trans-Fettsäuren

Allgemein

Trans-Fettsäuren (TFS), auch Transfette genannt, sind ungesättigte Fettsäuren, die bei der industriellen Fetthärtung entstehen. Ihnen wird ein gesundheitliches Gefährdungspotential zugeschrieben.

TFS finden sich vorwiegend in Lebensmitteln mit industriell gehärteten Pflanzenfetten, d. h. in mehr oder weniger allen Fertigprodukten, Instantsuppen, Backwaren und Keksen, Chips usw., also in all jenen Speisen, die heutzutage von vielen Bundesbürgern gerne verzehrt werden. Aber auch im industriell produzierten Tierfutter kommen reichlich trans-Fettsäuren vor!

„Erfunden“ wurden die trans-Fettsäuren um die Jahrhundertwende von dem deutschen Chemiker Wilhelm Norman, und zwar im Zusammenhang mit der Margarineentwicklung: Die Fettversorgung war immer schon ein zentrales Thema für die menschliche Bevölkerung gewesen. Für Butter sollte nun ein haltbarer und billiger Ersatz gefunden werden, der vor allem das Militär bei Kräften halten musste. Auf Wunsch von Kaiser Napoleon III. wurde 1869 ein geeignetes, streichfähiges Speisefett aus Rindertalg und Magermilch entwickelt. Der perlenartige Schimmer dieses Fettes verlieh der Substanz ihren Namen – Margarine (griech. margaritēs: die Perle). Tierische Fette waren zu damaligen Zeiten allerdings Mangelware und Pflanzenöle als Brotaufstrich ungeeignet. Diese Notlage forcierte die Weiterentwicklung der Margarine. Im Jahre 1902 entdeckte W. Norman die sog. Fetthärtung: Ungesättigte Doppelbindungen von Fettsäuren in Pflanzenölen wurden durch Hydrierung (Wasseranlagerung) im Beisein von Nickel als Katalysator in gesättigte Einfachbindungen umgewandelt. Die entstandenen gesättigten Fettsäuren erhöhten den Schmelzpunkt des Fettes (viele Pflanzenöle sind auch bei Minusgraden noch flüssig) und machten es somit streichfähig. Eine Alternative zur Mangelware Butter und Schmalz war hoffähig geworden!

Da man Pflanzenöle auch nur teilweise härten, d. h. den Härtungsprozess je nach Wunschkonsistenz des umzuwandelnden Fettes vorzeitig abbrechen kann, fallen sozusagen als Nebenprodukt große Mengen ungesättigter Fettsäuren an. Diese Fettsäuren weisen als Folge der industriellen Bearbeitung eine grundsätzlich abweichende chemische Struktur auf: Aus der sog. cis-Form (Wasserstoffatome liegen auf derselben Seite der Kohlenstoff-Doppelbindung) entsteht die trans-Form: Ein Wasserstoffatom springt auf die andere Seite der Doppelbindung, die Wasserstoffatome liegen sich nun gegenüber. Außerdem wird aus der abgewinkelten (gefalteten) cis-Konfiguration eine langgestreckte trans-Kohlenstoffkette, woraus ein höherer Schmelzpunkt resultiert. Diese Transfette haben eine geringere Oxidationsneigung, werden weniger schnell ranzig, können deutlich stärker erhitzt werden und sind wesentlich länger haltbar als pflanzliche Öle – ein Siegeszug für die beliebten Pommes frites! Diese werden ja bekanntlich in Frittierfett (trans-Fettsäure haltig) ausgebacken.

Vorkommen und Entstehung

Trans-Fettsäuren kommen in industriell hergestellter Nahrung mit teilgehärteten Fetten vor, d. h. in allen Back- und Bratfetten und somit in jeglichen frittierten Produkten, von Pommes bis Berliner, in Backwaren und Keksen, Kartoffelchips, Fertigsuppen, Burgern, Pizzen usw.

Starke Erhitzung von Pflanzenölen (Leinöl, Distelöl, Rapsöl usw.), wie beim Braten und Frittieren von Lebensmitteln, führen aufgrund der hohen Konzentration an ungesättigten Fettsäuren in diesen Pflanzenölen zur Entstehung von Transfetten. Hier eignen sich Kokosöl oder Olivenöl besser, denen ungesättigte Fettsäuren gänzlich fehlen bzw. nur zu einem geringen Anteil im Öl vertreten sind.

Auch bei der Raffination von Pflanzenölen, speziell der Desodorierung können trans-Fettsäuren entstehen, denn die unerwünschten Geruchs- und Geschmacksstoffe werden durch Behandlung im Vakuum bei hohen Temperaturen von 240 - 270˚C mit Wasserdampf abgetrennt.

trans-Fettsäuren sind auch natürlicherweise in Milch- und Milchprodukten, in Rindfleisch, Lammfleisch und Ziegenfleisch enthalten: Durch bakterielle Stoffwechselprozesse im Pansen von Wiederkäuern bildet sich die spezielle trans-Fettsäure Vaccensäure. Diese TFS kann vom Organismus jedoch in die für ihn offenbar unbedenkliche sog. konjugierte Linolsäure (CLA) umgewandelt und verstoffwechselt werden. Allerdings herrscht in der Wissenschaft hinsichtlich der Unbedenklichkeit der CLAs – bzw. sogar deren gesundheitsfördernder Wirkung – auf den Organismus noch keine Einigkeit. Sie werden nämlich auch im Kontext mit vermehrter Insulinausschüttung und verringerter Insulinsensitivität diskutiert.

Kommerzielles Hunde-, Katzen- und Pferdefutter ist trans-Fettsäure haltig. Siehe unten!

Pflanzen (Ausnahme z. B. Granatäpfel), alle unraffinierten Pflanzenöle und die Fette von Tieren, die keine Wiederkäuer sind (Geflügel, Schwein u. a.) sind frei von Transfetten.

Wirkung

Hinsichtlich der gesundheitlichen Wirkungen von trans-Fettsäuren auf den menschlichen und tierischen Organismus müssen die natürlichen von den künstlichen TFS abgegrenzt werden: Während die trans-Vaccensäure vom Körper in die nach heutigem Wissensstand unbedenkliche konjugierte Linolsäure umgewandelt werden kann, gelten die synthetischen trans-Fettsäuren in vielerlei Hinsicht als gesundheitsgefährdend.

Regelmäßiger Verzehr von Industrienahrung (Fast Food) bzw. Nahrungsmitteln (als „Lebens“mittel kann man sie ja nicht bezeichnen) mit gehärteten Fetten beeinflusst nachweislich die Blutfette negativ. Steigender LDL (low density lipoprotein)-Spiegel im Blutserum und sinkende HDL (high density lipoprotein)-Konzentration erhöhen das Risiko der Arteriosklerose und folglich der Todesursache Nummer 1 westlicher Industrienationen: Herzinfarkt und Schlaganfall. Wie aus Untersuchungen hervorgeht, steigern trans-Fettsäuren die Calciumaufnahme in die Zellen der Arterienwände (bei gleichzeitiger Magnesiumunterversorgung) und können auch auf diesem Wege die Arterienverkalkung fördern.

Diskutiert werden außerdem die gesundheitlichen Auswirkungen von trans-Fettsäuren in Hinblick auf die Entstehung von Krebs und Diabetes ebenso wie die Beeinträchtigung des Immunsystems (Allergien). Diesbezüglich liegen nach Auffassung der EU-Behörde für Lebensmittelsicherheit keine aussagekräftigen Untersuchungsergebnisse vor. Natürlich nicht, denn gäbe es solche, so müssten in Konsequenz die billigen Transfette in Menschen- und Tiernahrung durch unbedenkliche, teurere Fette ersetzt werden. Dies würde die Gewinnspanne der Lebens- und Futtermittelindustrie natürlich beträchtlich schmälern!

Schauen wir uns die Wirkung von trans-Fettsäuren im Körper von Mensch und Tier, insbesondere in den Zellen und an den Zellwänden (Zellmembranen), genauer an:

Ungesättigte Fettsäuren, ob in cis- oder in trans-Form, werden vom Körper gleichermaßen aufgenommen, da er sie nicht voneinander unterscheiden kann. Die Verstoffwechselung ist jedoch sehr verschieden. Trans-Fettsäuren können nicht in Arachidonsäure (Omega-6-Fettsäure), Eicosapentaen- oder Docosahexaensäure (Omega-3-Fettsäuren) umgewandelt werden. Diese Fettsäuren spielen unter anderem eine wichtige Rolle als Coenzyme und im körpereigenen Entzündungsgeschehen. Die gefalteten Moleküle der natürlichen cis-Fettsäuren sind in ihrer chemischen Struktur genau aufeinander abgestimmt. Stattdessen werden nun vermehrt langgestreckte TFS-Moleküle in die Zellmembranen der Zellen oder der Mitochondrien eingebaut. So entstehen dort Lücken. Die Durchlässigkeit der Zelle ändert sich und damit auch ihre Funktionsfähigkeit. Beispielsweise können – neben anderen fremden, zellschädigenden Toxinen – Freie Radikale in die Zellen und in die Mitochondrien eindringen. Der ungünstige Einfluss auf die Mitochondrien als Energieerzeuger der Zelle könnte sich auf die Entstehung von Krebs auswirken: Wird die oxidative Energiegewinnung (unter Sauerstoffanwesenheit), die sog. ATP-Synthese, in den Mitochondrien gestört, so muss die derart im Überleben bedrohte Zelle auf die Energieerzeugung durch Fermentation (Vergärung) von Zucker (Glukose) – also ohne Sauerstoff – ausweichen. Dieser Kompensationsprozess kann Wegbereiter zum Krebs sein.

Trans-Fettsäuren steigern nachweislich die Aktivität des Tumornekrosefaktors, eines Signalstoffs (Zytokin) des Immunsystems.

In Bezug auf den Zusammenhang von künstlichen trans-Fettsäuren und Diabetes ist Folgendes zu sagen: Aus neueren Studien geht hervor, dass der Gehalt an mehrfach ungesättigten Fettsäuren in Muskelmembranen die Wirksamkeit von Insulin beeinflusst. Dies bedeutet: Je höher die Konzentration an trans-Fettsäuren in den Zellmembranen, desto stärker wird Insulin in seiner Funktion, Glukose aus dem Blut in die Zellen zu transportieren, blockiert. Verstärkte Einlagerungen von trans-Fettsäuren in die Zellmembranen können, wie bereits beschrieben, die Durchlässigkeit der Zellmembranen negativ beeinflussen. Sind diese Membranen zu starr, zu wenig geschmeidig, oder andererseits zu „löchrig“, kann dadurch der gesamte Stoffwechsel der Zellen gestört werden. Diese strukturellen Veränderungen schränken die Zellfunktionen ein, blockieren membrangebundene Enzyme und reduzieren die Transportfähigkeit der Zellen. Die Signalübertragung an den Membranen, die Insulinsensitivität, wird gestört – eine gesteigerte Insulinproduktion ist die Folge. Der Teufelskreis „hoher Blutglukosespiegel, vermehrte Insulinausschüttung, Insulinresistenz, Diabetes“ ist aktiviert!

Studien an Affen zum Einfluss von trans-Fettsäuren auf die Entwicklung und Verteilung von Körperfett bzw. auf die Entstehung von Diabetes zeigten Gewichtszunahme der Tiere, vermehrte Bildung von Bauchfett, erhöhte Blutglukosewerte und fortgeschrittene Insulinresistenz!

Da die trans-Fettsäuren in Form vieler verschiedener Isomere auftreten (die Doppelbindungen in den trans-Fettsäuren bilden sich an jeweils unterschiedlichen Stellen innerhalb der Kohlenstoffkette), können die Enzyme des Fettsäurestoffwechsels negativ beeinflusst werden. Beispielsweise wird Stearinsäure (gesättigte Fettsäure) dann nicht mehr in eine ungesättigte Fettsäure umgewandelt. Ein zentrales Unterscheidungsmerkmal zu den natürlichen trans-Fettsäuren: Bei diesen herrscht meist ein Hauptisomer, die trans-Vaccensäure, vor.

Letztendlich beeinträchtigen die trans-Fettsäuren massiv den gesamten Zellstoffwechsel, indem sie den Sauerstofftransport im Körper verschlechtern (Begünstigung des Krebsgeschehens!), die Nährstoffversorgung und die Entgiftung der Zelle einschränken.

Die eklatante Zunahme von Stoffwechselstörungen und Erkrankungen bei Hunden und Pferden – und auch bei Katzen – wie Diabetes (bei Hunden die zweithäufigste Hormonstörung), EMS, Cushing oder Krebs (häufigste Todesursache bei Hunden) ist offensichtlich.

Weitere durch trans-Fettsäuren bedingte gesundheitliche Risiken werden diskutiert bzw. sind  belegt:

• vermehrtes Entzündungsgeschehen im Körper
• verringertes Geburtsgewicht von Neugeborenen
• verminderte Fruchtbarkeit (negativer Effekt der trans-Fettsäuren auf den Fettstoffwechsel und dadurch auf den Hormonhaushalt, Eisprung, Befruchtung)
• Schäden im Hippokampus (Lern- und Gedächtniszentrum des Gehirns) ergaben sich aus Untersuchungen mit trans-Fettsäure reich gefütterten Ratten

Gehirn und Rückenmark (Zentralnervensystem)  bestehen zu mehr als 50% aus Fett! Hier sind vor allem Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren von zentraler Bedeutung. Da trans-Fettsäuren in Konkurrenz zu ungesättigten, natürlichen Fettsäuren in die Zellmembran eingebaut werden – eben auch in die Membranen der Nervenzellen – ist ein negativer Einfluss auf das Nervensystem wohl kaum auszuschließen.

Was hat kommerzielles Tierfutter mit trans-Fettsäuren zu tun?

Insbesondere Hunde beziehen einen Großteil der Nahrungsenergie aus Fetten. Der meist viel zu geringe Fleischanteil in minderwertigen Futtersorten macht den Zusatz von Fetten – oftmals möglicherweise ausgedientes Frittierfett – notwendig. Auch die Akzeptanz des ansonsten wahrscheinlich eher ungenießbaren Hunde- und Katzenfutters wird durch Fett erhöht. Hier bietet sich der Zusatz von teilgehärteten Fetten an. Das Futter ist dadurch bedeutend länger haltbar, denn diese Fette werden nicht so schnell ranzig wie pflanzliche Öle. Allerdings enthalten sogar trans-Fettsäurehaltige Futtersorten häufig noch zusätzliche, nachweislich gesundheitsschädliche Antioxidantien (BHA, BHT, synthetische Vitamine E, C, ß-Carotin)!

Industrielles Pferdefutter schneidet, trotz der Zugabe augenscheinlich wertvoller kaltgepresster Pflanzenöle, nicht besser ab (auch bei der Kaltpressung können Temperaturen bis zu 75˚C erreicht werden): Beispielsweise enthält eine Vielzahl Pferdemüslis verschiedene Pflanzenöle, häufig Leinöl und/oder kaltgepressten Leinkuchen. Leinöl besitzt zwar ein sehr günstiges Omega-3 zu Omega-6-Fettsäureverhältnis, allerdings auch eine hohe Konzentration mehrfach ungesättigter Fettsäuren bei sehr niedrigem Vitamin E-Gehalt (Vitamin E wirkt sozusagen als natürliches Antioxidanz, als Haltbarmacher dieses Fettes). Leinöl wird aus diesem Grund schnell ranzig. Also zwei Gründe, die gegen die Verwendung von Ölen im Fertigfutter sprechen: Erstens besteht bei diesen Fetten, fein im Pferdemüsli oder Ergänzungsfutter verteilt, aufgrund ihrer großen Angriffsfläche für Oxidationsprozesse die Gefahr, dass sie umkippen, verderben. Man bedenke auch die relativ lange Lagerung dieses Futters (bei Fütterung von nur einem Pferd braucht es doch recht lange, bis der Sack leer ist). Zweitens führt die Erhitzung der pflanzlichen Öle bei der Pelletierung (bis zu 180˚C!) zur Entstehung von Transfetten. Wie oben gesagt, besteht speziell Leinöl aus einem hohen Anteil mehrfach ungesättigter Fettsäuren und ist dadurch besonders anfällig für TFS-Bildung.

Manche Pferdefuttersorten enthalten bis zu 11% Pflanzenöl und gepressten Leinkuchen. Bei üblichen Fütterungsempfehlungen von 1- 2 kg /Tag gelangen dann ca. 110 – 220 g unter Umständen ranziges Fett in den Pferdeorganismus. Die Leber dankt!

Die Ergänzung mit teilgehärteten Fetten gilt sowohl für Trocken- als auch für Nassfutter. Trockenfutter birgt allerdings schwerwiegendere Nachteile – ganz abgesehen von der widernatürlichen Art dieses Futters:

Die sehr hohen Temperaturen während des Extrusionsverfahrens (150 - 180˚C) von Hunde- und Katzentrockenfutter, genauso auch die Erhitzung im Dampfdruckverfahren beim Pelletieren von pflanzenölhaltigem Pferdefutter und Ergänzungsfutter unter ebensolchen Temperaturen, führen zur trans-Fettsäurebildung. Zusätzlich wird Trockenfutter ja bekanntlich am Ende des Produktionsprozesses mit Fetten besprüht – sicherlich nicht mit triefendem, hochwertigem Pflanzenöl! Aber auch Nassfutter wird zwecks Sterilisation des Doseninhaltes hohen Temperaturen und Drucken ausgesetzt. Selbst bei Zugabe qualitativ hochwertiger pflanzlicher Öle in der Herstellung können diese so in Transfette umgebildet werden!

Die undurchsichtige Deklaration der Fette lässt den Tierhalter diesbezüglich im Unklaren. Man verbleibt meist uninformiert und auch verunsichert.

Zusätze wie „Fette und Öle“ müssen deklariert werden, gesetzliche Vorschrift. Ob allerdings die verwendeten Fette gehärtet oder nur teilgehärtet sind, geht aus dem Etikett nicht hervor. Hochwertige Tierfutter geben wertvolle Fette zwar namentlich an (z. B. Sonnenblumenöl, Rapsöl, Distelöl), diese Öle können allerdings als Folge der Verarbeitung mit Druck und hohen Temperaturen ebenso den Gehalt an trans-Fettsäuren im Futter erhöhen. Hinter nicht näher bezeichneten „Fetten und Ölen“ verbergen sich möglicherweise billige Frittierfette.

Welche Konsequenz kann man als Halter ziehen, wenn man bei seinen Tieren eine regelmäßige trans-Fettsäureaufnahme über das Futter verhindern will?

Im Grunde genommen gilt das Motto „alles weglassen, was nur annähernd an trans-Fettsäuren erinnert“. Das bedeutet, Abstand zu nehmen von Futtersorten mit Deklarationen wie „gehärtete Fette“, „teilgehärtete Fette“, „hydrogeniert“ oder englisch „hydrogenated“. Aber eben auch Pauschalkennzeichnungen wie „Fette und Öle“ sehr kritisch in Bezug auf Transfette zu hinterfragen.

Im menschlichen Lebensmittelsektor sind die geltenden Deklarationkriterien übrigens ebenfalls sehr interessant: In Deutschland besteht nämlich keine Deklarationspflicht für trans-Fettsäuren, ausschließlich gehärtete Fette müssen als „gehärtet“ deklariert werden. In den USA beispielsweise gilt eine Deklarationspflicht für trans-Fettsäuren (in New York und Philadelphia außerdem komplettes Verwendungsverbot von trans-Fettsäuren in der Gastronomie), und in Dänemark und Island darf der Fettanteil eines Lebensmittels nicht mehr als 2% trans-Fettsäuren enthalten. Hingegen existieren in Deutschland noch nicht einmal Grenzwerte für Transfette – Ausnahme Säuglingsnahrung und Olivenöl!

Will man als menschlicher Verbraucher auf der sicheren Seite sein, so sollte man sich in letzter Konsequenz von Fertigprodukten verabschieden und sich stattdessen artgerechter Frischkost zuwenden …

Dr. Frauke Garbers, Klaus-Rainer Töllner

Glossar

Tumornekrosefaktor

Der Tumornekrosefaktor ist ein Signalstoff des Immunsystems und spielt eine entscheidende Rolle bei entzündlichen Prozessen im Körper. Er ist verantwortlich für die Regelung von Zellwachstum, Zelldifferenzierung oder Zelltod bzw. für die Anregung weiterer Zytokine.

Isomere

Chemische Verbindungen können die gleiche Anzahl Moleküle bzw. Atome besitzen, sich in deren räumlicher Anordnung jedoch unterscheiden. Diese jeweils verschiedenen Verbindungen werden Isomere (griech isos ‚gleich’ und méros ‚Teil’) genannt und zeigen unterschiedliche chemisch/physikalische, oft auch voneinander abweichende biochemische Eigenschaften.

Zellwand

Eine Zellwand besitzen nur Pflanzenzellen, Bakterien, Pilze und Algen. Tierische Zellen haben keine Zellwand, sondern eine Zellmembran. Die Zellwand liegt der Zellmembran außen auf und besteht vorwiegend aus Zellulose. Ihre Hauptfunktion ist es, das Platzen der Zelle bei zu hohem osmotischen Druck zu verhindern.

Zellmembran

Die Zellmembran (auch Plasmamembran) ist eine Zellgrenzschicht, die die gesamte Zelle umgrenzt und schützt, aber auch dem Stoffaustausch mit der Umgebung dient. Diese Biomembran besteht aus einer Lipiddoppelschicht aus Fetten (Lipiden) und Eiweißmolekülen (Proteinen).

Mitochondrien

Ein Mitochondrium ist eine von einer Doppelmembran umschlossene, energieliefernde Zellorganelle. Sie kommt in den Zellen aller Lebewesen vor, ausgenommen Bakterien und Blaualgen. Mitochondrien besitzen eine eigene Erbsubstanz und sind in ihrem Inneren von einem leisten- oder röhrchenförmigen Membransystem durchzogen. Mit Hilfe der dort eingelagerten Enzyme bilden sie das energiereiche ATP-Molekül – Mitochondrien werden auch als „Kraftwerke“ der Zellen bezeichnet.

Freie Radikale

Freie Radikale sind ausgesprochen instabile und damit reaktionsfreudige Moleküle, die anderen intakten Molekülen (z. B. mehrfach ungesättigten Fettsäuren der Zellmembranen, Eiweißen usw.) Elektronen entreißen. Sie selbst gelangen dadurch in einen stabilen Zustand, verwandeln nun jedoch das angegriffene Molekül in ein Freies Radikal: Eine gefährliche Kettenreaktion wird in Gang gesetzt, die zur Schädigung oder Zerstörung von Zellen oder Mitochondrien führen kann – die Membranen von Zellen, Zellkernen und Mitochondrien bestehen zu einem hohen Prozentsatz aus Fettsäuren!
Freie Radikale werden unter bestimmten Umständen allerdings auch vom Körper selber produziert, dies ist dann auch nützlich und sinnvoll: Beispielsweise zur Bekämpfung krankmachender Viren oder Bakterien oder zur Verminderung von Entzündungsprozessen.