Konservierungsstoffe

Konservierungsstoffe (Synonym: Konservierungsmittel) dienen als antimikrobielle Biozide (Stoffe oder Zubereitungen, die bestimmungsgemäß die Eigenschaft haben, Lebewesen abzutöten oder zumindest in ihrer Lebensfunktion einzuschränken) zur Ausschaltung von Mikroorganismen. Sie sollen den Verderb von Lebensmitteln durch Bakterien, Hefe- und Schimmelpilze und somit das Auftreten gefährlicher Krankheiten wie Botulismus, Listeriose und Salmonellen-Infektion verhindern. Zudem ermöglicht der Einsatz von Konservierungsstoffen längere Transportwege und Lagerzeiten.

Konservierungsstoffe werden eingesetzt, wenn physikalische Verfahren wie Erhitzen (Pasteurisieren, Sterilisieren), Wasserentzug, Luftabschluss und Tiefkühlen nicht mehr ausreichen. Sie müssen auf den Lebensmitteln mit Namen, Gattungsbezeichnung und der entsprechenden E-Nummer (Konservierungsstoffe: E 200 - E 290) deklariert werden.

Konservierungsstoffe werden bei folgenden Lebensmitteln eingesetzt: Brot und Backwaren, Obst- und Gemüsekonserven, Salaten und Salatsoßen, gesäuertem Gemüse, Trockenfrüchten, getrockneten Kartoffelprodukten, Wurstwaren, Fischprodukten, Fruchtjoghurt, Käse, Margarine, Knabbereien, Limonaden, Fruchtsäften und Wein sowie an Oberflächen von Zitrusfrüchten. Konservierungsstoffe finden zudem auch Anwendung bei Arzneimitteln und Kosmetika.  

Es gibt circa 40 zugelassene Konservierungsstoffe. Zu den am häufigsten Eingesetzten zählen:

• Benzoesäure (E 210) –  bei Fischerzeugnissen, gesäuertem Gemüse, Oliven, Soßen, zuckerreduzierten Konfitüren, Marmeladen, Gelees, alkoholfreiem Fassbier und Spirituosen
• Schwefeldioxid (E 220) – in getrockneten Kartoffelerzeugnissen, Obstkonserven, Wein, Trockenfrüchten und Knabbereien
• Natriumnitrit (E 250) – zum Konservieren von Fleisch- und Wurstwaren
• Kaliumnitrat (E 252), Natriumnitrat (E 251) – zum Konservieren von Fleisch- und Wurstwaren, für Hart- und Schnittkäse
• Natamycin (E 235) – für die Oberflächenbehandlung von Wurst und Käse

Im Folgenden wird vertiefend auf die Konservierung mittels Kochsalz (Natriumchlorid) sowie Nitrate und Nitrite eingegangen. 

Kochsalz (Natriumchlorid)

Die konservierende Eigenschaft des Salzes ist der Menschheit seit Langem bekannt. Traditionell wird Kochsalz für die Konservierung von Fleisch, Fisch und Gemüse verwendet.
Kochsalz gehört nicht zu den Zusatzstoffen und wird daher als eigenständige Zutat aufgeführt.

Das Kochsalz, welches industriell gefertigtes und raffiniertes Salz ist und damit reines Natriumchlorid darstellt, wird in hoher Konzentration dem Nahrungsmittel zugesetzt. Dieses hält zusammen mit Kalium und Calcium den Flüssigkeitshaushalt in unserem Körper im Gleichgewicht. Hohe Salzmengen sind in Fertiggerichten, geräuchertem Fleisch und Fisch, Käse, salzigen Snacks wie Nüssen und Chips, sowie in Gemüse-, Suppen- und Soßenkonserven und vielen anderen industriell gefertigten Produkten zu finden. Bei diesen Nahrungsmitteln schmeckt man den hohen Salzgehalt jedoch nicht heraus, da zugesetzter Zucker den salzigen Geschmack überdeckt. Deshalb würzen etliche Menschen ihre Speisen mit Salz noch zusätzlich nach. Somit enthält die Nahrung erheblich mehr Natriumchlorid, als überhaupt benötigt wird – nämlich nur 200 bis 300 mg am Tag. Die Nieren werden überlastet, da sie nur 5 bis 7 Gramm Natriumchlorid pro Tag herausfiltern können, in der Spitze aber 15 bis 20 Gramm eingenommen werden. Das Resultat ist ein Natriumüberschuss im Körper und steigende Calcium- und Magnesiumverluste über den Urin. Infolgedessen kann das Gleichgewicht zwischen Natrium, Kalium und Calcium nicht mehr aufrechterhalten werden. Eine Tomatensuppe aus der Dose zum Beispiel weist über 1.200 mg Natrium und nur 400 mg Kalium auf. Natürliche und frische Nahrung dagegen beinhaltet weniger als 10 % Salz und zeigt ein ausgewogenes Verhältnis von Natrium zu Kalium auf. Damit sind in den industriell hergestellten Lebensmitteln, denen der heutige Mensch vor naturbelassener, gesunder Nahrung den Vorrang gibt, im Vergleich zu ihrem hohen Natriumgehalt nur geringe Mengen der Mineralstoffe Kalium und Calcium zu finden. Aufgrund des Überschusses an Natriumchlorid wird der Flüssigkeitshaushalt in unserem Körper gestört, indem sich die Flüssigkeit außerhalb der Zellen erhöht, wodurch sich weitere gesundheitliche Probleme ergeben können. Bei einigen Menschen kann dieser Salzüberschuss im Laufe der Zeit zu einer Ödembildung (Flüssigkeitsansammlung in Gewebe), zu Hypertonie (Bluthochdruck) – und anschließend zu Herz- und Nierenerkrankungen sowie zu einem Apoplex (Schlaganfall) führen.

Der Zusammenhang zwischen Kochsalzverbrauch und der Höhe des Blutdrucks kann als gesichert angesehen werden. Welche Bedeutung dem Kochsalz bei der Entstehung der arteriellen Hypertonie (Bluthochdruck) zukommt, ist bislang nicht eindeutig geklärt. Eine wahrscheinlich genetische determinierte Salzsensitivität (Synonyme: Salzempfindlichkeit; Kochsalzsensitivität; Kochsalzempfindlichkeit) betrifft nur einen Teil der Hypertoniker, allerdings gibt es zurzeit keine praktikabel durchführbaren Tests, mit dem salzsensitive gefunden werden können. Eine Senkung des Salzkonsums auf etwa 4-6 g/d führt zu einer klinisch relevanten Senkung des Blutdrucks, unabhängig von einer bestehenden medikamentösen Therapie, das heißt, dass eine zusätzliche Blutdrucksenkung in den meisten Fällen zu erzielen ist (s. u. "Kochsalz/Salzsensitivität"). 

Nitrate und Nitrite

Nitrate werden in der Lebensmittelproduktion als Konservierungsstoff sowie zur Farb- und Geschmacksverbesserung für gepökelte Fleischerzeugnisse und Fisch eingesetzt. Zugelassen sind Na-Nitrat (E 251) und Ka-Nitrat (E 252) als Bestandteil des Pökelsalzes in Kombination mit NaCl. Die Aufnahme von Nitraten erfolgt aber nur zu einem geringen Teil über die Zusatzstoffe E 251 und E 252.

Die tägliche Aufnahme von Nitrat erfolgt:

• zu circa 70 % durch den Verzehr von Gemüse – Nitrat als wichtigster Pflanzennährstoff hat bei überhöhter Zufuhr schädigende Wirkungen für den Boden und das Pflanzenwachstum. Einige Gemüsesorten können hohe Nitratmengen aus dem Boden speichern.
  
• zu circa 20 % aus Trinkwasser – Nitrat gelangt als Bestandteil des Stickstoffdüngers ins Grundwasser. Auskunft über den Nitratgehalt des Trinkwassers gibt das örtliche Wasserwerk.
  
• zu circa 10 % aus Fleisch und Fleischwaren sowie aus Fisch.
  

Nitrate an sich sind nicht toxisch und unbedenklich. Gesundheitliche Risiken entstehen durch Nitrite und Nitrosamine, die in den Lebensmitteln selbst sowie im menschlichen Organismus aus Nitraten gebildet werden. Allerdings ist zu erwähnen, dass Nitrate die Bildung von Vitamin A hemmen und damit unter anderem für dessen Mangel verantwortlich sind.
Nitrat wird in unserem Körper durch Bakterien bereits in der Mundhöhle, aber auch im Magen-Darmbereich zu Nitrit reduziert. Auch im Lebensmittel sowie im Boden wird Nitrat mikrobiell in Nitrit umgewandelt.

Die Wirksamkeit der Nitrate als Konservierungsstoff gegen Bakterien wird dabei nicht durch Nitrat selbst vermittelt, sondern durch das Nitrit, welches durch den mikrobiellen Umbau aus Nitrat hervorgeht. Da dieser mikrobielle Umbauprozess jedoch nicht kontrollierbar ist, kommen auch direkt Nitrite zum Einsatz. Zugelassen als Konservierungsstoff sind Na-Nitrit (E 250) und Ka-Nitrit (E 249) als Bestandteil von Pökelsalz in Kombination mit NaCl.

Nitrit bewirkt dann die gewünschte Umrötung des Fleisches – Myoglobin wird zu dem roten Nitrosomyoglobin –, trägt zur Bildung des Pökelaromas bei, wirkt antioxidativ und in Kombination mit NaCl schützt es vor „Wurstvergiftung“, indem das Auskeimen der hitzestabilen Clostridium botulinum-Sporen verhindert wird. Clostridium botulinum ist eine Bakterienart, die das stärkste aller bisher bekannten Bakterientoxine produziert, das Botulinumtoxin, welches auf das Nervensystem wirkt.

Neben den positiven Effekten der Nitrite auf die Fleischqualität sind für den menschlichen Organismus die bedenklichen Wirkungen Methämoglobinbildung (Sekundärwirkung) sowie die Bildung von kanzerogen wirkenden Nitrosaminen (Tertiärwirkung) zu erwähnen:

Methämoglobinbildung: Nitrit ist ein reaktives Oxidans, das bevorzugt mit dem Blutfarbstoff Hämoglobin reagiert und diesen in Methämoglobin umwandelt (das zweiwertige Eisen des Hämoglobins wird zu dreiwertigem Eisen oxidiert). Das gebildete Methämoglobin ist nicht in der Lage, molekularen Sauerstoff reversibel zu binden und steht somit für den Sauerstofftransport nicht mehr zur Verfügung. Auch ohne Nitrit läuft die Methämoglobinbildung ab, aber in deutlich geringerem Umfang. Beim Erwachsenen wird der Methämoglobinanteil im Blut durch NADPH im Enzym Methämoglobin-Reduktase auf einen Wert < 2 % geregelt und es treten keine gesundheitlichen Probleme auf. Säuglinge sind bis etwa zum sechsten Lebensmonat besonders gefährdet, da bei ihnen das Schutzsystem, das das Methämoglobin wieder in die Sauerstoff-transportierende Form umwandeln kann, noch nicht vollständig ausgebildet ist.

Nitrosaminsynthese (Nitrosierung): Nitrit kann mit anderen endogenen Stoffen, wie den sekundären Aminen reagieren und im sauren Milieu, wie es im Magen vorliegt, sogenannte Nitrosamine bilden. Diese gelten als hochgradig karzinogen. Höhere Mengen an sekundären Aminen sind enthalten in Fleisch- und Wursterzeugnissen und sehr hohe in Käse und Fisch. Zudem können sekundäre Amine beim Abbau von Proteinen entstehen.
Nitrosamine können auch exogen gebildet werden. Besonders gefährlich ist das gemeinsame Erhitzen von gepökelter Wurst und Käse. Ein gutes Beispiel dafür ist das „Toast Hawaii“: Das Nitrit aus dem Fleisch und die Amine aus dem Käse reagieren besonders gut zu Nitrosaminen.
Vitamin C hemmt die Synthese von Nitrosaminen, indem es Nitrit sehr schnell reduziert und es somit der Nitrosaminsynthese entzieht. Auch Vitamin E fungiert als Nitrosierungs-Inhibitor.

In einigen Lebensmitteln sind Nitrosamine bereits enthalten. Besonders Bier ist reich an diesen. Auch gepökelte Fleischwaren enthalten geringe Mengen an Nitrosaminen. Eine Potenzierung dieses Gehaltes wird durch das Erhitzen von gepökelter Ware erreicht. So können z. B. beim Grillen von gepökeltem Fleisch aus Eiweißverbindungen und Nitriten unter großer Hitze Nitrosamine entstehen.

Der aktuelle Grenzwert für Nitrat in Trinkwasser liegt laut der deutschen Trinkwasserverordnung bei 50 mg/l und für Nitrit bei 0,1 mg/l. Ist auf dem Etikett der Hinweis "Geeignet für die Zubereitung von Säuglingsnahrung" zu finden, darf der Nitratgehalt max. 10 mg/l betragen und der Nitritgehalt 0,02 mg/l.

Die DGE (Deutsche Gesellschaft für Ernährung) und die WHO (Welt-Gesundheits-Organisation) gehen von einer akzeptablen Menge Nitrat von 220 mg/Tag aus.

Bei empfindlichen Personen beziehungsweise bei Personen, die unter Asthma bronchiale leiden oder bereits eine Allergie gegen Salicylsäure (enthalten in Acetylsalicylsäure/ASS) und ihre Derivate haben, können Konservierungsstoffe Allergien beziehungsweise allergieähnliche Symptome (Pseudoallergien) auslösen. In diesem Zusammenhang sind besonders die Konservierungsstoffe Benzoesäure und ihre Derivate sowie Schwefeldioxid zu nennen, die bei Kindern zu Durchfall, Kopfschmerzen und Allergien führen können.

Nachfolgend werden in tabellarischer Übersicht die Konservierungsstoffe aufgelistet, die allergische (A) und/oder pseudoallergische Reaktionen (P) auslösen können.

Unbedenkliche Konservierungsstoffe sind zum Beispiel Ameisensäure (E 236) – in Fischerzeugnissen, Obst- und Gemüseprodukten – sowie Natamycin (E 235).

Literatur

1. Rimbach G, Nagursky J, Erbersdobler HF: Lebensmittel-Warenkunde für Einsteiger. 2. Auflage, Springer Lehrbuch, 2015
2. Schlieper CA: Grundfragen der Ernährung. 23. Auflage, Verlag Dr. Felix Büchner, 2019