18.1 Häufig verwendete Lebensmittelfarbstoffe

18.1.1 Azofarbstoffe

Die besonders in der Kritik stehenden Azofarbstoffe sind eine Gruppe von synthetischen Farbstoffen, die ein breites Anwendungsspektrum in Medikamenten, Nahrungsergänzungsmitteln, Lebensmitteln und Getränken, aber auch der Textilindustrie finden. Sie weisen eine charakteristische chemische Struktur mit einer Stickstoffdoppelbindung und eine große Bandbreite möglicher Farben von gelb über orange und rot zu braun bis schwarz auf. Zudem lassen sich die Farben leicht verarbeiten und sind thermisch stabil.

Aus vielen Studien gehen allerdings immer mehr negative Auswirkungen dieser Farbstoffe auf die Gesundheit hervor. Die Liste dieser Effekte ist lang und reicht von krebserregenden Wirkungen über Störungen der Leber- und Nierenfunktion bis hin zur Beeinträchtigung der Aktivität und Aufmerksamkeit von Kindern. Laut theoretischer Abschätzungen der EFSA ist es zwar nicht zu erwarten, dass schädliche Mengen der Farbstoffe über die Nahrung und Medikamente aufgenommen werden, dennoch wird auch von Behördenseite auf deren potenziell schädigenden Wirkungen hingewiesen und großer Forschungsbedarf aufgezeigt. Kritisch zu betrachten ist hier vor allem, dass über Ernährung und Medikamente durch den stetig steigenden Einsatz immer mehrere Farbstoffe aufgenommen werden und sich hieraus kumulative Wirkungen ergeben, die derzeit nicht abgeschätzt werden können. Empfindliche Personengruppen könnten zudem bereits durch geringe Mengen stärkere negative gesundheitliche Auswirkungen haben, als dies im Durchschnitt der Bevölkerung der Fall ist.

Verbreiteter Einsatz in Medikamenten und Nahrungsergänzungsmitteln

Fast zwei Drittel der eingesetzten synthetischen Farbstoffe sind aus der Gruppe der Azofarbstoffe. Sie werden vor allem zur Färbung von Kapselfüllungen oder Tabletten verwendet. Dabei sollen sie die Medikamente oder Nahrungsergänzungsmittel ästhetisch ansprechender aussehen lassen und sie voneinander unterscheidbar machen. Zur Aufwertung des Nährstoffgehalts der Produkte tragen sie jedoch nicht bei. Azofarbstoffe sind günstig, ergiebig und beeinträchtigen den Herstellungsprozess nicht. Dies stellt für viele Hersteller von Medikamenten und günstigen Nahrungsergänzungsmitteln den Hauptgrund der Verwendung dar. (467,468,470)

Nachweislich führen die Azofarbstoffe zu analytischen Schwierigkeiten bei der Wirkstoffkontrolle und können mit der Zeit unerwünschte Wechselwirkungen mit den Wirksubstanzen selbst eingehen, sodass diese nicht mehr ihre volle Wirkung ausüben können. Zudem reichern sie sich im Körper an und können nachweislich vielfältige negative Unverträglichkeitsreaktionen hervorrufen. Hierbei ist zuzüglich zu erwähnen, dass die synthetisch hergestellten Azofarbstoffe bis zu 10 % herstellungsbedingte Verunreinigungen enthalten dürfen. Diese sind dann wiederum auch in den Medikamenten und Nahrungsergänzungsmitteln enthalten und werden vom Körper aufgenommen. Die Auswirkungen der Verunreinigungen können nicht abgeschätzt werden. Aufgrund der vielfach nachgewiesenen negativen Effekte der synthetischen Azofarbstoffe wird vermehrt empfohlen, diese nicht mehr in Medikamenten und Nahrungsergänzungsmitteln einzusetzen. Vor allem kranke und ältere Personen nehmen oftmals mehrere Medikamente zu sich. Hierdurch können sie auch eine erhöhte Menge an Farbstoffen aufnehmen, die in Kombination die negativen Wirkungen verstärken können. Auch Kinder, Schwangere und Stillende nehmen oftmals Nahrungsergänzungsmittel zu sich, die Azofarbstoffe enthalten. Dies ist ebenfalls sehr kritisch zu betrachten und sollte vermieden werden. (467,469)

Toxische Wirkungen einiger Azofarbstoffe

Für die Farbstoffe E102 Tartrazin, E129 Allurarot, E123 Amaranth und E124 Cochenillerot wurden in Zell- und Tierstudien genotoxische, mutagene und zytotoxische Wirkungen nachgewiesen. Diese Wirkungen traten bereits bei geringen Dosierungen der Farbstoffe auf. Vor allem für den Farbstoff Amaranth, der nichts mit dem Pseudogetreide Amaranth zu tun hat, wurden DNA-schädigende Wirkungen im Magen, Darm und der Blase der Versuchstiere festgestellt. In Kombination mit weiteren Zusatzstoffen von Medikamenten und Nahrungsergänzungsmitteln, wie Natriumsulfit (Antioxidationsmittel, Konservierungsstoff, Stabilisator) oder Natriumbenzoat (Konservierungsstoff), konnten verstärkte toxische Wirkungen des Farbstoffes E110 Gelborange festgestellt werden. Es zeigten sich in der Untersuchung dosisabhängige Schäden an den Zellmembranen, eine Beeinträchtigung der Mitochondrienaktivität, Fehlregulationen des Mineralienhaushalts der Zellen, erhöhter oxidativer Stress in den Zellen sowie DNA-Schäden. Zudem konnte eine Fehlregulation bei antioxidativ arbeitenden Enzymen festgestellt werden, wodurch der durch die Azofarbstoffe ausgelöste oxidative Stress in den Zellen nicht gepuffert werden konnte. (468–470)

Aufmerksamkeitsdefizit bei Kindern

Dem Farbstoff E102 Tartrazin konnten zudem nachteilige Auswirkungen auf die Lern- und Gedächtnisleistung nachgewiesen werden. Aufgrund von Veränderungen der Enzymaktivität einiger Enzyme, die oxidativen Stress im Hirn- und Nervengewebe reduzieren, kommt es durch den Farbstoff und dessen Abbauprodukte zur Schädigung des Gewebes. Die Farbstoffe E124 Cochenillerot, E102 Tartrazin, E110 Gelborange, E122 Azorubin und E129 Allurarot stehen ebenfalls im Verdacht, Hyperaktivität sowie andere Verhaltensprobleme von Kindern und empfindlichen Personen zu verstärken. Auf Produkten, die diese Farbstoffe enthalten, muss daher der Hinweis aufgedruckt werden, dass die Aktivität und Aufmerksamkeit von Kindern beeinträchtigt werden kann. Diese Reaktionen traten in Untersuchungen verstärkt auf, wenn eine Empfindlichkeit auf den Wirkstoff Aspirin bestand. (468,469,471)

Allergische Kreuzreaktionen und erhöhte Entzündungsreaktionen

Allergische Kreuzreaktionen auf den Wirkstoff Aspirin lösten bei empfindlichen Personen nach der Aufnahme der Farbstoffe E110 Gelborange und E102 Tartrazin asthmatische Anfälle aus. Ebenfalls traten allergische Reaktionen auf der Haut und den Atemwegen bis hin zu asthmatischen Reaktionen nach der Aufnahme der Farbstoffe E129 Allurarot und E123 Amaranth auf. (468,469) Nach der Einnahme der Farbstoffe wurde eine erhöhte Produktion von Leukozyten festgestellt, welche eine Entzündungsreaktion sowie Aktivität des Immunsystems anzeigen. Diese sind bei Asthmatikern und anderen entzündlichen Erkrankungen ebenfalls erhöht und können bei Betroffenen einen Krankheitsschub auslösen. (470) Die nachgewiesenen erhöhten Entzündungswerte nach der Gabe der Azofarbstoffe werden mit den schädlichen Abbauprodukten der Farbstoffe, auf die das Immunsystem reagiert, um sich zu schützen, in Verbindung gebracht. Bei empfindlichen Personengruppen kann es hier zur Überreaktion des Immunsystems und so zu den beschriebenen allergischen Reaktionen kommen. (471)

Schädigungen von Leber, Nieren und Darm

Durch die Farbstoffe E110 Gelborange, E129 Allurarot und E102 Tartrazin wurden bei bereits geringen Dosierungen nachteilige Veränderungen im Leber- und Nierengewebe hervorgerufen. Es konnten degenerative Schäden und eine erhöhte Entzündung der Organe im Tierversuch festgestellt werden. Auch die Überprüfung einiger biochemischer Marker und Blutwerte zeigte eine deutliche Abweichung der Nieren- und Leberfunktionswerte vom gesunden Normalzustand, was auf eine Fehlfunktion der Organe durch die aufgenommenen Azofarbstoffe schließen lässt. Es wird vermutet, dass die Schädigung des Gewebes durch den erhöhten oxidativen Stress beim Abbau der Azofarbstoffe verursacht wird sowie durch die toxischen Abbauprodukte selbst bedingt ist. Durch die schon erwähnte Enzymhemmung kann der oxidative Stress im Gewebe nicht gepuffert werden und schädigt so Zellmembranen und andere Zellfunktionen. (468–471) Die in der Darmschleimhaut festgestellte Degeneration der Zellen sowie erhöhte Entzündungswerte können ebenfalls auf die toxischen Abbauprodukte der aufgenommenen Azofarbstoffe zurückgeführt werden. Da einige Mikroorganismen in der Lage sind, Azofarbstoffe aufzuspalten, entstehen dort die entsprechenden Abbauprodukte. Da sie nicht vollständig über den Darm ausgeschieden werden, müssen sie zunächst in den Körper resorbiert und anschließend über die Leber und Niere ausgeschieden werden. (471)

In allen Bereichen ist dringend weitere Forschung nötig, vor allem um kumulative Wirkungen der synthetischen Azofarbstoffe genau definieren zu können. Hierbei ist es auch nötig, die tatsächliche Aufnahme dieser Farbstoffe über Medikamente, Nahrungsergänzungsmittel und verarbeitete Lebensmittel realistisch abzuschätzen. Im Besonderen sind hier erkrankte Personen zu berücksichtigen, da diese Personen vergleichsweise mehr Medikamente zu sich nehmen und mögliche negative Auswirkungen verstärkt auftreten können sowie Wechselwirkungen von Farbstoffen und Wirkstoffen beachtet werden müssen. Bis dahin sollte mindestens in Präparaten für Schwangere, Stillende und Kinder auf diese Farbstoffe verzichtet werden. (467–469)

Krebserregende Wirkung von primären aromatischen Aminen (PaA)

Azofarbstoffe gelten als relativ persistente Schadstoffe, da sie unter aeroben Bedingungen nicht leicht abgebaut werden können. Unter anaeroben Bedingungen können Azofarbstoffe zu primären aromatischen Aminen (PaA) abgebaut werden. Ein vollständiger Abbau erfolgt jedoch nicht ohne Weiteres. Einige Bakterienarten, die auch im menschlichen Darm vorkommen, sind aufgrund des Enzyms Azo-Reduktase dazu in der Lage, Azofarbstoffe zu verstoffwechseln. Die entstandenen PaA können im Darm resorbiert werden. Anschließend werden sie hauptsächlich von der Leber aufgenommen, über einen Entgiftungsprozess metabolisiert und mit dem Urin und der Galle ausgeschieden. Vor allem in der Textilindustrie werden unzählige Farbstoffe der Azogruppe verwendet, weshalb die Abwässer große Mengen enthalten, die dann von Mikroorganismen zu PaA abgebaut werden. Die negativen Auswirkungen der Anreicherung von PaA in der Umwelt können kaum abgeschätzt werden.

Mehrere Studien haben bereits ergeben, dass einige PaA als (Stoffwechsel-)Abbauprodukte von Azofarbstoffen (Phenylendiamin und Benzidin) für Menschen und Tiere toxisch, mutagen und karzinogen wirken können. In den durchgeführten Tierstudien wurde von DNA-Schäden im Dickdarm oder Tumoren in der Leber und Blase berichtet. Die niedrigste Dosis, die einen DNA-Schaden im Dickdarm induzierte, betrug 10 mg/kg für alle getesteten Azofarbstoffe. Einige andere Organe, wie der Magen und die Blasenschleimhaut, wiesen ebenfalls DNA-Schäden auf. Die verwendete Menge an Azofarbstoffen entspricht annähernd der Menge, die derzeit als unbedenklich angesehen wird (ADI-Wert). Dies sollte als äußerst bedenklich eingestuft werden, da die Verwendung und der Konsum künstlich eingefärbter Lebensmittel in den letzten Jahren deutlich angestiegen sind. So ist es durchaus möglich, dass heute deutlich mehr Azofarbstoffe zugeführt werden als angenommen. Die Wirkung einer Akkumulation mehrerer Azofarbstoffe kann kaum abgeschätzt werden. In den letzten Jahren wurden aber aufgrund negativer gesundheitlicher Auswirkungen immer mehr Azofarbstoffe für die Verwendung in Lebensmitteln und zur Textilfärbung verboten. (472–474)

Für eine Übersicht der Lebensmittelfarbstoffe siehe Kapitel 18.