Lebensmittelwissen: Nitrat, Nitrit und Nitrosamine in Lebensmitteln

Nitrathaltige Lebensmittel – worauf muss ich achten? Nitrat, Nitrit und Nitrosamine sind drei Begriffe, die wir schon mal in den Medien oder aus Verbraucherzentralen aufgeschnappt haben und die uns mit Unbehagen zurücklassen. Wir sind diesen chemisch verwandten Substanzen schließlich über unsere Umwelt ausgesetzt, auf unterschiedliche Weise, und je nach Expositionsintensität können sie tatsächlich auch gefährliche Auswirkungen auf unsere Gesundheit haben. Aber nicht jeder dieser Stoffe stellt per se eine Gefahr für uns dar. Menge, Art, Herkunft, Zubereitung und Aufbereitung von Lebensmitteln und Trinkwasser sind beispielsweise Faktoren mit maßgeblichem Einfluss auf ihre Konzentrationen in unserem Umfeld. Nitrosamine haben eine wesentlich bedenklichere Auswirkung auf den tierischen und menschlichen Organismus, verglichen mit seinen natürlich vorkommenden Vorläufersubstanzen, dem Nitrat beziehungsweise Nitrit. Wir finden die Nitrosamine beispielsweise als Bestandteil von Tabak, während das Nitrat eine natürliche Substanz des Bodens und zum Wachsen und Gedeihen der Pflanze unabdingbar ist.

Nitrathaltige Lebensmittel – wie groß ist ihre Gefahr für unsere Gesundheit? Wir wollen uns im heutigen Beitrag mit diesen drei Verbindungen auseinandersetzen. Aber was ist Nitrat eigentlich? Wie viel davon ist problematisch und wie können wir unseren Kontakt mit diesen Stoffen einschränken? Ist unser Trinkwasser nitrathaltig und welche Lebensmittel beziehungsweise Zubereitungsmethoden sollten vermieden werden?

Nitrat und Nitrit: Definition

Bei Nitrat (NO₃^–) handelt es sich um das Salz der Salpetersäure (HNO₃), das natürlicher Bodenbestandteil ist beziehungsweise in Form von Mineraldünger oder als organischer Dünger (Gülle, Jauche) in der Landwirtschaft eingesetzt wird. Der Stickstoff im Nitrat ist für die Pflanzen essenziell, denn daraus findet die Synthese von Nukleinsäuren und vor allem von Proteinen statt. Neben dem natürlich vorkommenden Nitrat in Lebensmitteln finden die Salze in Verbindung mit positiv geladenen Ionen, das heißt als Kalium- oder Natriumnitrat, auch als Lebensmittelzusatzstoff Verwendung. In der Form werden sie als Konservierungsmethode von Lebensmitteln eingesetzt; ein bekanntes Beispiel ist das Pökelsalz (Salpeter) zur Haltbarmachung von Fleisch- und Wurstwaren. Dabei wird das Wachstum des Bakteriums Clostridium botulinum gehemmt (BfR, 2013).

Nitrit ist das Salz der salpetrigen Säure (HNO₂) und entsteht aus einer chemischen Reaktion (Reduktion) aus Nitrat. Geringfügig finden wir Nitrit in Lebensmitteln natürlichen Ursprungs, am ehesten wird die Substanz jedoch als Lebensmittelzusatzstoff in tierischen Produkten, wie Fleischwaren, Fisch und Käse, verwendet. Nitrit kann jedoch in unserem Körper aus Nitrat heraus gebildet werden; dieser endogen ablaufende Prozess spielt eine größere Rolle (Weiß, 2008a).

Nitrathaltige Lebensmittel

Pflanzliche Lebensmittel, insbesondere Gemüse, sind unsere wesentliche Nitratzufuhrquelle. Aber nicht jedes Lebensmittel enthält gleich viel Nitrat, denn der Gehalt ist von diversen Faktoren abhängig. Darunter fällt beispielsweise die Intensität der Düngung, wobei ökologisch produzierte Waren weniger Nitrat enthalten als konventionelle. Sonneneinstrahlung reduziert seine Konzentration, weshalb wir weniger Nitrat in der Sommerernte als zu kälteren Zeitpunkten finden. Ebenso sind Lebensmittel aus geografisch südlicheren Gebieten nitratärmer als jene aus nördlicheren Regionen.

Zu den Lebensmitteln mit tendenziell höherem Nitratgehalt zählt Blattgemüse, wie Salat, Spinat, Rucola und Mangold; aber auch Rote Bete, Rettich und Radieschen speichern mehr von der stickstoffhaltigen Substanz (Weiß, 2008a). Diese nitratreichen Lebensmitteln können bei unsachgemäßer Lagerung und mehrfacher Erwärmung durch mikrobielle Prozesse zu einem Anstieg der Nitritkonzentration führen. Deshalb die Frage: darf man Spinat aufwärmen? Frisch zubereitet stellt der gegarte Spinat keinerlei Problem dar, von mehrmaligem Aufwärmen wird jedoch abgeraten (BfR, 2013).

Nitrit in Lebensmitteln

Nitrit ist dagegen kaum in naturbelassenen Lebensmitteln pflanzlicher Herkunft enthalten. Allerdings kann durch unsachgemäße Lagerung, Transport und vernachlässigte Hygiene von Produkten mit hohem Nitratgehalt ein bakteriell induzierter Reduktionsprozess einsetzen, wodurch letztlich höhere Konzentrationen an Nitrit entstehen (BfR, 2013).

Sowohl Nitrat als auch Nitrit sind meist Bestandteile von verarbeiteten, in der Regel tierischen Produkten, denen der Zusatzstoff Kalium- und Natriumnitrat bzw. -nitrit zugesetzt wurde.

Wirkungen im Organismus

Nitrat ist für den menschlichen Körper in den üblichen Verzehrsmengen gesundheitlich nicht bedenklich. Die letale Dosis für den Menschen wurde mit 15 g Nitrat festgelegt (Weiß, 2008a). Trotz seiner Unbedenklichkeit hat die Substanz aber goitrogenes Potenzial. Das heißt, es kann mit Jod in unserem Körper konkurrieren, seine Aufnahme in die Schilddrüse hemmen und letztlich seine Funktion in unserem Körper behindern. Allerdings treten diese Effekte nur bei vorhandenem Jodmangel mit zeitgleich erhöhter Aufnahme an Nitrat auf (BfR, 2004). Einer Untersuchung in Deutschland zufolge konnte keine Korrelation zwischen der Nitratbelastung und einem veränderten Schilddrüsenstoffwechsel gezeigt werden (Hampel et Zöllner, 2004).

Nitrat habe dagegen sogar gesundheitlich vorteilhafte Wirkungen, das zeigen zumindest wissenschaftliche Analysen. Demnach könne durch Stickstoffmonoxid, ein endogenes Abbauprodukt aus dem Nitrat, unser Blutdruck gesenkt werden. Ebenso konnte ein antimikrobieller Effekt nachgewiesen werden (Douglas, 2002; Hord et al., 2009). Trotzdem können weder die EFSA noch das BfR Nitrat als gesundheitsfördernd einstufen (BfR, 2013).

Das Nitrit stellt für Erwachsene in Bezug auf die Ernährung auch keine große Gefahr dar, wirkt allerdings in hohen Dosen toxisch. Schwere Vergiftungen können bei der Aufnahme von 1-2 g Nitrit auftreten und seine letale Dosis liegt laut Literaturangaben zwischen 33 und 250 mg/kg Körpergewicht (BfR, 2010). Nitrat wird durch Bakterien in unserem Verdauungssystem teilweise zu Nitrit reduziert; etwa 6-7 % des zugeführten Nitrats werden endogen umgesetzt (Weiß, 2008a).

Die gesundheitliche Bedenklichkeit ist besonders für eine spezielle Risikogruppe zu erwähnen: Säuglinge bis zum dritten Lebensmonat. Nitrit bindet an Hämoglobin, unseren roten Blutfarbstoff, und wandelt diesen in eine Verbindung namens Methämoglobin um, welche nicht mehr in der Lage ist, Sauerstoff zu transportieren. Der daraus resultierende Sauerstoffmangel führt zur „inneren Erstickung“, auch Blausucht genannt. Das Methämogblobin kann in unserem Körper über ein bestimmtes Enzym wieder in Hämoglobin rücktransformiert werden; diese Enzymkapazität ist in Säuglingen aber nur begrenzt vorhanden (EFSA, 2008).

Nitrosamine: Definition

Als Nitrosamine werden chemische Verbindungen bezeichnet, die aus der Reaktion zwischen Nitrit und sekundären Aminen entstehen. Im Gegensatz zu seinen Vorläuferverbindungen werden die Nitrosamine als kanzerogen eingestuft und gelten damit als wesentlich bedenklicher.

Doch woher stammt diese gefährliche Verbindung? Für die menschliche Ernährung spielt im Wesentlichen die endogene Reaktion zwischen Nitriten und sekundären Aminen eine große Rolle, die durch verschiedene Einflussfaktoren begünstigt oder unterdrückt werden kann. So verhindern Ascorbinsäure (Vitamin C), Vitamin E und Polyphenole den Reaktionsmechanismus, wohingegen eine reduzierte Magensäurebildung und bakterielle Besiedlung die Nitrosaminentstehung fördern können. Durchschnittliche Angaben der Nitrosaminbildung im Körper können wegen der starken individuellen Schwankungen nicht gemacht werden.

Nitrosamine in Lebensmitteln und weiteren Produkten

Verarbeitete und tierische Produkte sind im Wesentlichen potenzielle Quellen an Nitrosaminen. Darunter fallen gepökelte Fleisch- und Wurstwaren, Fisch, getrocknete Gewürze und in manchen Fällen auch Käse. Die häufigste Verbindung in diesen Lebensmitteln ist das sogenannte Nitrosodimethylamin (NDMA).

Die Nitrosamine können aber nicht nur über den Magen-Darm-Trakt, sondern auch dermal über unsere Haut und pulmonal über unsere Lunge aufgenommen werden. Der Tabakrauch aus Zigaretten erhöht unsere Nitrosamin-Exposition um das 20-fache oder mehr. Kosmetika waren vor allem früher eine potenzielle Nitrosaminquelle (Weiß, 2008b), was sich hauptsächlich auf synthetisch bedingte Verunreinigungen, beispielsweise bei der Herstellung von Haargelen, bezog. Die Exposition spielt allerdings heutzutage durch strengere Hygiene- und Reinigungsmaßnahmen keine Rolle mehr (Richter, 2007).

Wirkungen im Organismus

Nitrosamine haben sich in Tierversuchen als starke Kanzerogene gezeigt und können schon in geringen Konzentrationen die Entstehung von Tumoren indizieren. Betroffen können die unterschiedlichsten Organsysteme, wie Lunge, Niere, Harnblase, Haut, Gehirn, Magen-Darm-Trakt, Pankreas, oder das Blutsystem, sein. Demnach ist davon auszugehen, dass vergleichbare Risiken der Tumorentstehung beim Menschen zu erwarten sind (Weiß, 2008b).

Einem Review über mehrere Kohorten- und Fall-Kontroll-Studien (1985-2005) nach konnten eindeutige Korrelationen zwischen dem Verzehr nitrosaminhaltiger Lebensmittel (verarbeitetes Fleisch, geräucherte Waren) und Magenkrebs festgestellt werden. Weniger signifikant war die Assoziation mit Ösophaguskrebs (Jakszyn et González, 2006). Auf diese krebserregende Korrelation, vor allem durch verarbeitete Fleischprodukte, konnten weitere epidemiologische Studien hinweisen (Herrmann et al., 2015; Song et al., 2015).

Schadstoffe im Trinkwasser?

Nicht nur nitrathaltige Lebensmittel können potenzielle Quellen für uns darstellen. Durch die intensive Düngung in der Landwirtschaft laufen wir Gefahr der Eutrophierung unseres Grundwassers, das heißt es kann zu einer übermäßigen Akkumulation von Nährstoffen kommen. Darunter auch das Nitrat als eine wasserlösliche Verbindung. Die vermehrte Stickstoff- und Phosphorbelastung der Gewässer führt zu übermäßigem Wachstum von Wasserpflanzen (Algen) und Bodenschlamm, sodass die Reinigung des Wassers immer aufwändiger wird. Somit haben wir nicht nur mit ökologischen, sondern gleichzeitig auch mit potenziell gesundheitlichen Problemen in Bezug auf das Trinkwasser zu kämpfen (Martin, 2008). Trinkwasser ist schließlich unser wichtigstes Lebensmittel und wird aus dem Boden bezogen. Vor allem Gebiete, in denen intensive Viehzucht betrieben wird, sind durch den hohen Gülleeinsatz von Überdüngung betroffen. Neben den Pflanzennährstoffen fließen ebenso Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel in die Gewässer (Bartel et al., 2016).

Der Grenzwert laut EU- und der deutschen Trinkwasserverordnung liegt bei 50 mg Nitrat pro Liter Wasser und wurde für die akute Exposition von empfindlichen Personengruppen (Säuglingen) berechnet. Laut dem Berichtszeitraum 2012-2014 überschreiten EU-weit 28 % der Messstellen diesen Grenzwert von 50 mg/Liter. Deutschland liegt den Ergebnissen der Grundwasserüberprüfung an den EUA-Messstellen zufolge bei 18,3 %. Im Vergleich zum Überwachungszeitraum zwischen 2008 und 2011 (18,1 %) kann keine signifikante Veränderung gesehen werden. Im Hinblick auf die nitratbelastenden Regionen lassen sich innerhalb Deutschlands aber keine Einschränkungen vornehmen (Keppner et al., 2017).

Zusammenfassung: Nitrathaltige Lebensmittel

Die Verunsicherung über gesundheitliche Risiken durch nitrathaltige Lebensmittel ist groß. Doch wie sieht die wissenschaftliche Sachlage tatsächlich um Nitrat, Nitrit und Nitrosamine aus?

Nitrat als natürlich vorkommende und für Pflanzen notwendige Verbindung finden wir hauptsächlich in unserem Gemüse. Eine gesundheitliche Gefahr besteht in den über die Nahrung zugeführten Mengen jedoch nicht. Die strumigene Wirkung auf unsere Schilddrüse hat epidemiologisch gesehen keinerlei Bedeutung. Die Wirkung von Nitrit spielt vor allem für Säuglinge eine beachtliche Rolle und kann zur sogenannten Cyanose (Blausucht), der Hemmung des Sauerstofftransportes, führen. Die aus dem Nitrit entstehenden Nitrosamine sind die für unsere Gesundheit bedenklichsten Substanzen. Im Tierversuch werden sie als höchst kanzerogen eingestuft und epidemiologisch konnte beim Menschen ein vermehrtes Auftreten von Magenkrebs beobachtet werden.

Wie können wir uns nun im Alltag vor dieser Gefahr schützen? Vor allem, in dem wir nitrathaltige Lebensmittel sowie Zusatzstoffe reduzieren, das heißt verarbeitete Fleisch- und Wurstwaren meiden. Die Bioqualität von Lebensmittel gewährt uns ebenfalls eine niedrigere Exposition. Den Konsum von Trinkwasser aus bekannten ländlichen Gebieten mit hohem Düngeeinsatz umgehen und vor allem bei der Herstellung von Säuglingsnahrung auf die Wasserqualität achten.

Der Inhalt dieses Artikels kann und soll eine individuelle Vegane Ernährungsberatung nicht ersetzen. Im Verzeichnis für Vegane Ernährungsberatung findest du, in deiner Nähe vor Ort oder online, fachkundige Unterstützung.

Literatur

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Weiß C. Nitrat, Nitrit, Nitrosamine Teil 2: Nitrosamine. Ernährungs Umschau (2008b). Vol. 5: 304-307.

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