweedse onderzoekers ontdekten in 2002 – bij toeval en aanvankelijk door anderen nauwelijks geloofd – dat bij bakken, roosteren en frituren acrylamide ontstaat.

Toen het waar bleek ontstond onrust, want acrylamide was een erkende kankerverwekkende stof. Op de alom geaccepteerde lijsten van de International Agency for Research on Cancer (IARC) staat acrylamide in de op één na riskantste groep 2: bewezen kankerverwekkend bij proefdieren en waarschijnlijk ook kankerverwekkend bij de mens.

Normen bestonden er niet voor acrylamide in de voeding – en ze bestaan nog steeds niet – maar nationale en Europese overheden en de Wereldgezondheidsorganisatie drongen vrijwel meteen op verlaging aan. Veel voedingsmiddelenindustrieën, de grote koekenbakkers en de chipsindustrie, troffen maatregelen, met meetbaar effect. Dat blijkt uit metingen van consumentenorganisaties en van overheidsinstanties die de voedselkwaliteit bewaken.

Een van de resultaten van al die onrust is het asparaginasepreparaat PreventASe van het Nederlandse chemie- en biotechbedrijf DSM. DSM’s Deense concurrent NOVO brengt een andere asparaginase op de markt, onder de veelzeggende naam Acrylaway. “Maar wij lopen voor”, zegt dr. Judith Heikoop, van DSM. Als new business development manager reist ze deze maanden de wereld af om PreventAse aan de man te brengen.

In de proefbakkerij bakt bakker Terdu koekjes van twee degen. Beide degen zijn identiek, op dat afgemeten druppeltje asparaginase na. Na het mengen en rusten van het deeg, en na het bakken mag ik het verschil proeven tussen koeken met en zonder asparaginase.

Voor het zover is praat ik met Heikoop en met chemicus Frans Koster, projectmanager van het asparaginase-onderzoeksteam.

wijnmakers

“In 2002, vrij snel na de ontdekking van acrylamide in voedsel,” zegt Koster, “gingen we bij DSM op zoek naar methoden om het acrylamidegehalte bij de productie van voedingsmiddelen te verlagen. Dat was heel vroeg, maar het lag op de weg van de voedingsdivisie van DSM, want die is ook een belangrijke producent van enzymen voor de voedingsmiddelenindustrie.” DSM Food Specialties levert aan bakkerijen, brouwerijen, de wijnmakers en aan fruitverwerkende bedrijven. Er is vrijwel geen brood meer dat niet met enzymhoudende broodverbeteraar is gebakken. Koster: “

Koster: “Toen we begonnen was nog onbekend uit welke grondstoffen, en met welke chemische reactie, het acrylamide ontstond.”

Zes jaar later ziet de wereld van de acrylamide er anders uit. De chemische reacties zijn bekend (zie kader ‘Het goudgele korstje’). Acrylamide ontstaat bij temperaturen boven 120 °C en als er suikers en aminozuren aanwezig zijn. Specifieker: het stikstof in acrylamide komt bijna altijd uit het aminozuur asparagine.

Nationale overheidsorganisaties (in Nederland de Voedsel en Waren Autoriteit (VWA)), de Europese voedselbewaker én de Wereldgezondheidsorganisatie meten intussen regelmatig het acrylamide in voedsel. Die metingen laten zien dat in Nederland, tussen 2002 en 2006, het gehalte aan acrylamide in de voeding is gedaald – met 20 tot 40 procent – door maatregelen van de voedingsmiddelenindustrie.

Maar de Nederlandse consument die wil weten in welke koekjes en chips het minst acrylamide zit – en de gehaltes kunnen makkelijk meer dan een factor tien verschillen – kan beter in Duitsland gaan winkelen. Daar publiceren consumentenorganisaties de acrylamidegehaltes van koekjes en chips met merknaam en een foto van de verpakking. De Nederlandse meetgegevens van de VWA zijn anoniem: 15 soorten speculaas, van 10 fabrikanten, met acrylamidegehaltes die uiteenlopen van 117 tot 361 microgram per kilo koekjes.

Foodwatch daarentegen – ondanks de naam echt Duits – mat eind vorig jaar voor het zesde achtereenvolgende jaar de acrylamidegehaltes van het Weihnachtsgebäck. Dat zijn in Duitsland Spekulatius (speculaas) en Lebkuchen (een donkere koek van ontbijtkoekachtige substantie). Bij de speculaasjes scoorde de Aachner Butter Spekulatius van Lambertz het gezondst, met 19 microgram acrylamide per kilo koek. En de Fin Carré Gewürz Spekulatius van Lidl zat het hoogst, met 340 microgram per kilo. Ook de Lebkuchen kenden een grote, merkgebonden variatie, van 21 tot 470 microgram per kilo.

pringles

Afgelopen zomer waren de chips aan de beurt bij Foodwatch. Al voor de zevende keer. De traditionele aardappelchips van gesneden schijfjes kwamen bijna allemaal lager uit dan bij voorgaande metingen. En ze verschilden ook niet veel meer: van 240 tot 390 microgram acrylamide per kilo chips. Grote verschillen waren er bij de gelijkvormige chips in ronde kokers die niet uit een gesneden aardappel maar uit een aardappelmeeldeeg worden gebakken, met de Pringles als boegbeeld. Pringles scoorde erg hoog (1.600 microgram per kilo), terwijl de Lidl Rusti Chips Paprika op een recordlage 47 microgram uit kwamen.

‘Een Pringles-chip bevat net zoveel acrylamide als 34 chips van het Lidl-huismerk,’ schrijft Foodwatch bij een veelzeggende foto van 34 Lidl-chips en daarnaast één van Pringles.

Ook in Nederland kun je met één chip van het ene merk evenveel acrylamide binnen krijgen als met 20 chips van het andere. Maar de Nederlandse consument mag niet weten in welke chip weinig acrylamide zit. De VWA mat 48 tot 986 microgram acrylamide per kilo chips. En wellicht verontrustender is de categorie kinderkoekjes, met 11 door de VWA geteste koekjessoorten en acrylamidewaarden die uiteen lopen van zeer laag (8 microgram) tot opvallend hoog (1.630 microgram). Of het hier de geliefde Bambix berenkoekjes betreft blijft onduidelijk. Want de VWA zegt niet welke kinderkoekjessoort hoog of laag scoort op de acrylamideschaal.

“Vanwege de Wet Bescherming Persoonsgegevens mogen we de meetwaarden per merk niet noemen,” zegt VWA-woordvoerster Johanna Besteman, “want het betreft gegevens over derden. We hebben de risico’s in beeld gebracht en we voeren overleg om de acrylamidewaarden naar beneden te krijgen, zowel met de industrie als met de overheid. Of we die gegevens kunnen vrijgeven is uiteindelijk een politiek afweging.”

Eind november vorig jaar stuurde de VWA een acrylamide-advies naar de de ministers Klink (volksgezondheid) en Verburg (landbouw). Dat was op de dag waarop epidemiologen uit Maastricht voor het eerst waarschijnlijk maakten dat meer acrylamide in de voeding de kans op sommige kankers verhoogt (zie kader ‘Koekjes, koffie en ontbijtkoek’).

Er zijn nu ‘serieuze aanwijzingen’ dat veel acrylamide in het eten de kans op kanker vergroot, schreef de VWA in die brief, verwijzend naar het Maastrichtse onderzoek. De VWA signaleert de trend naar lagere acrylamidewaarden, maar constateert dat de patatbakkers in de horeca weer achterlopen. Ze waren het afgelopen decennium ook al laat bij het uitbannen van ongezonde frituurvetten. En nu blijkt de aanbeveling om de temperatuur van het (af)bakken van frites te verlagen nog niet doorgedrongen, althans de acrylamidegehalten dalen niet.

boosdoeners

Je kunt je afvragen waar we ons zorgen over maken. De mens eet al eeuwen gebakken voedsel. De voedingsmiddelen waar ze – ontdekt in 2002 – in bleken te zitten, waren in eerder epidemiologisch onderzoek naar voeding en kanker niet als boosdoeners gezien. Iedereen wist dat je beter geen zwartgebrande korstjes kon eten, maar daar zitten andere kankerverwekkende verbindingen in. Acrylamide ontstaat in normaal bruingebakken patatten, in gebrande koffiebonen, in ontbijtkoek en in pepernoten, knäckebröd en koekjes waar nooit een zwart aangebrand randje aan is te zien.

De meeste tumoren ontstaan door onduidelijke oorzaak. De beschuldigende vinger wijst naar straling, naar zonlicht, leefstijl (te veel eten, te veel drinken) en naar stoffen in de voeding. Dat kunnen natuurlijke gifstoffen zijn die in veel planten zitten, maar ook synthetische toevoegingen of verbindingen die bij de voedselbereiding ontstaan. Acrylamide valt in die laatste categorie. Hoe groot de bijdrage van acrylamide is, is onbekend. Dat betekent in elk geval, omdat er al lang wordt gezocht naar de gifstoffen die een belangrijke bijdrage aan kanker leveren, dat acrylamide niet de grootste boosdoener is.

De aanpak is om de concentratie omlaag te brengen, want dat kan vrij makkelijk. De organisatie van de Europese voedingsmiddelen- en drankenfabrikanten (CIAA) heeft bijvoorbeeld een Toolbox op internet gezet, een lijst maatregelen waarvan is bewezen dat ze het acrylamidegehalte kunnen verlagen. Uiteenlopende adviezen zijn het: gebruik niet het traditioneel gebruikelijke ammoniumbicarbonaat maar natriumbicarbonaat als bakpoeder bij het bakken van ontbijtkoek en Leberkuch. Het halveert ongeveer de acrylamideconcentratie. De CIAA-Toolbox begint met gewasveredeling. De kunst is dan om granen en aardappelen te telen met minder suiker en minder asparagine.

Tot de thermische maatregelen horen de lagere baktemperatuur voor chips en een hogere bewaartemperatuur voor aardappelen. Want koud opslaan (beneden de zes graden) van aardappelen schijnt de suikervorming in die knollen te bevorderen. Voor de thuiskok geldt: bewaar aardappelen nooit in de koelkast en snijdt groen geworden delen weg. En volg de (vernieuwde) adviezen voor de baktemperaturen op de gebruiksaanwijzing van afbakpatatten.

Bij DSM staan de koekjes van bakker Terdu in de oven als Frans Koster zegt: “Sinds december staat onze acrylamideverlagende asparaginase ook in de Toolbox. Daar zijn we erg blij mee.” Eind vorig jaar kreeg DSM voor PreventASe het veiligheidscertificaat van Franse en Deense overheidsorganisaties. De Amerikaanse Food and Drug Administration verleende asparaginase inmiddels de GRAS-status, waarin GRAS staat voor generally recognised as safe.

“Andere Europese landen hebben geen toelatingssysteem voor enzymen in voedingsmiddelen. PreventASe is ook zo’n processing aid. De toevoeging daarvan hoeft niet op het etiket te staan,” zegt Judith Heikoop.

ander bakpoeder

DSM begon in 2002, besloot in 2005 om met asparaginase de markt op te gaan en had eind 2007 de eerste klanten. Vooral in Duitsland is de belangstelling groot, wil Heikoop wel onthullen. “Nee, welke producenten dat zijn mag ik niet zeggen. De koekjesfabrieken willen zelf niet dat het bekend wordt.” De Nederlandse koekfabrikant Peijnenburg meldt inmiddels op zijn website proeven met asparaginase te doen om het acrylamidegehalte nog verder naar beneden te brengen. Dat was, onder andere door overschakelen op een ander bakpoeder, al met 60% verlaagd.

In 2002 was het niet meteen duidelijk dat DSM op asparaginase uit zou komen. Koster: “In het begin waaieren de innovatieve ideeën alle kanten op.” De aanpak van het aminozuur asparagine bleek de gouden greep. Asparagine is weliswaar maar één van de twintig aminozuren die als bouwsteen voor eiwitten worden gebruikt, maar de in eiwitten vastgelegde aminozuren blijken helemaal niet zo belangrijk te zijn voor de acrylamidevorming.

“Veel planten”, zegt Koster, “gebruiken asparagine als molecuul om stikstof in op te slaan. Dan krijg je vrij asparagine, niet gebonden in eiwitten. In sommige aardappelen zit wel 10 gram op een kilo droge stof. Die hoeveelheid varieert met het ras, maar ook met de teeltmethode en de bewaartijd.”

Het enzym asparaginase knipt een stikstof van asparagine, waarbij aspartaat ontstaat, een ander natuurlijk voorkomend aminozuur. DSM isoleert het asparaginase uit een van zijn ‘huisschimmels’ Aspergillus niger. Na de tests en de productontwikkeling is DSM nu bezig met de belangrijkste stap: fabrikanten ervan overtuigen dat zij een probleem kunnen oplossen door asparaginase te gebruiken.

reactietijd

De toepassing van PreventASe is meestal eenvoudig, maar soms moeten de bakkers hun productieproces aanpassen. Een enzym heeft altijd een werkingstemperatuur en een reactietijd nodig. En het enzym moet het asparagine kunnen bereiken. Dat kan in deeg, maar niet in de hele aardappel. Bij een gesneden chip ziet

Heikoop: “Als je alle vrijheid hebt om een productieproces aan te passen, dan haal je een reductie van 70 tot 90 procent. Maar een chipfabriek staat er meestal al. Een kleine verandering van de doorlooptijd heeft invloed vaak op het hele productieproces. En op de prijs, maar de marges zijn soms klein. Wij willen graag meekijken en de mogelijkheden bediscussiëren. Sommige fabrikanten zijn daar heel open in, maar anderen laten helemaal geen vreemden toe bij hun productieproces.”

Terdu’s koeken smaken heerlijk – in al hun eenvoud. Twee bakplaten zijn er uit de oven gekomen, een met koeken van deeg mét PreventASe, de ander van deeg zonder de acrylamidebeschermer. We snoepen van de knapperige, nog maar net afgekoelde koeken en stellen vast dat er geen smaakverschil is. We zien wel dat de oven van de DSM-labbakkerij niet egaal verhit omdat de koeken aan de ene kant van de bakplaat wat bruiner zijn dan aan de andere. En dat dat behoorlijk uit zal maken in het acrylamidegehalte. Het gesprek verplaatst zich naar de methode van monsternemen waarmee je eerlijk kunt aantonen hoeveel acrylamidereductie asparaginase nu werkelijk geeft. Een laatste praktische vraag dan: wat kost dit onproefbare en waarschijnlijk iets gezondere verschil nu eigenlijk? Heikoop: “Minder dan een cent per pak koekjes.”