Longproblemen in de koffieproductie (2)


Koffie

Vanaf de eerste berichten over ernstige longaandoeningen bij productiemedewerkers van popcorn, is diacetyl als oorzaak in beeld. Deze smaakstof (botersmaak) wordt bij hoge temperaturen toegevoegd en door medewerkers ingeademd. Hoewel je de stof veilig kunt eten, is het zeer waarschijnlijk een van de oorzaken van de ernstige longziekte bronchiolitis obliterans. Deze ziekte wordt soms zelfs aangeduid als popcornlong. Ik schreef er in 2014 over, nadat ook gevallen in Nederland waren vastgesteld.

Omdat diacetyl niet alleen in popcorn, maar ook in veel andere producten wordt toegepast, zijn er in de loop van de tijd ook longproblemen gemeld in andere sectoren, waaronder de koffieproductie. Hieronder een aantal online beschikbare artikelen over bronchiolitis obliterans (BO) in die sector, waarbij ook gekeken wordt naar andere risicovolle stoffen die mogelijk een rol hebben gespeeld.

Koffie diacetyl

BO bij koffieproductie medewerkers

Bailey et al. onderzoekt in 2015 de longfunctie en blootstelling in koffieproductiewerkers. Het is een cross-sectioneel onderzoek. De blootstelling aan diacetyl en 2,3-pentaandion is het hoogst in de afdelingen waar de smaakstoffen worden toegevoegd, maar ook bij het malen en verpakken van koffie zonder smaaktoevoegingen.

De onderzoekers interviewen 75 (88%) medewerkers, meten hun longfunctie en beoordelen de blootstelling aan de hand van de arbeidshistorie. De deelnemers worden op basis van blootstelling in groepen verdeeld waarvan de gestandaardiseerde morbiditeits ratio (SMR) is berekend. Dat is gedaan voor zowel symptomen als voor spirometrie.

De SMR’s was 1,6 keer hoger voor benauwdheid en 2,7 keer hoger voor obstructie. De werknemers die werken in de afdelingen met de hoogste blootstelling hebben een significant lagere FEV1 ten opzichte van de vitale capaciteit dan de werknemers die lager zijn blootgesteld. De onderzoekers concluderen dan ook dat de werkgerelateerde longaandoeningen zich niet beperken tot de afdelingen waar de smaakstoffen worden toegevoegd.

Diacetyl en 2,3 pentaandion ook in koffie zonder smaakstoffen

De beide diketonen diacetyl en 2,3 pentaandion blijken ook op natuurlijke wijze voor te komen in eten en drinken, bijvoorbeeld in koffie. Gaffney et al. onderzochten dit in 2015 in een bedrijf dat koffie zonder smaakstoffen brandt en maalt. Er is gemeten tijdens de productie van drie verschillende producten: licht geroosterde zacht bonen (A), licht geroosterde harde bonen (B) en donker geroosterde harde bonen (C). Het roosteren duurde 37-41 minuten, het malen 8-11 minuten.

Bij het roosteren:

  • Concentraties diacetyl variëren van onder de detectiegrens tot 0,0039 ppm (3,9 ppb)
  • Concentraties 2,3 pentaandion variëren van onder de detectiegrens tot 0,018 ppm (18 ppb)
  • Concentraties respirabel stof variëren van onder de detectiegrens tot 0,31 mg/m3

Bij het malen:

  • Concentraties diacetyl variëren van 0,018 tot 0,39 ppm (18 – 39 ppb)
  • Concentraties 2,3 pentaandion variëren van 0,0089 tot 0,21 ppm (6,9 – 210 ppb)
  • Concentraties respirabel stof variëren van onder de detectiegrens tot 1,7 mg/m3

Bij elk van de koffiesoorten zijn de concentraties hoger bij het malen dan bij het roosteren. De concentraties van de diketonen zijn hoger bij het malen van zachte bonen. De gemeten concentraties zijn vergelijkbaar met die gemeten in productielocaties waar smaakstoffen worden toegevoegd. De concentraties kunnen de aanbevolen grenswaarden overschrijden, maar zijn lager dan de concentraties waarbij op grond van dieronderzoek effecten op de longen mogen worden verwacht.

Diacetyl ook te meten in koffiebars

Diacetyl is niet alleen een probleem bij de productie van koffie. Onderzoek van Pierce et al. uit 2015 in een kleine koffiebar naar blootstelling aan diacetyl laat dat zien. Met behulp van persoonlijke bemonstering van de barista tijdens het bereiden van de koffie werd diacetyl gemeten. Ook de concentraties rond de klanten die een kop koffie per uur dronken werden vastgelegd. Het ging om langdurige en kortdurende metingen.

In elk van de langdurige metingen kon diacetyl worden aangetoond. De concentraties gemeten aan de barista lagen tussen 0,013 en 0,016 ppm. Voor de klanten werd bij langdurige meting concentraties tussen 0,010 en 0,014 ppm gemeten. De kortdurende metingen varieerden van onder de detectiegrens tot 0,016 ppm.

De gemiddelde concentratie over 8 uur (8 h TWA) lag voor de barista tussen 0,007 en 0,013 ppm. Dit zijn waarden die de aanbevolen maximale 8h TWA voor beroepsmatige blootstelling aan diacetyl overschrijden. De gemeten waarden komen overeen met waarden gemeten in andere vormen van productie van voedingsmiddelen en dranken.

Blootstelling boven de aanbevolen concentratie

Duling et al. (2016) deden persoonsgebonden metingen in een bedrijf waar vijf werknemers de diagnose BO hadden gekregen. Het doel was de huidige blootstelling van medewerkers in kaart te brengen. Ook werd gekeken naar piekblootstelling die het hoogste bleek bij het openen van deksels van machines tijdens het proces.

De hoogste concentraties diacetyl werden gemeten bij het malen en verpakken van koffie zonder smaakstoffen: gemiddeld 93 ppb. In dezelfde afdeling voor koffie met smaakstoffen was de gemiddelde diacetylconcentratie 80 ppb. De concentratie 2,3-pentaandion was het hoogst in de ruimte waar smaakstoffen werden toegevoegd: 122 ppb, tegenover blootstelling bij het malen en verpakken van koffie zonder smaakstoffen: 53 ppb. Zeer hoge concentraties werden gevonden bij de 15-min. piekblootstellingen bij de machines: 14.300 ppb voor diacetyl en 13.800 ppb voor 2,3-pentaandion.

De gemeten waarden liggen boven de door de Amerikaanse NIOSH geadviseerde REL (Recommended Exposure Limit). Dat houdt in dat bij deze blootstelling het risico op het ontwikkelen van BO aanwezig is.

Grenswaarden en de praktijk

McKoy et al. (2017) gaat in op de ontwikkeling van grenswaarden voor diacetyl en 2,3- pentaandion op de werkplek. De nieuwste REL’s voor 8 uur blootstelling is voor diacetyl 5 ppb en voor 2,3-pentaandion 9,3 ppb. De nieuwste 15-min STEL is voor diacetyl 25 ppb en voor 2,3-pentaandion 31 ppb. Bij metingen in twee grote commerciële koffiebedrijven bleek de concentratie van de diketonen in de ademzone van de medewerkers lager dan de norm. Moderne productiemethoden en goede ventilatie maakten dit mogelijk.

NIOSH heeft in het kader van het Health Hazard Evaluation programma bij verschillende koffiebedrijven onderzoek gedaan naar de blootstelling en de gezondheid van medewerkers. Al deze rapporten zijn openbaar en bevatten ook aanbevelingen om de werksituatie waar nodig te verbeteren. Bij de bronnen vind je de links naar deze rapporten.

Vertrouwen op de informatie in het veiligheidsinformatieblad is bij smaakstoffen problematisch. Ze worden gezien als veilige stoffen gezien het ontbreken van risico bij eten/drinken. Uit onderzoek van het NIOSH (Le Boufe et al. 2019) naar smaakstoffen in voedingsmiddelen blijkt dat bij toepassing van 26 smaakstoffen die in bulkhoeveelheden in de koffieproductie worden gebruikt, in 81% diacetyl en in 58% 2,3-pentaandion vrijkomt. Deze stoffen waren echter bij geen van de smaakstoffen op het veiligheidsinformatieblad aangegeven.

Bronnen

Bailey, R. L., Cox-Ganser, J. M., Duling, M. G., LeBouf, R. F., Martin, S. B., Jr, Bledsoe, T. A. Kreiss, K. (2015). Respiratory morbidity in a coffee processing workplace with sentinel obliterative bronchiolitis cases. American journal of industrial medicine, 58(12), 1235–1245. doi:10.1002/ajim.22533

Shannon H. Gaffney, Anders Abelmann, Jennifer S. Pierce, Meghan E. Glynn, John L. Henshaw, Lauren A. McCarthy, Jason T.Lotter, Monty Liong, Brent L. Finley Naturally occurring diacetyl and 2,3-pentanedione concentrations associated with roasting and grinding unflavored coffee beans in a commercial setting Toxicology Reports Volume 2, 2015, Pages 1171-1181

Jennifer S. Pierce, Anders Abelmann, Jason T. Lotter, Chris Comerford, Kara Keeton, Brent L. Finley Characterization of naturally occurring airborne diacetyl concentrations associated with the preparation and consumption of unflavored coffee Toxicology Reports Volume 2, 2015, Pages 1200-1208

Duling, M. G., LeBouf, R. F., Cox-Ganser, J. M., Kreiss, K., Martin, S. B., Jr, & Bailey, R. L. (2016). Environmental characterization of a coffee processing workplace with obliterative bronchiolitis in former workers. Journal of occupational and environmental hygiene, 13(10), 770–781. doi:10.1080/15459624.2016.1177649

Michael J. McCoy, Kimberly A. Hoppe Parr, Kim E. Anderson, JimCornish, Matti Haapala, John Greivell Diacetyl and 2,3-pentanedione in breathing zone and area air during large-scale commercial coffee roasting, blending and grinding processes Toxicology Reports Volume 4, 2017, Pages 113-122

Ryan F LeBouf, Brie Hawley, Kristin J Cummings Potential Hazards Not Communicated in Safety Data Sheets of Flavoring Formulations, Including Diacetyl and 2,3-Pentanedione Annals of Work Exposures and Health, Volume 63, Issue 1, January 2019, Pages 124–130

NIOSH HHE rapporten

Series Navigation<< Longproblemen in de koffieproductie (1)De verborgen risico’s van koffie maken >>