von Janine Besenböck Feb, 2023

Inhaltsverzeichnis

Kurzzusammenfassung

Zusatz- und Füllstoffe werden bei der Herstellung von verarbeiteten Lebensmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln und Arzneimitteln eingesetzt, wenn sie aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften technologisch notwendig sind. Diese Eigenschaften dienen dazu, Parameter wie Haltbarkeit, Textur oder Aussehen von Lebensmitteln oder Stoffen zu verbessern oder die technische Verarbeitung im großen Maßstab zu erleichtern. 

Diese können tierischen, pflanzlichen oder synthetischen Ursprungs sein. Die maximal verwendete Menge sollte so gering wie möglich, aber ausreichend sein, um ihre Funktion zu erfüllen. Sie können auch physikalische, chemische oder physiologische Wirkungen haben. In den meisten Fällen werden sie jedoch ohne nennenswerte Auswirkungen abgebaut, wenn es nicht zu einer schädlichen Anreicherung kommt und der Stoffwechsel und die Ausscheidung im Körper ordnungsgemäß funktionieren.

Darüber hinaus hängt die biologische Wirkung von der Dosis und der Aktivität des Stoffes sowie von der Empfindlichkeit des individuellen Organismus ab. Je nach individueller Sichtweise und Lebenseinstellung gibt es unterschiedliche Bewertungen von Zusatz- und Füllstoffen, und wie alle Dinge haben auch diese Stoffe positive und negative Seiten. Grundsätzlich sollten diese Stoffe je nach Bedarf nur kurzzeitig und in minimalen angemessenen Mengen zugeführt werden.
In der EU werden die Stoffe auf den Produkten deklariert, die häufigsten werden im Folgenden beschrieben. 


Magnesiumstearat E 470b

Herkunft und Einsatzgebiete 

Magnesiumstearate gehören zu den Mono- und Diglyceriden der Speisefettsäuren. Es handelt sich dabei um Salze der Speisefettsäure Stearinsäure, einer gesättigten C18-Fettsäure. Stearinsäure kann sowohl tierischen als auch pflanzlichen Ursprungs sein und möglicherweise aus gentechnisch veränderten Sojabohnen und Mais sowie aus Palmöl und Baumwollsaat gewonnen werden. In unserer Ernährung kommt Stearinsäure vor allem in tierischen Produkten wie Rindertalg, Butter und Schweineschmalz vor. Kakaobutter ist die größte pflanzliche Quelle für Stearinsäure. 

Magnesiumstearat kann durch zwei chemische Verfahren gewonnen werden. 

Direktes Verfahren: Das direkte oder das Schmelzverfahren setzt Fettsäuren mit einer Magnesiumquelle (Magnesiumoxid) in Magnesiumsalze der Fettsäuren um.  

Indirektes Verfahren: Beim indirekten Verfahren erfolgt eine Verseifung, bei der aus Fettsäuren und Natriumhydroxid durch Zugabe von Magnesiumsalzen Wasser und Seife entstehen.  

Das Endprodukt beider Verfahren ist ein sehr feines, weißes, fettiges Reinpulver, das zu 4-5 % aus Magnesium und zu > 90 % aus Stearin- und Palmitinsäure besteht. Industrielle Stearin- und Palmitinsäure wird meist aus Palmöl gewonnen. Magnesiumstearat wird in der Lebensmittelindustrie als Emulgator, Bindemittel, Verdickungsmittel sowie als Gleit-, Trenn- und Entschäumungsmittel eingesetzt. Sie halten Teig- und Backwaren feucht, verbessern die Streichfähigkeit von Margarine, verzögern das Ausschwitzen von Fett, und verbessern die Luftaufnahme von Speiseeis. Außerdem werden sie oft zur Herstellung von Nahrungsergänzungsmittel und Medikamenten eingesetzt, da sie die Fließeigenschaften von Pulver verbessern. Magnesiumstearat findet sich daher in Backwaren, Speiseeis, aber auch in Süßwaren, Kaugummi, Kräutern, Gewürzen, Nahrungsergänzungsmitteln und Arzneimitteln (3,4) [1]. 

Verstoffwechselung im Körper 

Magnesiumstearat wird in Magnesiumionen und die Speisefettsäuren Stearin- und Palmitinsäure gespalten. Das Magnesiumion wird dann hauptsächlich im Dünndarm und in geringen Mengen auch im Dickdarm resorbiert und für viele wichtige Funktionen im Körper verwendet. Magnesium wird hauptsächlich mit dem Urin ausgeschieden.   

Fettsäuren werden durch β-Oxidation abgebaut, verwertet und ausgeschieden. Nach wissenschaftlichen Erkenntnissen wird Stearinsäure ohne Erhöhung der Triglyceride und des Cholesterinspiegels verstoffwechselt. Magnesiumstearat scheidet jedoch als primäre Magnesiumquelle aus, da der Magnesiumgehalt zu gering ist [1, 2]. 

Einnahme und Fazit 

Die Einnahme von Magnesiumstearat gilt bisher als unbedenklich, wurde aber noch nicht systematisch auf schädliche Wirkungen untersucht. Es kann ohne Höchstmengenbeschränkung verwendet werden, allerdings nur in der Menge, die für den gewünschten Effekt erforderlich ist. Natürlich gibt es immer wieder Einzelfälle, bei denen es zu Unverträglichkeiten wie Nesselsucht kommen kann [3]. Daher sollte bei der Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln mit Magnesiumstearat beobachtet werden, wie sich der Körper verhält. Außerdem sollte auf die Herkunft und Herstellung des Magnesiumstearats geachtet werden. 


Siliciumdioxid E 551

Silizium ist das zweithäufigste Element der Erde und kommt in der Erdkruste und somit in Erden und Mineralien vor. Am bekanntesten ist der anorganische Quarz (SiO2). Auch in Pflanzen wie Arnika, Ackerschachtelhalm oder Weizen findet sich Siliziumdioxid als Stützgerüst.   

Da Siliziumdioxid (SiO2) zu den Kieselsäureverbindungen gehört, darf es als Kieselsäure deklariert werden, obwohl es sich genau genommen um das Anhydrit (Bildung durch Wasserabspaltung einer Säure) der Kieselsäure handelt. 

Herstellung

Die technische Gewinnung für die Lebensmittelindustrie erfolgt durch einen mehrstufigen chemischen Fällungsprozess aus Quarzsand mit Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat. Es entsteht ein amorphes, weißes, flockiges Pulver mit Kieselsäureteilchen unterschiedlicher Größe bis in den Nanometerbereich, das als synthetische Kieselsäure bezeichnet wird.

Einsatzgebiete

Es wird als Trennmittel und Rieselhilfe in Salz, Milchpulver und Gewürzmischungen sowie in Dragees, Süßwaren und Schnittkäse eingesetzt, um ein Zusammenkleben zu verhindern.   

Während Siliziumdioxid im Allgemeinen als unbedenklich gilt, gibt es bei Nanopartikeln relevante Bedenken, da sie sich im Körper anreichern können. Diese Rückstände können, wenn sie nicht ausgeschieden werden, zu Störungen des Zellstoffwechsels und zu Entzündungen führen. Eine Studie mit Nano-Siliziumdioxid an menschlichen Hautzellen zeigte, dass die Proteinexpression verändert war, was zu erhöhtem oxidativen Stress und Zelltod führte [4].   

Fazit

Auch hier wird empfohlen, Lebensmittel mit diesem Zusatzstoff nicht zu häufig zu verzehren und sie nicht als Siliciumquelle anzusehen, da es natürliche Alternativen wie Kieselerde oder Bambussprossen zum synthetischen Siliciumdioxid gibt, die auch in Nahrungsergänzungsmitteln eingesetzt werden [4, 5, 6, 8]. Beim Verzehr von nanoskaligem Siliciumdioxid ist Vorsicht geboten. Dieser sollte vermieden werden. 


Mikrokristalline Cellulose E 460

Cellulose ist der häufigste Ballaststoff in der Pflanzenwelt und kommt als Polysaccharid (Mehrfachzucker) in jeder Pflanzenzelle vor. Sie wird im menschlichen Körper nur teilweise durch Bakterien im Dickdarm abgebaut. Cellulose wird aus Holz, Sonnenblumenstengeln, Mais oder Baumwolle (evtl. gentechnisch verändert) durch Zugabe von Lauge gewonnen. In einem weiteren Schritt erhält man durch Zugabe von Salzsäure mikrokristalline Cellulose, die überwiegend Partikel im Mikrometerbereich enthält. Dabei können kleine Partikel im Nanometerbereich entstehen, die über den Darm aufgenommen werden und sich im Körper anreichern können [5]. 

Cellulose ist in fast allen Lebensmittelkategorien zugelassen und sorgt bei industriell hergestellten Nahrungsmitteln für ein vollmundiges Mundgefühl, ohne Kalorien zu liefern. Sie dient als Fettersatz und erhöht die Schmelzfestigkeit von Speiseeis. In Arznei- und Nahrungsergänzungsmitteln wird es meistens als Füllstoff und Trennmittel verwendet. Nach Ansicht des EFSA-Gremiums bestehen keine Sicherheitsbedenken hinsichtlich der Verwendung und der eigensetzten Mengen von unveränderter und modifizierter Cellulose. 


Hydroxypropylmethylcellulose E 464

Hydroxyproylmethylcellulose (HPMC) ist eine synthetische Modifikation der Cellulose und wird durch chemische Reaktion von gereinigtem Zellstoff mit Natronlauge, Methylchlorid und Propylenoxid gewonnen. Es handelt sich um ein geruchs- und geschmacksneutrales, weißes bis weißgraues, faseriges bis körniges, frei fließendes Pulver, das in kaltem Wasser löslich ist und beim Erwärmen und Abkühlen gelierende Eigenschaften zeigt. In der Lebensmittelindustrie wird es unter anderem als Emulgator, Schutzkolloid, Stabilisator und Verdickungsmittel verwendet. Im Bereich der Nahrungsergänzungsmittel und Arzneimittel dient es als Kapselhülle [7], (4).  

HPMC wird als unbedenklich eingestuft, solange keine großen Mengen eingenommen werden, die zu Durchfall oder Verstopfung führen können. Wie Cellulose wird HPMC im Körper als Ballaststoff verwertet und nur in geringem Maße resorbiert und fast ausschließlich mit dem Stuhl ausgeschieden [7]. 


Reismehl

Reismehl als Zusatzstoff und Füllstoff hat keine E-Nummer und ist in dieser Verwendung nicht weit verbreitet. Es kann jedoch als natürliche Alternative zu den oben genannten Stoffen verwendet werden, z. B. als Füllstoff in Nahrungsergänzungsmitteln in Pulver- oder Kapselform. Die Herstellung erfolgt mechanisch durch Mahlen der Reiskörner. Wird Reismehl als Zusatz- oder Füllstoff verwendet sollte man hier auf die Qualität und Herkunft achten. Verlässliche Hersteller achten besonders darauf, dass der Arsengehalt regelmäßig labortechnisch untersucht wird. 


Titandioxid E 171

Titandioxid ist ein mineralisches Pigment, das trotz gegebener Gefahrenpotenziale als Überzugsmittel zum Weißfärben von Dragees, Kaugummi, Süßwaren, als Wandfarbe und in der Kosmetik verwendet wird. Es wird aus fein gemahlenen Titanerzen wie Ilmeniterz gewonnen und ist sehr hitzebeständig. Die EFSA hat Titandioxid als Lebensmittelzusatzstoff als nicht sicher eingestuft, da eine Genotoxizität nicht ausgeschlossen werden kann. Eine zulässige tägliche Aufnahmemenge kann daher nicht festgelegt werden (10). Ein besonderes Gefährdungspotenzial geht von Nanopartikeln aus, die in mehreren Studien an verschiedenen Zellen und Ratten Genotoxizität und Zelltoxizität zeigten [8,9]. Darüber hinaus gehen Forscher davon aus, dass die tägliche orale Aufnahme von TiO2-Nanopartikeln ein erhöhtes Risiko für Darmentzündungen und in der Folge für Krebs darstellen kann [10]. Ebenso kann sie die Darmflora beeinträchtigen und das Entzündungspotenzial erhöhen, wie eine Studie an Mäusen zeigt [11].  In einer weiteren Studie fanden die Wissenschaftler heraus, dass Nanopartikel des Titandioxids einen bekannten Entzündungsmediator aktivieren und so zu einer Entzündung und folgend zu oxidativem Stress führen [12] 

Fazit

Aufgrund der gegebenen Gefahrenpotenziale ist von einer täglichen oralen Aufnahme dringend abzuraten.  


Glycerin E 422

Glycerin, auch Glycerol genannt, gehört zu den dreiwertigen Alkoholen, enthält also die für Alkoholverbindungen typischen drei OH-Gruppen. In seiner Wirkung ist es jedoch nicht mit dem herkömmlichen Ethanol zu verwechseln, da es weder berauschend noch neurotoxisch wirkt. Daher sind Pflanzenextrakte auf Basis von Glycerin auch für Menschen geeignet, die auf Alkohol verzichten müssen oder wollen. Glycerin ist eine ölige, farb- und geruchlose Flüssigkeit, deren Geschmack dem des Zuckers ähnelt, da es süß schmeckt und Wasser binden kann.  

Glycerin kommt in allen tierischen und pflanzlichen Fetten vor, wird aber häufig synthetisch aus Propangas hergestellt. Es fällt auch als Nebenprodukt bei der Herstellung von Biodiesel oder bei der technischen Verarbeitung von pflanzlichen Ölen und Fetten an. Dabei ist zu beachten, dass gentechnisch veränderte Pflanzen wie Raps oder Soja zur Glyceringewinnung eingesetzt werden können (4, 5). Es gibt aber auch ein biotechnologisches Fermentationsverfahren mit Hefen, die durch Zugabe von Sulfit die Ethanolproduktion in eine Glycerinproduktion umwandeln. Für diese Fermentation ist Melasse am besten geeignet, da sie neben Glucose auch viel Sulfit enthält (11).  

Glycerin wird als Extraktionsmittel für Pholyphenole in Nahrungsergänzungsmitteln verwendet [6]. In der Lebensmittelindustrie wird es als Feuchthaltemittel in Kakao- und Schokoladenprodukten sowie in Kaugummi verwendet. In Kosmetika und Tabak wird es als Frostschutzmittel und Gleitmittel verwendet. Als Qualitäts- und Geschmacksmerkmal entsteht Glycerin bei der Weinherstellung.   

Fazit

Der Körper kann Glycerin problemlos verstoffwechseln und Glycerin ist auch ein wichtiger Bestandteil unserer Zellmembranen. Für Glycerin gibt es in fast allen Lebensmittelkategorien keine Höchstmengenbeschränkung. Sehr hohe Mengen ab 50 g/Tag können jedoch zu Durchfall und Schleimhautschäden führen (4,5). 


Generelles Fazit

Zusatzstoffe in Nahrungsmittel und Nahrungsergänzungsmittel sollten mit Bedacht eingenommen und behandelt werden, insbesondere bei täglichem Gebrauch. Reismehl, mikrokristalline Cellulose und Glycerin schnitten nach unseren Untersuchungen am besten ab und sind im Allgemeinen unbedenklich. Dennoch empfehlen wir, im Zweifelsfall auf Zusatzstoffe möglichst zu verzichten.


Studien und Primärquellen:

1] Hobbs, C. A., Saigo, K., Koyanagi, M. & Hayashi, S. M. (2017). Magnesium stearate, a widely-used food additive, exhibits a lack of in vitro and in vivo genotoxic potential. Toxicology Reports, 4, 554–559. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2017.10.003 

[2] Saari Csallany, A., Seppanen, C. M. & Fritz, K. L. (2005, Januar). Effect of high stearic acid containing fat on markers forin vivolipid peroxidation. International Journal of Food Sciences and Nutrition, 56(8), 567–579. https://doi.org/10.1080/09637480500458019 

[3] A. Tammaro, C. Abruzese & N. Narzisi, (2012 Oct-Dec.) Magnesium stearate: an underestimated allergen. J Biol Regul Homeost Agents . https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23241129/ 

[4] Yang, X., Liu, J., He, H., Zhou, L., Gong, C., Wang, X., Yang, L., Yuan, J., Huang, H., He, L., Zhang, B. & Zhuang, Z. (2010, 19. Januar). SiO2 nanoparticles induce cytotoxicity and protein expression alteration in HaCaT cells. Particle and Fibre Toxicology, 7(1). https://doi.org/10.1186/1743-8977-7-1 

[5] Kringsholm, B. & Christoffersen, P. (1987, Mai). The nature and the occurrence of birefringent material in different organs in fatal drug addiction. Forensic Science International, 34(1–2), 53–62. https://doi.org/10.1016/0379-0738(87)90083-1 

[6] Huamán-Castilla, N. L. (2020). Glycerol as Alternative Co-Solvent for Water Extraction of Polyphenols from Carménère Pomace: Hot Pressurized Liquid Extraction and Computational Chemistry Calculations. MDPI. https://www.mdpi.com/2218-273X/10/3/474 

[7] Burdock, G. A. (2007). Safety assessment of hydroxypropyl methylcellulose as a food ingredient. Food and Chemical Toxicology, 45(12), 2341–2351. https://doi.org/10.1016/j.fct.2007.07.011 

[8] Osman, I. F., Baumgartner, A., Cemeli, E., Fletcher, J. N. & Anderson, D. (2010). Genotoxicity and cytotoxicity of zinc oxide and titanium dioxide in HEp-2 cells. Nanomedicine, 5(8), 1193–1203. https://doi.org/10.2217/nnm.10.52https://doi.org/10.2217/nnm.10.52 

[9] Wani, M. R. & Shadab, G. G. H. A. (2021). Antioxidant thymoquinone and eugenol alleviate TiO2 nanoparticle-induced toxicity in human blood cells in vitro. Toxicology Mechanisms and Methods, 31(8), 619–629. https://doi.org/10.1080/15376516.2021.1949083 

[10] Bettini, S., Boutet-Robinet, E., Cartier, C., Coméra, C., Gaultier, E., Dupuy, J., Naud, N., Taché, S., Grysan, P., Reguer, S., Thieriet, N., Réfrégiers, M., Thiaudière, D., Cravedi, J. P., Carrière, M., Audinot, J. N., Pierre, F. H., Guzylack-Piriou, L. & Houdeau, E. (2017). Food-grade TiO2 impairs intestinal and systemic immune homeostasis, initiates preneoplastic lesions and promotes aberrant crypt development in the rat colon. Scientific Reports, 7(1). https://doi.org/10.1038/srep40373 

[11] Cao, X., Han, Y., Gu, M., Du, H., Song, M., Zhu, X., Ma, G., Pan, C., Wang, W., Zhao, E., Goulette, T., Yuan, B., Zhang, G. & Xiao, H. (2020). Foodborne Titanium Dioxide Nanoparticles Induce Stronger Adverse Effects in Obese Mice than Non‐Obese Mice: Gut Microbiota Dysbiosis, Colonic Inflammation, and Proteome Alterations. Small, 16(36), 2001858. https://doi.org/10.1002/smll.202001858 

[12] Yazdi, A. S., Guarda, G., Riteau, N., Drexler, S. K., Tardivel, A., Couillin, I. & Tschopp, J. (2010). Nanoparticles activate the NLR pyrin domain containing 3 (Nlrp3) inflammasome and cause pulmonary inflammation through release of IL-1α and IL-1β. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(45), 19449–19454. https://doi.org/10.1073/pnas.1008155107 

Allgemeine Quellen: 

  1. https://www.ages.at/mensch/ernaehrung-lebensmittel/lebensmittelinformationen/zusatzstoffe#:~:text=Zusatzstoffe%20werden%20Lebensmitteln%20aus%20technologischen,oder%20l%C3%A4nger%20haltbar%20zu%20machen. 
  2. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/food-additives 
  3. https://blog.lykon.com/de/artikel/gesunde-lebensmittel/stearinsaeure-haltig/ 
  4. Hahne, D. (2017, 13. April). E-Nummern, Zusatzstoffe: Alle E-Nummern erklärt und bewertet (1. Aufl.). Stiftung Warentest. 
  5. Grimm, H. & Ubbenhorst, B. (2013, 1. August). Chemie im Essen: Lebensmittel-Zusatzstoffe. Wie sie wirken, warum sie schaden (9.). Knaur TB. 
  6. https://www.chemie.de/lexikon/Siliciumdioxid.html
  7. Zusatzstoffmuseum, D., Pollmer, U., Schwedt, G. & Niemeyer, C. (2017, 11. Dezember). Zusatzstoffe von A bis Z: Was Etiketten verschweigen (Enlarged-Illustrated). Zusatzstoffmuseum. 
  8. https://infothek-gesundheit.de/siliziumdioxid-e551-in-lebensmitteln-birgt-risiko/ 
  9. https://www.efsa.europa.eu/de/efsajournal/pub/5047?etrans=de 
  10. https://www.efsa.europa.eu/de/news/titanium-dioxide-e171-no-longer-considered-safe-when-used-food-additive 
  11. Fuchs, G. & Schlegel, H. (2006). Allgemeine Mikrobiologie: Begründet von Hans-Günter Schlegel (8., vollständig überarbeitete und erweiterte). Thieme. 

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